第二章 瓶装气体.docx
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第二章瓶装气体
第二章瓶装气体
第一节常用术语
1、压缩气体:
永久气体、液化气体和溶解气体的统称
2、永久气体:
是指临界温度小于-10℃的压缩气体.如:
空气,氧,氮,氢,甲烷,一氧化碳等气体.
3、液化气体:
介质在最高使用温度下的饱和蒸气压力不小于0.1MPa,且临界温度大于或等于-10℃的气体,是高压液化气体和低压液化气体的统称。
4、高压液化气体:
临界温度大于或等于-10℃,且小于或等于70℃的为高压液化气体;
5、低压液化气体:
临界温度大于70℃的为低压液化气体
6、瓶装气体:
以压缩、液化、溶解等方式装瓶储运的气体
7、溶解气体:
在压力下溶解于气瓶内溶剂中的气体。
8、可燃性气体:
能够引燃且在常温常压下呈气体状态的物质。
9、毒性气体:
泛指会引起人体正常功能损伤的气体。
第二节瓶装气体的分类
1、永久气体的特点:
(1)、常温常压下为气体,高压下依然是气体。
(2)、常用气体充装压力为15Mpa(氧气)、20Mpa(天然气).
2、液化气体的特点:
(1)、常温常压下为气体,常温高压下转变为液体。
(2)、常温常压下为气体,低温高压下转变为液体。
(3)、常用液化气体有液化石油气(2.1Mpa),液化天然气(低温)
3、溶解气体的特点:
(1)、常温常压下为气体,以溶解形式存在于气瓶中。
(2)、只有乙炔气体一种。
第三节瓶装气体的危险特性
一、瓶装气体的特殊性
1、有一定的压力
2、内装有毒、有害、易燃、易爆气体。
二、燃烧性和爆炸性
(一)燃烧和爆炸的基本概念
1、燃烧和爆炸的共同点
(1)都是激烈氧化反应
(2)都是放热反应
2、燃烧和爆炸的不同点
(1)燃烧与爆炸的区别在于氧化速度的不同。
(2)决定氧化速度的因素是在点火前可燃物质与助燃剂的混合均匀程度。
(3)同一种物质,在一种条件下可以燃烧,在另一种条件下可以爆炸。
(4)燃烧和爆炸都是发光发热的剧烈的化学反应,但爆炸在瞬间完成并且伴有巨大的响声。
(5)燃烧可分为完全燃烧和不完全燃烧,爆炸是瞬间完成的的化学反应。
3.爆炸是在有限的空间里发生的。
一般有大量的气态生成物产生,反应瞬间完成,温度骤升,气体体积急剧膨胀,爆炸瞬间放出大量的能量,会产生爆破及推动作用。
4、爆炸极限:
可燃物质(可燃气体、蒸气和粉尘)与空气(或氧气)必须在一定的浓度范围内均匀混合,形成预爆炸性合物,遇着火源才会发生爆炸,这个浓度范围称为爆炸极限,或爆炸浓度极限。
可燃性混合物能够发生爆炸的最低浓度和最高浓度,分别称为爆炸下限和爆炸上限,在低于爆炸下限时不爆炸也不着火;在高于爆炸上限不会发生爆炸,
5、天然气和空气混合的爆炸下限和爆炸上限分别是5.3%、15%。
(二)可燃性气体
1、可燃性气体种类
自燃气体:
在温度低于100℃下与空气接触能自发燃烧的气体。
可燃气体:
爆炸下限大于10%且爆炸上下限小于20%的气体
易燃气体:
爆炸下限小于10%且爆炸上下限大于20%的气体
2、可燃性液化气体的燃烧爆炸危险性比易燃液体大的多。
3、燃烧三要素:
物质燃烧需要同时具备可燃物、助燃物和着火源这三要素。
(1).可燃物:
能与空气中的氧或其他氧化剂起燃烧反应的物质
(2).助燃物:
是能与可燃物发生氧化反应的物质。
(3).着火源:
是指供给可燃物与助燃剂发生燃烧反应能量的来源。
4、要发生燃烧、爆炸三要素缺一不可。
因此,如采取措施使三要素不同时存在,比如控制可燃物、隔绝空气、消除着火源,即可阻止燃烧发生。
5、爆炸危险度:
(爆炸上限-爆炸下限)/爆炸下限
三、毒性与腐蚀气体
1、毒性气体:
作用于人体,对人体有毒害的气体。
2、毒性气体分级
气体毒性级别最高允许浓度
极度危害(Ⅰ)<0.1mg/m3
高度危害(Ⅱ)0.1---1.0mg/m3
中度危害(Ⅲ)1.0---10mg/m3
轻度危害(Ⅳ)≥10mg/m3
2、腐蚀气体:
是指能和和金属发生缓慢化学相作用,使金属性能发生变化,导致金属受到损伤的气体。
第四节常用气体的主要物理化学性质、用途、制取方法及危害与防护
一、永久气体
(一)氧气
1、物理性质(O2)
1).色、味、态:
通常情况下没有颜色、没有气味的气体
2).密度:
比空气密度略大1.423kg/m3
3).溶解性:
不易溶于水
4).三态转化:
临界温度:
-118℃、沸点-183℃、熔点-218℃。
2、化学性质
1)、在氧气中燃烧比在空气中剧烈并放出热量
2)、和可燃气体混合后爆炸极限扩大。
(二)天然气(CH4)
1.别名:
沼气.
2.用途:
(1)燃气、用于城市燃气事业,特别是居民生活用燃料。
随着人民生活水平的提高及环保意识的增强,大部分城市对天然气的需求明显增加。
(2)、压缩天然气汽车,以天然气代替汽车用油,具有价格低、污染少、安全等优点。
(3)生产原料。
3.物理性质
分子量:
16.043
熔点:
:
-182.6℃(101.325kPa)
沸点:
:
-161.5℃(101.325kPa)
液体密度:
422.62kg/m3(-161.52℃,101.325kPa)
气体密度:
0.7163kg/m3(100kPa,270K)
相对密度:
0.555(空气=l,0℃,101.325kPa)
比容:
1.4795m3/kg(21.1℃,101.325kPa)
气液容积比:
630L/L(15℃,100kPa)
临界温度:
-82.1℃
临界压力:
4640kPa
临界密度:
162.5kg/m3
压缩系数:
是实际气体性质与理想气体性质偏差的修正值。
温度℃
压力kPa
101.325
1010
6080
10133
25
50
0.9982
0.9988
0.9814
0.9869
0.8950
0.9290
0.8493
0.8956
熔化热(-182.5℃):
58.42kJ/kg
气化热(111.66K):
509.88kJ/kg
蒸气压(-180℃):
16.2KPsa
(-140℃):
437kPa
(-100℃):
2620kPa
4、化学性质
空气中可燃范围(20℃,101.325kPa):
5%~15%
空气中最低燃点(101.325kPa):
580℃
空气中当量燃烧时火焰温度:
1957℃
空气中当量燃烧时最大火焰速度:
0.4m/s
氧气中可燃范围:
5%~60%(20℃,101.325kPa)
氧气中最低燃点:
555℃(101.325kPa)
氧气中当量燃烧时火焰温度:
2810℃
氧气中当量燃烧时最大火焰速度:
3.90m/s
氧气中当量燃烧时燃烧热:
高-39873.52kJ/m3
低-35856.88kJ/m3
闪点:
-188℃
在空气中最易引燃浓度:
7.8%
产生最大爆炸压力的浓度:
9.8%
5.毒性:
甲烷本身对人体没有特殊毒作用,只是在浓度高时有麻醉效应。
当空气中含量大时,也能造成缺氧、窒息,引起中毒症状。
当甲烷浓度大于10%时产生眼睛和前额的受压感,浓度更高时,开始出现呼吸急促、疲劳、恶心、呕吐等窒息症状,并能导致失去知觉。
吸入甲烷气体的患者应迅速转移至无污染区,安置休息并保持温暖舒适。
当呼吸微弱或停止时要立即进行输氧或人工呼吸。
速叫医生来诊治。
6.安全防护
设备要严格密封,可用肥皂水探漏。
对甲烷来说,其爆炸性比毒性更危险。
甲烷是非腐蚀性气体,可以用所有通用金属材料。
对液态甲烷可以用含5%~95镍的铁类合金,含37%或9%镍和19%铬的奥氏体钢、含11%铬和3.95镁的铝基合金。
可以用醋酸纤维、尼龙、酚甲醛、酚呋喃、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚氯乙烯醋酸纤维、聚乙烯偏二氯乙烯、聚氯三氟乙烯、聚四氟乙烯、环氧树脂、二乙醇聚合体、丁腈橡胶、氯丁橡胶、海帕伦等。
着火时可用雾状水、泡沫和二氧化碳,最好是用干粉灭火剂。
泄漏气体时,要用强制通风的方法使其浓度在爆炸范围以下。
漏气的钢瓶如果无法堵漏,则要转移到空旷地方放气,或者装适当的灯头燃烧。
3、车用天然气质量要求;
4、天然气加臭:
如果发生泄漏能及时发现,防止着火、爆炸、人员中毒等事故发生。
二、溶解气体(乙炔气)
(一)、物理性质
1、乙炔是一种无色、无臭的可燃气体它是由电石(CaC2)与水作用而制得。
2、分子式“C2H2,相对分子质量:
26.04。
3、乙炔在标准状态下的密度为1.17167kg/m3。
4、临界温度:
35.2℃、熔点:
-81.8℃。
沸点:
-83.8℃。
5、溶于丙酮、氯仿、苯
(二)、化学性质
1、乙炔与空气温合能形成爆炸性混合物,爆炸下限:
2.1%(体积分数),爆炸上限:
80.0%(体积分数)。
2、乙炔与氧气温合能形成爆炸性混合物,爆炸下限:
2.8%(体积分数),爆炸上限:
93%(体积分数)。
三、液化石油气LPG
1.别名·液化气;Liquefiedpetroleumgas.
2.用途:
家庭用燃料、食品烟叶蔬菜等的干燥、机关学校影院等的取暖、城市煤气的原料、工业用燃料(辉光热处理、汽车飞机零件的表面硬化、钢材的切割、玻璃工业、炼铁……)、氨甲醇等的制造用化学原料、汽车燃料。
3.物理性质
气体比重(0℃,101.325kPa,空气=1)1.562
气体和液体的容积比272.7
液体密度kg/m3(0℃)528
熔点℃(101.325kPa)-187.8
沸点℃(101.325kPa)-42.1
它比空气重,易在地面扩散,积聚在低洼处。
4、化学性质:
它是一种易燃易爆物质,自燃点为446~480℃,在空气中的爆炸界限为1.8~9.5%(体积)。
5.毒性
最高容许浓度:
1000ppm(1800mg/m3)
石油液化气在高浓度时,因缺氧而引起窒息。
液体触及皮肤时可能造成冻伤。
吸入高浓度液化石油气的患者要尽可能快地转移到空气新鲜之处。
6.安全防护
近年来,液化气的产量日益增加,使用范围越来越广,但是,由于对石油液化气的特性及使用中的安全注意事项了解不多,以及管理和使用不当,常常引起火灾或爆炸事故。
石油液化气储罐应布置在通风良好、远离明火或散发火花的露天地带,要与重要建筑物、重要设备、交通要道和人员集中的场所保持一定的距离。
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