Afwerking. Uitrusting. Reparatie. Installatie. Keuze. Opening
Een mengsel van aardgas met lucht kan exploderen wanneer de gasconcentratie in de lucht 5-15% is.
Een mengsel van vloeibaar gemaakt gas in lucht explodeert bij een concentratie van 1,5-9,5%.
Voor een explosie is het noodzakelijk om 3 voorwaarden tegelijkertijd te hebben:
Het gas-luchtmengsel moet zich in een gesloten volume bevinden. In de open lucht explodeert het mengsel niet, maar laait op.
De hoeveelheid gas in het natuurlijke mengsel moet 5-15% zijn voor aardgas en 1,5-9,5% voor vloeibaar gas. Bij hogere concentratie zal de sweep oplichten en wanneer de limiet is bereikt, zal deze exploderen.
Het mengsel moet op één punt worden verwarmd tot het vlampunt.
5 Eerste hulp bij een slachtoffer van koolmonoxidevergiftiging
Symptomen:
Spierzwakte verschijnt
Duizeligheid
Lawaai in oren
Slaperigheid
hallucinaties
Verlies van bewustzijn
stuiptrekkingen
Hulp bieden:
Stop de stroom koolmonoxide
Breng het slachtoffer in de frisse lucht.
Als het slachtoffer bij bewustzijn is, ga dan liggen en zorg voor rust en continue toegang tot frisse lucht
Als er geen bewustzijn is, is het noodzakelijk om te beginnen met een gesloten hartmassage en kunstmatige beademing voordat een ambulance arriveert of voordat u weer bij bewustzijn komt.
Ticket nummer 10
5 Eerste hulp bij een brandwondenslachtoffer
Thermisch veroorzaakt door vuur, stoom, hete voorwerpen en in jezelf. Als kleding van het slachtoffer vlam vatte, moet je snel een jas of dikke stof aantrekken of de vlam met water neerslaan. Je kunt niet rennen in brandende kleding, omdat de wind de vlam zal aanwakkeren. Bij het verlenen van hulp, om infectie te voorkomen, mag u de verbrande delen van de huid niet met uw handen aanraken of smeren met vetten, oliën, vaseline, bestrooien met zuiveringszout. Het is noodzakelijk om een steriel verband aan te brengen op het verbrande deel van de huid. Als kledingstukken vastzitten, moet er een verband overheen worden aangebracht, ze kunnen niet worden afgescheurd.
Ticketnummer 11
5 Onderhoud van een vergunning voor gasgevaarlijke werkzaamheden.
Schriftelijke toestemming, de geldigheidsduur, het tijdstip van het begin van het werk, het einde van het werk, de voorwaarden voor hun veiligheid, de samenstelling van het team en de personen van de verantwoordelijke. voor Veiligheid. werken. ND goedgekeurd ch. ingenieur. De lijst van gerechtigden tot het afgeven van een ND is goedgekeurd. op bestelling op predpr. ND wordt uitgegeven in twee exemplaren. voor één aannemer met één team; voor één werkplek. Eén exemplaar wordt aan de fabrikant gegeven, het andere blijft bij de persoon die de outfit heeft uitgegeven. ND-records worden bijgehouden volgens het kentekenboek, ze vermelden: volgnummer, samenvatting, positie; VOOR-EN ACHTERNAAM. otv. rukov.; handtekening.
Ticket nummer 12
5 eerste hulp aan het slachtoffer van verstikking met aardgas
Breng het slachtoffer in de frisse lucht.
Bij afwezigheid van bewustzijn en polsslag op de halsslagader, ga verder met het reanimatiecomplex
In geval van verlies van bewustzijn gedurende meer dan 4 minuten, keer op de buik en breng koud aan op het hoofd
Bel in alle gevallen een ambulance
Ticketnummer 13
1 classificatie van gasleidingen naar druk.
I- laag (0-500 mm waterkolom); (0,05 kg * s / cm 2)
II-medium (500-30 000 mm.waterkolom) (0,05-3 kg * s/cm 2)
Ticketnummer 14
3 vereiste voor verlichting, ventilatie en verwarming bij hydrofracturering.
De behoefte aan verwarming van de GVK-ruimte moet worden bepaald afhankelijk van de klimatologische omstandigheden.
In de gebouwen van de GTP moet natuurlijke en (of) kunstmatige verlichting en natuurlijke permanente ventilatie worden aangebracht, met ten minste drie luchtverversingen per uur.
Voor ruimtes met een volume van meer dan 200 m3 wordt luchtverversing uitgevoerd volgens de berekening, maar niet minder dan één luchtverversing per uur.
De plaatsing van apparatuur, gaspijpleidingen, fittingen en instrumenten moet ervoor zorgen dat ze gemakkelijk kunnen worden onderhouden en gerepareerd.
De breedte van de hoofddoorgang in het pand moet minimaal 0,8 m zijn.
Fysische en chemische basisconcepten van explosies in hoogovens en staalfabrieken
Explosies in hoogovens en openhaarden worden veroorzaakt door verschillende redenen, maar ze zijn allemaal het gevolg van een snelle overgang (transformatie) van een stof van de ene toestand naar de andere, stabieler, gepaard gaand met het vrijkomen van warmte, gasvormige producten en een toename van de druk op de explosieplaats.
Het belangrijkste teken van een explosie is plotselingheid en een sterke toename van de druk in de omgeving van de explosieplaats.
Een extern teken van een explosie is geluid, waarvan de sterkte afhangt van de snelheid waarmee materie van de ene toestand naar de andere overgaat. Er zijn knallen, explosies en ontploffing afhankelijk van de sterkte van het geluid. Pops worden gekenmerkt door een dof geluid, veel lawaai of een karakteristiek knetterend geluid. De snelheid van transformaties in het volume van materie tijdens klappen is niet hoger dan enkele tientallen meters per seconde.
Explosies produceren een duidelijk geluid; de voortplantingssnelheid van transformaties in het volume van materie is veel hoger dan bij klappen - enkele duizenden meters per seconde.
De hoogste overgangssnelheid van een stof van de ene toestand naar de andere wordt verkregen tijdens detonatie. Dit type explosies wordt gekenmerkt door de gelijktijdige ontsteking van een stof in het hele volume, en de grootste hoeveelheid warmte en gassen komt onmiddellijk vrij en het maximale vernietigingswerk wordt uitgevoerd. Een onderscheidend kenmerk van dit soort explosies is de bijna volledige afwezigheid van een periode van drukopbouw in het medium vanwege de enorme snelheid van transformaties, die enkele tienduizenden meters per seconde bereikt.
Explosies van gassen
Een explosie is een type verbrandingsproces waarbij de verbrandingsreactie heftig en met hoge snelheden verloopt.
Verbranding van gassen en dampen van brandbare stoffen is alleen mogelijk in een mengsel met lucht of zuurstof; de brandtijd bestaat uit twee fasen: het mengen van gas met lucht of zuurstof en het eigenlijke verbrandingsproces. Als het mengen van gas met lucht of zuurstof plaatsvindt tijdens het verbrandingsproces, dan is de snelheid ervan laag en hangt af van de toevoer van zuurstof en brandbaar gas naar de verbrandingszone. Als het gas en de lucht vooraf worden gemengd, verloopt het verbrandingsproces van een dergelijk mengsel krachtig en gelijktijdig in het gehele volume van het mengsel.
Het eerste type verbranding, diffusieverbranding genaamd, is wijdverbreid in de industriële praktijk; het wordt gebruikt in verschillende ovens, ovens en apparaten waar warmte wordt gebruikt om materialen, metalen, halffabrikaten of producten te verwarmen.
Het tweede type verbranding, wanneer de vermenging van gas met lucht plaatsvindt voordat de verbranding begint, wordt explosief genoemd en het mengsel is explosief. Dit type verbranding wordt in de fabriekspraktijk zelden toegepast; het ontstaat soms spontaan.
Bij een stille verbranding zetten de resulterende gasvormige producten, verwarmd tot een hoge temperatuur, vrij in volume uit en geven hun warmte af op weg van de oven naar de rookapparaten.
Bij explosieve verbranding vindt het proces "onmiddellijk" plaats; voltooid in een fractie van een seconde in het volledige volume van het mengsel. De tot hoge temperatuur verhitte verbrandingsproducten zetten ook "direct" uit, vormen een schokgolf die zich met hoge snelheid in alle richtingen verspreidt en mechanische schade veroorzaakt.
Het gevaarlijkst zijn explosieve mengsels die onverwacht en spontaan ontstaan. Dergelijke mengsels worden gevormd in stofafscheiders, gaskanalen, gaspijpleidingen, branders en andere gastoestellen van hoogovens, open haard en andere werkplaatsen. Ze vormen zich ook in de buurt van gasapparaten op plaatsen waar geen luchtbeweging is en gassen door lekken naar buiten sijpelen. Op dergelijke plaatsen worden explosieve mengsels ontstoken door constante of toevallige brandbronnen en dan treden plotseling explosies op, waarbij mensen gewond raken en grote schade aan de productie wordt toegebracht.
Explosiegrenzen van gassen
Explosies van gas-luchtmengsels komen alleen voor bij bepaalde gasgehalten in lucht of zuurstof, en elk gas heeft zijn eigen, inherent aan één, explosieve limieten - onder en boven. Tussen de onder- en bovengrens zijn alle gas/lucht- of zuurstofmengsels explosief.
De onderste explosiegrens wordt gekenmerkt door het laagste gasgehalte in de lucht, waarbij het mengsel begint te exploderen; bovenste - het hoogste gasgehalte in de lucht, waarboven het mengsel zijn explosieve eigenschappen verliest. Als het gasgehalte in een mengsel met lucht of zuurstof lager is dan de ondergrens of hoger is dan de bovengrens, dan zijn dergelijke mengsels niet explosief.
De onderste explosiegrens van waterstof gemengd met lucht is bijvoorbeeld 4,1% en de bovenste is 75 vol.%. Als waterstof minder dan 4,1% is, is het mengsel met lucht niet explosief; het is niet explosief, zelfs niet als er meer dan 75% waterstof in het mengsel zit. Alle mengsels van waterstof met lucht worden explosief als hun waterstofgehalte tussen 4,1% en 75% ligt.
Een voorwaarde voor de vorming van een explosie is ook de ontsteking van het mengsel. Alle brandbare stoffen ontbranden alleen wanneer ze worden verwarmd tot de ontstekingstemperatuur, wat ook een zeer belangrijk kenmerk is van elke brandbare stof.
Zo ontsteekt waterstof in een mengsel met lucht spontaan en treedt er een explosie op als de temperatuur van het mengsel hoger wordt dan of gelijk wordt aan 510 ° . Het is echter niet nodig dat het volledige volume van het mengsel wordt verwarmd tot 510 ° een deel van het mengsel.
Het proces van zelfontbranding van het mengsel uit een vuurbron vindt plaats in de volgende volgorde. De introductie van een vuurbron in het gas-luchtmengsel (vonk, vlam van een brandende boom, uitstoot van heet metaal of slakken uit de oven, enz.) leidt tot verwarming van de mengseldeeltjes die de vuurbron omringen tot de zelfontbrandingstemperatuur. Hierdoor zal er een ontstekingsproces optreden in de aangrenzende laag van het mengsel, zal verwarming en uitzetting van de laag optreden; warmte wordt overgedragen aan naburige deeltjes, deze zullen ook ontbranden en hun warmte afgeven aan de verder weg gelegen deeltjes, enz. In dit geval vindt de spontane ontbranding van het hele mengsel zo snel plaats dat er één geluid van een plof of explosie hoorbaar is.
Een onmisbare voorwaarde voor elke verbranding of explosie is dat de hoeveelheid warmte die vrijkomt voldoende is om het medium op te warmen tot de zelfontbrandingstemperatuur. Als er niet genoeg warmte vrijkomt, vindt verbranding en dus geen explosie plaats.
In thermische termen zijn de explosiegrenzen de grenzen wanneer bij de verbranding van een mengsel zo weinig warmte vrijkomt dat het niet voldoende is om het verbrandingsmedium op te warmen tot de zelfontbrandingstemperatuur.
Wanneer bijvoorbeeld het waterstofgehalte in het mengsel lager is dan 4,1%, komt er bij de verbranding zo weinig warmte vrij dat het medium niet opwarmt tot een zelfontbrandingstemperatuur van 510°C. Zo'n mengsel bevat zeer weinig brandstof (waterstof ) en veel lucht.
Hetzelfde gebeurt als het waterstofgehalte in het mengsel meer dan 75% is. Zo'n mengsel bevat veel brandbare stoffen (waterstof), maar weinig van de lucht die nodig is voor de verbranding.
Als het gehele gas-luchtmengsel wordt verwarmd tot de zelfontbrandingstemperatuur, dan zal het gas ontsteken zonder in welke verhouding dan ook met lucht te ontsteken.
Tafel 1 toont de explosiegrenzen van een aantal gassen en dampen, evenals hun zelfontbrandingstemperaturen.
De explosiegrenzen van gassen gemengd met lucht variëren afhankelijk van de begintemperatuur van het mengsel, het vochtgehalte, het vermogen van de ontstekingsbron, enz.
Tabel 1. Explosiegrenzen van sommige gassen en dampen bij een temperatuur van 20° en een druk van 760 mm Hg
Met een toename van de temperatuur van het mengsel breiden de explosiegrenzen uit - de onderste neemt af en de bovenste neemt toe.
Als het gas uit meerdere brandbare gassen bestaat (generator, cokes, een mengsel van cokesoven en hoogoven, enz.), dan worden de explosiegrenzen van dergelijke mengsels bepaald door berekening met de formule van de Le Chatelier-mengregel:
waarbij a de onderste of bovenste explosiegrens is van een mengsel van gassen met lucht in volumepercentage;
k1, k2, k3, kn - gehalte aan gassen in het mengsel in volumepercentage;
n1, n2, n3, nn zijn de onderste of bovenste explosiegrenzen van de overeenkomstige gassen in volumeprocent.
Voorbeeld. Het gasmengsel bevat: waterstof (H2) - 64%, methaan (CH4) - 27,2%, koolmonoxide (CO) - 6,45% en zware koolwaterstof (propaan) - 2,35%, d.w.z. kx = 64; k2 = 27,2; k3 = 6,45 en k4 = 2,35.
Laten we de onder- en bovengrens van de explosiviteit van het gasmengsel bepalen. Tafel 1 vinden we de onderste en bovenste explosiegrenzen van waterstof, methaan, koolmonoxide en propaan en vervangen hun waarden in formule (1).
Lagere explosiegrenzen van gassen:
n1 = 4,1%; n2 = 5,3%; n3 = 12,5% en n4 = 2,1%.
Ondergrens an = 4,5%
Bovenste explosiegrenzen van gassen:
n1 = 75%; n2 = 15%; n3 = 75%; n4 = 9,5%.
Als we deze waarden in formule (1) substitueren, vinden we de bovengrens ab = 33%
De explosiegrenzen van gassen met een hoog gehalte aan inerte onbrandbare gassen - kooldioxide (CO2), stikstof (N2) en waterdamp (H2O) - zijn gemakkelijk te vinden in de curven van het diagram dat is geconstrueerd op basis van experimentele gegevens (Fig. 1).
Voorbeeld. Met behulp van het diagram in Fig. 1, vinden we de explosiegrenzen voor het generatorgas met de volgende samenstelling: waterstof (H2) 12,4%, koolmonoxide (CO) 27,3%, methaan (CH4) 0,7%, kooldioxide (CO2) 6,2% en stikstof (N2) 53,4%.
We gaan de inerte gassen CO2 en N2 verdelen over de brandbare gassen; voegen we kooldioxide toe aan waterstof, dan is het totale percentage van deze twee gassen (H2 + CO2) 12,4 + 6,2 = 18,6%; we voegen stikstof toe aan koolmonoxide, hun totale percentage (CO + N2) zal 27,3 + + 53,4 = 80,7% zijn. Methaan nemen we apart mee.
Laten we in elke som van twee gassen de verhouding van inert gas tot brandstof bepalen. In een mengsel van waterstof en kooldioxide is de verhouding 6,2 / 12,4 = 0,5, en in een mengsel van koolmonoxide en stikstof is de verhouding 53,4 / 27,3 = 1,96.
Op de horizontale as van het diagram in Fig. 1, vinden we de punten die overeenkomen met 0,5 en 1,96 en tekenen loodlijnen totdat ze de krommen (H2 + CO2) en (CO + N2) ontmoeten.
Rijst. 1. Schema voor het vinden van de onderste en bovenste explosiegrenzen van brandbare gassen gemengd met inerte gassen
Het eerste snijpunt met de curven vindt plaats op de punten 1 en 2.
We trekken horizontale rechte lijnen vanaf deze punten totdat ze de verticale as van het diagram ontmoeten en vinden: voor een mengsel (H2 + CO2) de onderste explosiegrens an = 6%, en voor een mengsel van gassen (CO + N2) een = 39,5%.
Als we de loodlijn naar boven voortzetten, snijden we dezelfde krommen in de punten 3 en 4. Trek horizontale lijnen vanaf deze punten totdat ze de verticale as van het diagram ontmoeten en zoek de bovenste explosiegrenzen van mengsels aв, die respectievelijk 70,6 en 73% zijn .
Volgens de tabel. 1 vinden we de grenzen van de explosiviteit van methaan an = 5,3% en ab = 15%. Door de verkregen bovenste en onderste explosiegrenzen te vervangen door mengsels van brandbare en inerte gassen en methaan in de algemene formule van Le Chatelier, vinden we de explosiegrenzen van het generatorgas.
Explosiegrenzen
Explosiegrenzen- Onder explosiegrenzen (meer correct - ontvlambaar) wordt meestal verstaan de minimale (ondergrens) en maximale (bovengrens) hoeveelheid brandbaar gas in de lucht. Bij overschrijding van deze concentraties is ontsteken onmogelijk, de ontbrandingsgrenzen worden onder standaardcondities van het gas-luchtmengsel in volumeprocent aangegeven (p = 760 mm Hg, T = 0°C). Bij een stijging van de temperatuur van het gas-luchtmengsel worden deze limieten groter en bij temperaturen boven de zelfontbrandingstemperatuur verbrandt het mengsel bij elke volumeverhouding. Deze definitie omvat niet de explosiegrenzen van gas-stofmengsels, waarvan de explosiegrenzen worden berekend volgens de bekende Le Chatelier-formule.
Notities (bewerken)
Wikimedia Stichting. 2010.
Zie wat "Explosieve grenzen" zijn in andere woordenboeken:
explosieve limieten- - Onderwerpen olie- en gasindustrie EN ex... Handleiding voor technische vertalers
explosieve limieten- 3.18 explosiegrenzenmaximale en minimale concentratie van gas, damp, vocht, nevel of stof in lucht of zuurstof om detonatie te veroorzaken Opmerkingen 1 De limieten zijn afhankelijk van de grootte en geometrie van de verbrandingskamer ...
Explosiegrenzen van NH 3 - O 2 - N 2 mengsels (bij 20 ° С en 0,1013 MPa)- Explosiegrenzen Zuurstofgehalte in het mengsel,% (vol.) 100 80 60 50 40 30 20 ... Chemisch handboek
GOST R 54110-2010: Waterstofgeneratoren op basis van brandstofopwerkingstechnologieën. Deel 1. Veiligheid- Terminologie GOST R 54110 2010: Waterstofgeneratoren op basis van brandstofopwerkingstechnologieën. Deel 1. Veiligheid origineel document 3.37 incident gebeurtenis of keten van gebeurtenissen die tot schade kunnen leiden. Definities van de term uit ... Woordenboek-referentieboek met termen van normatieve en technische documentatie
- (Latijnse muscus), geurende producten met een eigenaardige, zogenaamde. muskusachtig, geur en het vermogen om de geur van parfum te veredelen en te fixeren. composities. Eerdere eenheden. De bron van M. was de natuur. dierlijke producten en groeit. oorsprong. M. dier ...... Chemische encyclopedie
Brandbaarheidsgrens- de voor elk gas bepaalde concentratiegrens waarbij gas-luchtmengsels kunnen ontbranden (exploderen). Maak onderscheid tussen onderste (Kn) en bovenste (Kv) concentratiegrenzen van explosiviteit. De onderste explosiegrens komt overeen met ... ... Olie en gas micro-encyclopedie
- (trans 2 benzylideneheptanal, een pentyl cinnamaldehyde, jasmonal) С 6 Н 5 СН = С (С 5 Н 11) СНО, mol. m. 202,28; een groengele vloeistof met een geur die, wanneer verdund, lijkt op de geur van jasmijnbloemen; t. kip. 153 154 °C / 10 mmHg. Kunst.; ... ... Chemische encyclopedie
- (3,7 dimethyl 1,6 octadieen 3 ol) (CH 3) 2 C = CHCH 2 CH 2 C (CH 3) (OH) CH = CH 2, mol. m. 154,24; kleurloos vloeistof met de geur van lelietje-van-dalen; t. kip. 198 200 ° C; d4200.8607; nD20 1.4614; stoomdruk 18,6 Pa bij 20 ° C; Sol. in ethanol, propyleenglycol en ... Chemische encyclopedie
CPV- luchtomloopklep schijnwerper pelotonscommandant Communistische Partij van Groot-Brittannië Communistische Partij van Hongarije Communistische Partij van Venezuela Communistische Partij van Vietnam constitutionele explosiegrenzen (meervoud) ... Woordenboek van afkortingen van de Russische taal
Nauwelijks ontvlambare stof- 223. Een moeilijk brandbare stof, onder invloed van vuur of hoge temperatuur, ontbrandt, smeult of verkoolt en blijft branden, smeulen of verkolen in aanwezigheid van ontstekingsbronnen; na het verwijderen van de ontstekingsbron, branden of smeulen ... ... Woordenboek-referentieboek met termen van normatieve en technische documentatie
methaan, of "mijngas", een kleurloos en geurloos aardgas. Chemische formule - CH 4. In november 2011 werd methaan uit kolenlagen erkend als een onafhankelijk mineraal en werd het opgenomen in de All-Russian Classifier of Mineral Resources and Groundwater.
Methaan wordt in verschillende vormen (van vrij tot gebonden) aangetroffen in steenkool en gastgesteenten en werd daar gevormd in het stadium van verkoling van organische resten en metamorfisering van steenkool. In de ontwikkeling wordt methaan voornamelijk uitgestoten uit steenkool (er zijn afzettingen waar de relatieve methaanuitstoot meer dan 45 m³ methaan per ton steenkool is, er zijn ook gevallen geweest van methaanuitstoot in de orde van grootte van 100 m³ / t), voornamelijk in de proces van vernietiging (breken), minder vaak - uit natuurlijke holtes.reservoirs.
In mijnen hoopt methaan zich op in holtes tussen rotsen, voornamelijk onder het dak van mijnen, en kan het explosieve methaan-luchtmengsels vormen. Voor een explosie moet de concentratie van methaan in de mijnatmosfeer 5 tot 16% zijn; de meest explosieve concentratie is 9,5%. Bij een concentratie van meer dan 16% verbrandt methaan eenvoudig, zonder explosie (in aanwezigheid van een zuurstoftoevoer); tot 5-6% - brandwonden in aanwezigheid van een warmtebron. In aanwezigheid van gesuspendeerd kolenstof in de lucht, kan het zelfs barsten bij een concentratie van minder dan 4-5%.
Een open vuur, een hete vonk kan een explosie veroorzaken. Vroeger namen mijnwerkers een kooi met een kanarie mee de mijn in, en zolang je het gezang van een vogel kon horen, kon je rustig werken: er zit geen methaan in de mijn. Als de kanarie lange tijd zweeg, en erger nog - voor altijd, dan is de dood nabij. Aan het begin van de 19e eeuw vond de beroemde chemicus H. Davy een veilige mijnlamp uit, toen kwam elektriciteit om deze te vervangen, maar de explosies in kolenmijnen gingen door.
Momenteel wordt de methaanconcentratie in de mijnatmosfeer gecontroleerd door automatische gasbeschermingssystemen. Op gasvoerende lagen worden maatregelen getroffen voor ontgassing en geïsoleerde gasafvoer.
De media gebruiken vaak de uitdrukkingen "de mijnwerkers werden vergiftigd met methaan", enz. Er is een ongeletterde interpretatie van de feiten van verstikking veroorzaakt door een afname van de zuurstofconcentratie in de met methaan verzadigde atmosfeer. Hetzelfde methaan - niet giftig.
In mediaberichten, fictie en zelfs ervaren mijnwerkers wordt methaan ten onrechte 'oxywaterstofgas' genoemd. In feite is oxywaterstofgas een mengsel van waterstof en zuurstof. Wanneer ze worden aangestoken, maken ze vrijwel onmiddellijk verbinding, er vindt een gewelddadige explosie plaats. En methaan werd van oudsher "mijn" (of "moeras", als we het niet over een mijn hebben) gas genoemd.
Methaan is ontvlambaar, waardoor het als brandstof kan worden gebruikt. Het is mogelijk om methaan te gebruiken voor het tanken van motorvoertuigen, maar ook voor thermische centrales. In de chemische industrie wordt methaan gebruikt als grondstof voor koolwaterstoffen.
De meeste binnenlandse mijnen stoten methaan uit in de atmosfeer, en slechts enkelen hebben installaties voor het gebruik ervan geïntroduceerd of implementeren deze. In het buitenland is de situatie omgekeerd. Bovendien worden de projecten van boorgatproductie van reservoirmethaan actief uitgevoerd, ook in het kader van voorlopige ontgassing van mijnenvelden.
Explosieve concentratie van aardgas
Methaan, of "mijngas", is een kleurloos en geurloos aardgas. Chemische formule - CH 4. In november 2011 werd kolenbedmethaan erkend als een onafhankelijk mineraal en werd het opgenomen in:
Gevaarlijke eigenschappen van aardgas
Gevaarlijke eigenschappen van aardgas.
Toxiciteit (gevaarlijke eigenschappen van aardgas). Een gevaarlijke eigenschap van aardgas is hun toxiciteit, die afhangt van de samenstelling van de gassen, hun vermogen om, in combinatie met lucht, explosieve mengsels te vormen die worden ontstoken door een elektrische vonk, vlam en andere vuurbronnen.
Zuiver methaan en ethaan zijn niet giftig, maar veroorzaken bij gebrek aan zuurstof in de lucht verstikking.
Explosiviteit (gevaarlijke eigenschappen van aardgas). Aardgassen vormen in combinatie met zuurstof en lucht een brandbaar mengsel dat met grote kracht kan exploderen in de aanwezigheid van een vuurbron (vlam, vonk, gloeiende voorwerpen). Hoe hoger het molecuulgewicht, hoe lager de ontstekingstemperatuur van aardgas. De kracht van de explosie neemt evenredig toe met de druk van het gas-luchtmengsel.
Aardgassen kunnen alleen exploderen binnen bepaalde grenzen van de gasconcentratie in het gas-luchtmengsel: van een bepaald minimum (onderste explosiegrens) tot een bepaald maximum (hogere explosiegrens).
De onderste explosiegrens van een gas komt overeen met een dergelijk gasgehalte in het gas-luchtmengsel, waarbij een verdere afname het mengsel niet-explosief maakt. De ondergrens wordt gekenmerkt door de hoeveelheid gas die voldoende is voor het normale verloop van de verbrandingsreactie.
De hoogste explosiegrens komt overeen met een dergelijk gasgehalte in het gas-luchtmengsel, waarbij de verdere toename het mengsel niet-explosief maakt. De bovengrens wordt gekenmerkt door een lucht(zuurstof)gehalte dat onvoldoende is voor het normale verloop van de verbrandingsreactie.
Met toenemende druk van het mengsel nemen de grenzen van zijn explosiviteit aanzienlijk toe. Met het gehalte aan inerte gassen (stikstof, enz.) nemen ook de ontvlambaarheidsgrenzen van mengsels toe.
Verbranding en explosie zijn chemische processen van hetzelfde type, maar sterk verschillend in de intensiteit van de reactie. Bij een explosie vindt de reactie in een besloten ruimte (zonder luchttoegang tot de ontstekingsbron van een explosief gas-luchtmengsel) zeer snel plaats.
De voortplantingssnelheid van de detonatieverbrandingsgolf tijdens een explosie (900-3000 m/s) is meerdere malen hoger dan de geluidssnelheid in lucht bij kamertemperatuur.
De kracht van de explosie is maximaal wanneer het luchtgehalte van het mengsel de theoretisch vereiste hoeveelheid voor volledige verbranding benadert.
Wanneer de gasconcentratie in de lucht binnen de ontstekingsgrenzen ligt en in aanwezigheid van een ontstekingsbron, zal er een explosie plaatsvinden; als het gas in de lucht kleiner is dan de ondergrens of meer dan de bovengrens voor ontvlamming, dan kan het mengsel niet exploderen. Een straal van een gasmengsel met een gasconcentratie boven de bovenste ontvlambaarheidsgrens, die het luchtvolume binnenkomt en ermee vermengt, brandt uit met een kalme vlam. De voortplantingssnelheid van het verbrandingsgolffront bij atmosferische druk is ongeveer 0,3-2,4 m / s. De onderste waarde van de snelheden is voor aardgas, de bovenste voor waterstof.
Detonatie-eigenschappen van paraffinische koolwaterstoffen . Detonatie-eigenschappen manifesteren zich van methaan tot hexaan, waarvan het octaangetal afhangt van zowel het molecuulgewicht als de structuur van de moleculen zelf. Hoe lager het molecuulgewicht van de koolwaterstof, hoe lager de detonatie-eigenschappen, hoe hoger het octaangetal.
Eigenschappen van individuele bestanddelen van aardgas (denk aan de gedetailleerde samenstelling van aardgas)
methaan(Cp) is een kleurloos, geurloos gas dat lichter is dan lucht. Het is ontvlambaar, maar het kan nog steeds vrij gemakkelijk worden bewaard.
ethaan(C2p) is een kleurloos, geurloos en kleurloos gas, iets zwaarder dan lucht. Ook brandbaar, maar niet gebruikt als brandstof.
Propaan(C3H8) is een kleurloos, geurloos gas, giftig. Het heeft een nuttige eigenschap: propaan wordt vloeibaar bij lage druk, waardoor het gemakkelijk te scheiden is van onzuiverheden en het te transporteren.
Butaan(C4h20) - qua eigenschappen vergelijkbaar met propaan, maar met een hogere dichtheid. Twee keer zo zwaar als lucht.
Kooldioxide(CO2) is een kleurloos, geurloos gas met een zure smaak. In tegenstelling tot andere componenten in aardgas (met uitzondering van helium), verbrandt kooldioxide niet. Kooldioxide is een van de minst giftige gassen.
Helium(Hij) - kleurloos, zeer licht (de tweede van de lichtste gassen, na waterstof), kleurloos en geurloos. Het is extreem inert en reageert onder normale omstandigheden met geen van de stoffen. Brandt niet. Het is niet giftig, maar bij verhoogde druk kan het, net als andere inerte gassen, verdoving veroorzaken.
waterstofsulfide(h3S) is een kleurloos zwaar gas met een geur van rotte eieren. Zeer giftig, zelfs bij zeer lage concentraties, veroorzaakt verlamming van de reukzenuw.
Eigenschappen van sommige andere gassen die geen deel uitmaken van aardgas, maar die toepassingen hebben die dicht bij die van aardgas liggen
Ethyleen(C2p) - Een kleurloos gas met een aangename geur. De eigenschappen liggen dicht bij ethaan, maar verschillen ervan in lagere dichtheid en ontvlambaarheid.
Acetyleen(C2h3) is een uiterst brandbaar en explosief kleurloos gas. Het kan exploderen onder sterke compressie. Het wordt niet in huis gebruikt vanwege het zeer hoge risico op brand of explosie. De belangrijkste toepassing is in het lassen.
methaan gebruikt als brandstof in gasfornuizen. Propaan en butaan- als brandstof in sommige voertuigen. Aanstekers zijn ook gevuld met vloeibaar gemaakt propaan. ethaan zelden gebruikt als brandstof, is de belangrijkste toepassing de productie van ethyleen. Ethyleen is een van de meest geproduceerde organische stoffen ter wereld. Het is een grondstof voor de productie van polyethyleen. Acetyleen gebruikt om zeer hoge temperaturen te creëren in de metallurgie (controleren en snijden van metalen). Acetyleen Het is zeer ontvlambaar en wordt daarom niet als brandstof in auto's gebruikt, en zelfs zonder dit moeten de voorwaarden voor opslag strikt worden nageleefd. waterstofsulfide, ondanks zijn toxiciteit, wordt gebruikt in kleine hoeveelheden in de zogenaamde. waterstofsulfidebaden. Ze gebruiken enkele van de antiseptische eigenschappen van waterstofsulfide.
De belangrijkste nuttige eigenschap helium is zijn zeer lage dichtheid (7 keer lichter dan lucht). Ballonnen en luchtschepen zijn gevuld met helium. Waterstof is nog lichter dan helium, maar tegelijkertijd ontvlambaar. Heliumballonnen zijn erg populair bij kinderen.
Alle koolwaterstoffen onder volledige oxidatie (overtollige zuurstof) geven koolstofdioxide en water af. Bijvoorbeeld:
Cp + 3O2 = CO2 + 2h3O
Indien onvolledig (gebrek aan zuurstof) - koolmonoxide en water:
2Cp + 6O2 = 2CO + 4h3O
Bij een nog kleinere hoeveelheid zuurstof komt fijn verdeelde koolstof (roet) vrij:
Cp + O2 = C + 2h30.
Methaan brandt met een blauwe vlam, ethaan - bijna kleurloos zoals alcohol, propaan en butaan - geel, ethyleen - lichtgevend, koolmonoxide - lichtblauw. Acetyleen - geelachtig, zwaar rokerig. Als je thuis een gasfornuis hebt en je ziet in plaats van de gebruikelijke blauwe vlam een gele vlam, dan moet je weten dat methaan wordt verdund met propaan.
Helium, in tegenstelling tot elk ander gas, bestaat niet in vaste toestand.
Lachgas Is de triviale naam voor lachgas N2O.
Gevaarlijke eigenschappen van aardgas
Gevaarlijke eigenschappen van aardgas. Toxiciteit (gevaarlijke eigenschappen van aardgas). Explosiviteit (gevaarlijke eigenschappen van aardgas).
LLC "CB-controles"
Explosiegrenzen (LEL en ERV)
Wat zijn de onderste en bovenste explosiegrenzen (LEL en ERL)?
Voor de vorming van een explosieve atmosfeer moet een brandbare stof in een bepaalde concentratie aanwezig zijn.
In principe is zuurstof nodig om alle gassen en dampen te ontsteken. Met een overmaat aan zuurstof en het ontbreken ervan, zal het mengsel niet ontbranden. De enige uitzondering is acetyleen, dat geen zuurstof nodig heeft om te ontbranden. De lage en hoge concentratie wordt de “explosiegrens” genoemd.
- Onderste explosiegrens (LEL): de concentratiegrens van het gas-luchtmengsel, waaronder het gas-luchtmengsel niet kan ontbranden.
- Bovenste explosiegrens (UEL): de concentratiegrens van het gas-luchtmengsel waarboven het gas-luchtmengsel niet kan ontbranden.
Explosiegrenzen voor explosieve atmosfeer:
Als de concentratie van een stof in de lucht te laag (arm mengsel) of te hoog (verzadigd mengsel) is, zal de explosie niet plaatsvinden, maar hoogstwaarschijnlijk zal er een langzame verbrandingsreactie optreden, of zal deze helemaal niet plaatsvinden.
Een ontstekingsreactie gevolgd door een explosie zal optreden tussen de onderste (LEL) en bovenste (UEL) explosiegrens.
Explosiegrenzen zijn afhankelijk van de druk van de omringende atmosfeer en de zuurstofconcentratie in de lucht.
Voorbeelden van onderste en bovenste explosiegrenzen voor verschillende gassen en dampen:
Stof is ook explosief bij bepaalde concentraties:
- Onderste explosiegrens voor stof: circa 20 tot 60 g/m3 lucht.
- Bovenste explosiegrens voor stof: circa 2 tot 6 kg/m3 lucht.
Deze parameters kunnen worden gewijzigd voor verschillende soorten stof. Bijzonder brandbaar stof kan in concentraties van minder dan 15 g/m3 een brandbaar mengsel vormen.
Er zijn drie subcategorieën van categorie II: IIA, IIB, IIC. Elke volgende subcategorie omvat (kan de vorige vervangen), dat wil zeggen dat subcategorie C de hoogste is en voldoet aan de vereisten van alle categorieën - A, B en C. Het is daarom de meest "strenge".
Het IECEx-systeem kent drie categorieën: I, II en III.
Stof werd toegewezen van categorie II naar categorie III. (Categorie II voor gassen, categorie III voor stof.)
De NEC- en CEC-systemen zorgen voor een uitgebreidere classificatie van explosieve gas- en stofmengsels om een grotere veiligheid te garanderen per klassen en subgroepen (Klasse I Groep A; Klasse I Groep B; Klasse I Groep C; Klasse I Groep D; Klasse I Groep E Klasse II Groep F; Klasse II Groep G). Voor kolenmijnen is het bijvoorbeeld vervaardigd met een dubbele markering: Klasse I Groep D (voor methaan); Klasse II Groep F (voor kolenstof).
Kenmerken van explosieve mengsels
Voor veel voorkomende explosieve mengsels zijn de zogenaamde ontstekingskarakteristieken experimenteel geconstrueerd. Voor elke brandstof is er een minimale ontstekingsenergie (MEP) die overeenkomt met de ideale brandstof-luchtverhouding waarin het mengsel het gemakkelijkst wordt ontstoken. Onder de MEP is ontsteking bij geen enkele concentratie onmogelijk. Bij een concentratie lager dan de MEP-waarde neemt de hoeveelheid energie die nodig is om het mengsel te ontsteken toe tot de concentratiewaarde lager wordt dan de waarde waarbij het mengsel vanwege de kleine hoeveelheid brandstof niet kan ontbranden. Deze waarde wordt de onderste explosiegrens (LBE) genoemd. Evenzo, als de concentratie toeneemt, neemt de hoeveelheid energie die nodig is voor ontsteking toe totdat de concentratie een waarde overschrijdt waarbij ontsteking niet kan plaatsvinden vanwege een onvoldoende hoeveelheid oxidatiemiddel. Deze waarde wordt de bovenste explosiegrens (UGB) genoemd.
Vanuit praktisch oogpunt is NGV een belangrijkere en significantere hoeveelheid dan IGV, omdat het procentueel de minimale hoeveelheid brandstof bepaalt die nodig is om een explosief mengsel te vormen. Deze informatie is belangrijk bij het classificeren van gevaarlijke gebieden.
Volgens GOST is de volgende classificatie naar zelfontbrandingstemperatuur geldig:
- T1 - waterstof, watergas, lichtgas, waterstof 75% + stikstof 25% ";
- T2-acetyleen, methyldichloorsilaan;
- T3-trichloorsilaan;
- T4 - niet van toepassing;
- T5 - koolstofdisulfide;
- T6 - niet van toepassing.
- T1 - ammoniak, ..., aceton, ..., benzeen, 1,2-dichloorpropaan, dichloorethaan, diethylamine, ..., hoogovengas, isobutaan, ..., methaan (industrieel, met een waterstofgehalte van 75 keer hoger dan in mijn methaan), propaan ,…, Oplosmiddelen, petroleumoplosmiddel, diacetonalcohol,…, chloorbenzeen,…, ethaan;
- T2 - alkylbenzeen, amylacetaat, ..., benzine B95 \ 130, butaan, ... oplosmiddelen ..., alcoholen, ..., ethylbenzeen, cyclohexanol;
- T3 - benzines A-66, A-72, A-76, galosha, B-70, extractie. Butylmethacrylaat, hexaan, heptaan, ..., kerosine, olie, petroleumether, polyester, pentaan, terpentijn, alcoholen, T-1 en TC-1 brandstoffen, terpentine, cyclohexaan, ethylmercaptaan;
- T4 - aceetaldehyde, isoboteraldehyde, boteraldehyde, propionaldehyde, decaan, tetramethyldiaminomethaan, 1,1,3-triethoxybutaan;
- T5 en T6 - niet van toepassing.
- T1 - cokesovengas, blauwzuur;
- T2-divinyl, 4,4-dimethyldioxaan, dimethyldichloorsilaan, dioxaan, ..., nitrocyclohexaan, propyleenoxide, ethyleenoxide, ..., ethyleen;
- T3 - acroleïne, vinyltrichloorsilaan, waterstofsulfide, tetrahydrofuran, tetraethoxysilaan, triethoxysilaan, dieselbrandstof, formalglycol, ethyldichloorsilaan, ethylcellosolve;
- T4-dibutylether, diethylether, ethyleenglycoldiethylether;
- T5 en T6 - niet van toepassing. Zoals blijkt uit de gepresenteerde gegevens, is categorie IIC overbodig voor de meeste gevallen van het gebruik van communicatieapparatuur in echte faciliteiten.
Extra informatie.
De categorieën IIA, IIB en IIC worden bepaald door de volgende parameters: veilige experimentele maximale speling (BEMZ is de maximale speling tussen de schaalflenzen waardoor geen explosie van de schaal naar de omgeving wordt overgebracht) en MTB-waarde (de verhouding van de minimale ontsteking stroom van een explosief gasmengsel en de minimale ontstekingsstroom methaan).
Temperatuur klasse.
De temperatuurklasse van elektrische apparatuur wordt bepaald door de grenstemperatuur in graden Celsius die het oppervlak van explosieveilige apparatuur tijdens bedrijf kan hebben.
De temperatuurklasse van de apparatuur wordt bepaald op basis van de minimumtemperatuur van het overeenkomstige temperatuurbereik (de linkerrand): apparatuur die kan worden gebruikt in een gasomgeving met een zelfontbrandingstemperatuur van klasse T4 moet een maximale oppervlaktetemperatuur hebben elementen onder 135 graden; T5 is lager dan 100 en T6 is lager dan 85.
Apparatuurmarkering voor categorie I in Rusland:
Markeringsvoorbeeld: РВ1В
ExdIIBT4
Ex - teken van explosieveilige apparatuur volgens CENELEC-norm; d - type explosiebeveiliging (drukvaste behuizing); IIB - gasmengsel explosie categorie II, optie B (zie hierboven); T4 - mengselgroep op ontstekingstemperatuur (temperatuur niet hoger dan 135 C °)
FM-markering volgens NEC, CEC-norm:
FM explosieveilige aanduidingen.
Factory Mutual (FM) is in wezen identiek aan de Europese en Russische normen, maar verschilt ervan in de vorm van opname. De Amerikaanse norm specificeert ook de voorwaarden voor het gebruik van de apparatuur: de explosiegevaarklasse van de omgeving (Class), de bedrijfsomstandigheden (Division) en de groep van het mengsel volgens hun zelfontbrandingstemperatuur (Group).
Klasse kan I, II, III zijn: Klasse I - explosieve mengsels van gassen en dampen, Klasse II - brandbaar stof, Klasse III - brandbare vezels.
Divisie kan waarden 1 en 2 hebben: Divisie 1 is een volledig analoog van zone B1 (B2) - er is een explosief mengsel aanwezig onder normale bedrijfsomstandigheden; Divisie 2 is een analoog van zone В1А (В2А), waarin een explosief mengsel alleen kan verschijnen als gevolg van een ongeval of verstoringen in het technologische proces.
Werken in zone Div.1 vereist vooral explosieveilige apparatuur (in termen van de norm - intrinsiek veilig), en werken in zone Div.2 - explosieveilige apparatuur van de klasse Niet-vonkend.
Explosieve luchtmengsels, gassen, dampen vormen 7 subgroepen, die directe analogieën hebben in Russische en Europese normen:
- Groep A - mengsels die acetyleen bevatten (IIC T3, T2);
- Groep B - mengsels die butadieen, acroleïne, waterstof en ethyleenoxide bevatten (IIС T2, T1);
- Groep C - mengsels die cyclopropaan, ethyleen of ethylether bevatten (IIB T4, T3, T2);
- Groep D - mengsels die alcoholen, ammoniak, benzeen, butaan, benzine, hexaan, vernissen, oplosmiddeldampen, kerosine, aardgas of propaan bevatten (IIA T1, T2, T3, T4);
- Groep E - luchtsuspensie van brandbare metaalstofdeeltjes, ongeacht de elektrische geleidbaarheid, of stof met vergelijkbare gevaarkenmerken, met een specifieke volumetrische geleidbaarheid van minder dan 100 KOhm - zie.
- Groep F - mengsels die brandbaar stof van roet, houtskool of cokes bevatten met een gehalte aan brandbare stoffen van meer dan 8 vol.%, of suspensies met een geleidbaarheid van 100 tot 100.000 ohm-cm;
- Groep G - suspensies van brandbaar stof met een weerstand van meer dan 100.000 ohm-cm.
ATEX is een nieuwe Europese norm voor explosieveilige apparatuur.
In overeenstemming met de EU-richtlijn 94/9 / EG wordt vanaf 1 juli 2003 een nieuwe ATEX-norm geïntroduceerd. De nieuwe classificatie vervangt de oude CENELEC en wordt ingevoerd in Europese landen.
ATEX staat voor ATmospheres Explosibles. ATEX-eisen zijn van toepassing op mechanische, elektrische apparatuur en beschermingsmiddelen die bedoeld zijn om te worden gebruikt in een potentieel explosieve atmosfeer, zowel ondergronds als op het aardoppervlak.
De ATEX-norm verscherpt de eisen van de EN50020 / EN50014-normen op het gebied van IS (intrinsiek veilige) apparatuur. Deze verhardingen omvatten:
- het beperken van de capacitieve parameters van het circuit;
- gebruik van andere beschermingsklassen;
- nieuwe eisen voor elektrostatica;
- met behulp van een beschermende lederen tas.
Laten we eens kijken naar de classificatiemarkering van explosieveilige apparatuur volgens ATEX aan de hand van het volgende voorbeeld:
ecologie kant
Explosiegrenzen voor mengsels van waterstof en lucht
Sommige gassen en dampen zijn explosief wanneer ze met lucht worden gemengd. Luchtmengsels met acetyleen, ethyleen, benzeen, methaan, koolmonoxide, ammoniak, waterstof worden gekenmerkt door een verhoogde explosiviteit. Een explosie van een mengsel kan alleen optreden bij bepaalde verhoudingen van brandbare gassen met lucht of zuurstof, gekenmerkt door de onderste en bovenste explosiegrens. De onderste explosiegrens is het minimale gehalte aan een gas of damp in de lucht dat, indien ontstoken, tot een explosie kan leiden. De bovenste - nissen - de explosiegrens is het maximale gehalte aan gas of damp in de lucht, waarbij bij ontsteking alsnog een explosie kan plaatsvinden. De explosiegevaarlijke zone ligt tussen de onder- en bovengrens. De concentratie van gassen of dampen in de lucht van industriële gebouwen onder de onderste en boven de bovenste explosiegrens is niet-explosief, omdat dit niet leidt tot actieve verbranding en explosie - in het eerste geval vanwege overtollige lucht, en in de ten tweede, vanwege het ontbreken ervan.
Bij vermenging met lucht vormt waterstof een explosief mengsel - het zogenaamde explosieve gas. Dit gas is het meest explosief wanneer de volumetrische verhouding van waterstof en zuurstof 2:1 is, of waterstof en lucht ongeveer 2:5, aangezien de lucht ongeveer 21% zuurstof bevat.
Aangenomen wordt dat explosieve concentraties van waterstof met zuurstof ontstaan van 4 tot 96 vol.%. Bij vermenging met lucht van 4% tot 75 (74) vol.%. Deze cijfers staan nu in de meeste naslagwerken en kunnen worden gebruikt voor ruwe schattingen. Hierbij moet wel bedacht worden dat uit later onderzoek (rond het einde van de jaren 80) bleek dat waterstof in grote hoeveelheden explosief kan zijn en in een lagere concentratie. Hoe groter het volume, hoe lager de waterstofconcentratie gevaarlijk is.
De bron van deze wijdverbreide fout is dat het explosiegevaar in kleine hoeveelheden in laboratoria is onderzocht. Aangezien de reactie van waterstof met zuurstof een chemische kettingreactie is die een mechanisme van vrije radicalen volgt, is de "dood" van vrije radicalen op de muren (of, laten we zeggen, het oppervlak van stofdeeltjes) van cruciaal belang voor de voortzetting van de keten. In gevallen waar het mogelijk is om "borderline" concentraties in grote volumes te creëren (ruimten, hangars, werkplaatsen), moet er rekening mee worden gehouden dat de echt explosieve concentratie zowel in de grotere als in de mindere richting kan verschillen van 4%.
Meer gerelateerde artikelen
Ontwikkeling van maatregelen voor de bescherming en bescherming van atmosferische lucht tijdens de exploitatie van een rubberonderneming
Het diplomaproject wordt uitgevoerd op basis van de kennis die is opgedaan in de disciplines "Algemene ecologie en neo-ecologie", "Algemene chemie", "Hogere wiskunde", "Biologie", "Natuurkunde", enz. Het doel van het diplomaproject is om zelfstandig vaardigheden te ontwikkelen.
De belangrijkste milieuproblemen van het Altai-gebied
De majestueuze taiga en oogverblindende besneeuwde toppen, snelle rivieren en ongerepte meren zullen zelfs de meest harteloze persoon niet onverschillig laten. Het is niet verwonderlijk dat het Altai Natuurreservaat (inclusief het unieke Teletskoye-meer) ook enigszins dichtbij is.
Ecologie Side Explosiegrenzen voor mengsels van waterstof en lucht Sommige gassen en dampen zijn explosief wanneer ze met lucht worden gemengd. Luchtmengsels met
Explosiegrenzen van gas-lucht mengsels
Het elimineren van de vorming van explosieve gas-luchtconcentraties, evenals het verschijnen van ontstekingsbronnen van dit mengsel (vlam, vonken) is altijd de hoofdtaak van het bedieningspersoneel van de compressorstations. Wanneer een gas-luchtmengsel explodeert, stijgt de druk in de explosiezone sterk, wat leidt tot de vernietiging van bouwconstructies en de voortplantingssnelheid van de vlam honderden meters per seconde bereikt. Zo ligt de zelfontbrandingstemperatuur van een methaan-luchtmengsel op het niveau van 700°C en is methaan het hoofdbestanddeel van aardgas. Het gehalte in gasvelden varieert van 92-98%.
Bij de explosie van een gas-luchtmengsel onder een druk van 0,1 MPa ontstaat een druk van ongeveer 0,80 MPa. Een lucht-gasmengsel explodeert als het 5-15% methaan bevat; 2-10% propaan; 2-9% butaan, enz. Met een verhoging van de druk van het gas-luchtmengsel worden de explosiegrenzen verkleind. Opgemerkt moet worden dat het bijmengen van zuurstof in het gas het explosiegevaar vergroot.
De limieten en het explosiviteitsbereik van gassen gemengd met lucht bij een temperatuur van 20 ° C en een druk van 0,1 MPa worden gegeven in de tabel. 1.4.
Tabel 1.4
De grenzen en het explosiviteitsbereik van gassen gemengd met lucht bij een temperatuur van 20 ° C en een druk van 0,1 MPa
|
Explosiegrenzen, % per volume |
Explosief bereik, % per volume |
||
|
Acetyleen | |||
|
Olieveld. gas- | |||
|
Koolmonoxide | |||
|
Natuurlijk gas | |||
|
propyleen | |||
1.2. De wetten van ideale gassen. Toepassingsgebieden
Ideale gassen worden beschouwd als gassen die voldoen aan de Clapeyron-vergelijking (). Tegelijkertijd worden ideale gassen opgevat als gassen waarin geen krachten van intermoleculaire interactie zijn en het volume van de moleculen zelf nul is. Op dit moment kan worden gesteld dat geen van de echte gassen aan deze gaswetten voldoet. Toch worden deze specifieke gaswetten veel gebruikt in technische berekeningen. Deze wetten zijn eenvoudig en karakteriseren vrij goed het gedrag van echte gassen bij lage drukken en niet erg lage temperaturen, ver van verzadigingsgebieden en kritische punten van materie. De meest gebruikte wetten van Boyle-Mariotte, Gay-Lussac, Avogadro en op basis daarvan de Clapeyron-Mendelejev-vergelijking.
De wet van Boyle-Mariotgue stelt dat bij constante temperatuur ( 
= const) het product van de absolute druk en het specifieke volume van een ideaal gas blijft constant ( 
= const), d.w.z. het product van absolute druk en specifiek volume hangt alleen af van de temperatuur. vanwaar wanneer? 
= const we hebben:
.
(1.27)
De wet van Gay-Lussac stelt dat onder constante druk ( 
= const) het volume van het ideale gas verandert recht evenredig met de temperatuurstijging:
,
(1.28)
waar 
- specifiek gasvolume bij temperatuur 
° С en druk 
- specifiek gasvolume bij temperatuur 
= 0 ° С en dezelfde druk 
;
- temperatuurcoëfficiënt van volumetrische uitzetting van ideale gassen bij 0 ° С, dezelfde waarde behouden bij alle drukken en hetzelfde voor alle ideale gassen:
.
(1.29)
Zo wordt de inhoud van de wet van Gay-Lussac teruggebracht tot de volgende uitspraak: de volumetrische uitzetting van ideale gassen met een verandering in temperatuur en met 
= const is lineair en de temperatuurcoëfficiënt van volumetrische uitzetting 
is de universele constante van ideale gassen.
Vergelijking van de wetten van Boyle-Mariotte en Gay-Lussac leidt tot de toestandsvergelijking voor ideale gassen:
,
(1.30)
waar 
- specifiek gasvolume; 
- absolute gasdruk; 
- specifieke gasconstante van ideaal gas; 
- de absolute temperatuur van het ideale gas:
.
(1.31)
De fysieke betekenis van de specifieke gasconstante 
is het specifieke werk in het proces? 
= const wanneer de temperatuur met één graad verandert.
De wet van Avogadro stelt dat het volume van één mol van een ideaal gas 
is niet afhankelijk van de aard van het gas en wordt volledig bepaald door de druk en temperatuur van de stof ( 
). Op basis hiervan wordt betoogd dat de volumes van mol verschillende gassen, genomen bij dezelfde drukken en temperaturen, gelijk zijn aan elkaar. Als 
is het specifieke gasvolume, en 
- molaire massa, dan is het volume van een mol (molair volume) 
... Bij gelijke drukken en temperaturen voor verschillende gassen hebben we:
Aangezien het specifieke molaire volume van gas 
hangt over het algemeen alleen af van druk en temperatuur, dan is het product 
in vergelijking (1.32) - er is een waarde die voor alle gassen hetzelfde is en daarom de universele gasconstante wordt genoemd:
, J / kmol · K. (1,33)
Uit vergelijking (1.33) volgt dat de specifieke gasconstanten van individuele gassen 
worden bepaald door hun molaire massa. Bijvoorbeeld voor stikstof ( 
) de specifieke gasconstante zal zijn:
= 8314/28 = 297 J / (kg K). (1.34)
Voor 
kg gas rekening houdend met dat 
, wordt de Clapeyron-vergelijking geschreven als:
,
(1.35)
waar 
- de hoeveelheid stof in mol 
... Voor 1 kmol gas:
.
(1.36)
De laatste vergelijking verkregen door de Russische wetenschapper D.I. Mendelejev, wordt vaak de Clapeyron-Mendelejev-vergelijking genoemd.
De waarde van het molaire volume van ideale gassen onder normale fysieke omstandigheden ( 
= 0 ° C en 
= 101,1 kPa) zal zijn:
= 22,4 m 
/ km. (1.37)
De toestandsvergelijking voor echte gassen wordt vaak geschreven op basis van de Clapeyron-vergelijking met de introductie van een amendement erop 
rekening houdend met de afwijking van het echte gas van het ideaal
,
(1.38)
waar 
- de samendrukbaarheidscoëfficiënt, bepaald door speciale nomogrammen of uit de overeenkomstige tabellen. In afb. 1.1 is een nomogram voor het bepalen van de numerieke waarden van de hoeveelheid 
aardgas versus druk 
, relatieve dichtheid van gas in lucht 
en zijn temperatuur 
... In de wetenschappelijke literatuur is de samendrukbaarheidsfactor 
meestal bepaald afhankelijk van de zogenaamde verminderde parameters (druk en temperatuur) van het gas:
;
,
(1.39)
waar 
,
en 
- respectievelijk verlaagde, absolute en kritische gasdruk; 
,
en 
- respectievelijk de verlaagde, absolute en kritische gastemperatuur.
Rijst. 1.1. Berekeningsnomogram 
afhankelijk van 
,
,
Kritische druk is zo'n druk waarbij en waarboven de vloeistof bij een eventuele temperatuurstijging niet meer in damp kan worden omgezet.
De kritische temperatuur is de temperatuur waarbij en waarboven stoom bij drukverhoging niet kan worden gecondenseerd.
De numerieke waarden van de kritische parameters voor sommige gassen worden gegeven in de tabel. 1.5.
Tabel 1.5