Пределы воспламенения горючей смеси: Предел воспламенения и максимальные концентрации в воздухе

Содержание

Предел воспламенения и максимальные концентрации в воздухе

Главная / ИНФО / Предел воспламенения

Горючие газы – газы, которые хорошо поддерживают процесс горения и распространения огня.

Для поддержания процесса горения обязательно нужен окислитель. Воздух и входящий в него кислород – самые распространенные окислители. Они же являются газами-разбавителями для ПГС.

Горючие газы способны легко воспламеняться и приводить к взрыву при достижении определенной концентрации в смеси с воздухом или кислородом. Если концентрация горючего газа в смеси больше или меньше пределов распространения пламени, взрыва не произойдет. В этом случае говорят, что смесь слишком «богатая», или слишком «бедная» на горючий газ.

НКПР — нижний концентрационный предел распространения пламени – минимальная концентрация горючего газа в однородной смеси с окислителем, при которой возможно распространение пламени по смеси. Если концентрация горючего газа в смеси меньше НКПР, смесь не способна к распространению пламени, поскольку при горении такой «бедной» смеси выделяется так мало тепла, что его не хватает для прогрева и воспламенения остальных объемов газа.

ВКПР — верхний концентрационный предел распространения пламени – максимальная концентрация горючего газа в однородной смеси с окислителем, при котором возможно распространение пламени по смеси. Если концентрация горючего вещества в смеси превышает ВКПР, то количества окислителя в смеси недостаточно для полного сгорания горючего газа.

Область воспламенения — диапазон концентраций, находящийся выше нижнего (НКПР) и ниже верхнего (ВКПР) пределов воспламенения. Горючий газ, концентрация которого находится в пределах этой ограниченной области, способен воспламеняться от искры, вызванной обыкновенным статическим электричеством или трением.

Смесь с концентрацией горючего газа, входящей в область воспламенения, является взрывоопасной.

Чем шире диапазон области воспламенения и ниже НКПР, тем более взрывоопасен горючий газ.

Значения НКПР и ВКПР по горючим газам приведены в ГОСТ 31610.20-1-2020.

Ниже приведены значения НКПР и ВКПР для компонентов газовых смесей, выпускаемых на нашем производстве. В последнем столбце в соответствии с «Технологическим регламентом» приведены максимальные концентрации компонентов в смеси с воздухом. Разница между НКПР и максимальной концентрацией компонента – запас, позволяющий безопасно производить, хранить и эксплуатировать газовые смеси с горючими газами. Этот запас обусловлен расчётами и подтверждён многолетним опытом работы.

Компонент	Химическая формула	Температура вспышки,^оС	Концентрационный предел распространения пламени в воздухе		Температура самовоспламенения ^оС	Максимальная концентрация компонента в воздухе изготавливаемых в ООО «ПГС-сервис», %
			нижний НКПР	верхний ВКПР
			объемная доля, %
водород	Н₂	—	4	77	510	2,5
окись углерода	СО	—	10,9	74	605	5,5
метан	СН₄	—	4,4	17	537	2,5
этан	С₂Н₆	—	2,5	15,5	515	1,2
этилен	С₂Н₄	—	2,3	36	425	1,3
ацетилен	С₂Н₂	—	2,3	100	305	0
пропан	С₃Н₈	-104	1,7	10,9	470	1,0
пропилен	С₃Н₆	—	2	11	455	1,0
n-бутан	i-С₄Н₁₀	-60	1,4	9,3	372	0,8
i-бутан	n-С₄Н₁₀	—	1,3	9,8	460	0,7
изобутилен	i-С₄Н₈	-80	1,6	10	384	0,8
изопентан	i-С₅Н₁₂	-40	1,4	7,6	258	0,8
пентан	n-С₅Н₁₂	-40	1,5	7,8	258	0,8
гексан	С₆Н₁₄	-21	1	8,4	233	0,6
гептан	С₇Н₁₆	-4	1,1	6,7	215	0,05
октан	С₈Н₁₈	13	0,8	6,5	206	0,05
нонан	С₉Н₂₀	30	0,7	5,6	205	0,05
декан	С₁₀Н₂₂	46	0,7	5,6	201	0,05
бензол	С₆Н₆	-11	1,2	8,6	560	0,8
толуол	С₇Н₈	4	1,1	7,8	535	0,05
метанол	CH₃ОН	11	6,0	36	386	2,9
аммиак	NH₃	—	15,0	33,6	630	7,5
сероводород	H₂S	—	4,0	45,5	246	2,1

4.

2. Концентрационные пределы воспламенения | Электронная библиотека

Прочее / Теория горения и взрыва / 4.2. Концентрационные пределы воспламенения

В условиях химической переработки различных продуктов могут образовываться любые смеси горючего газа или пара с воздухом. Особенно часто с этим приходится сталкиваться в цехах получения водорода, на ацетиленовых станциях, в цехах стержневой полимеризации синтетического каучука, на складах баллонов с горючими газами и др. Концентрация горючего в рассматриваемых смесях может изменяться от долей процента почти до 100 %. Однако не при всех концентрациях смесь является взрыво- или пожароопасной.

Рис. 4.2 иллюстрирует условия воспламенения горючих смесей. Все смеси горючего с воздухом от нуля до точки А не способны воспламеняться даже от мощного источника зажигания – это область безопасных концентраций. Только в точке А смесь горючего с воздухом способна воспламеняться и сгорать со скоростью взрыва; при этом пламя распространяется на весь объем горючей смеси.

Рис. 4.2. Зависимость давления при взрыве газовоздушных смесей

от концентрации горючего в смеси: 1 – область безопасных концентраций;

2 – область воспламенения, 3 — область пожароопасных концентраций

Та наименьшая концентрация горючих паров газов или пылей в смеси с воздухом, при которой смесь уже может воспламениться от источника зажигания и пламя распространяется на весь объем горючей смеси, называется нижним концентрационным пределом воспламенения (НКПВ).

Смесь воздуха с горючим или паром на НКПВ содержит избыток воздуха. Так, для смеси воздуха с метаном коэффициент избытка воздуха равен 2, с оксидом углерода 2,6, а с сероуглеродом 6,9 и т.д.

Смесь, имеющая небольшое количество горючего и избыток воздуха, характеризуется минимальной скоростью распространения пламени в объеме всего сосуда, низкой температурой горения – порядка 1250 – 1300 ⁰С и небольшим давлением взрыва (около 0,3 МПа). При концентрации горючего в смеси выше нижнего концентрационного предела воспламенения (за точкой

А) горение происходит с большей скоростью, давление при взрыве повышается.

Это объясняется тем, что по мере увеличения содержания горючего содержание воздуха уменьшается; тепло, выделившееся в результате химической реакции, в меньшей степени расходуется на нагрев не участвующего в реакции избытка воздуха.

Давление при взрыве горючих смесей может увеличиваться теоретически до давления, соответствующего стехиометрической концентрации веществ, т.е. рассчитанной по уравнению химической реакции. Фактически наибольшее давление при взрыве наблюдается у смесей с концентрацией горючего несколько выше стехиометрической, так как скорость горения этой смеси выше скорости горения смеси со стехиометрической концентрацией компонентов.

Рассмотрим расчет стехиометрической концентрации горючего газа на примере оксида углерода.

Составим уравнение химической реакции горения оксида углерода в воздухе:

СО + 0,5 (О₂+ 3,76N₂) СО₂+ 0,5?3,76N₂.

Согласно уравнению, стехиометрическая смесь оксида углерода с воздухом состоит из 1 объема СО, 0,5 объема О₂ и 1,88 объема N₂. Примем эту смесь за 100 %. Тогда концентрация оксида углерода этой смеси составит

При дальнейшем увеличении количества оксида углерода в смеси последняя становится взрывчатой. Однако давление взрыва с ростом концентрации оксида углерода будет постепенно снижаться в результате недостатка воздуха в горючей смеси.

недостаток воздуха в смесях, богатых горючим, ведет к тому, что смесь может терять способность воспламеняться. Для различных смесей концентрация горючего, при которой смесь уже не способна воспламеняться, не одинакова. Например, для смеси оксида углерода с воздухом наивысшей концентрацией СО, при которой еще возможно воспламенение, является 74 % (точка Б на рис. 4.2). Выше этой концентрации никакие смеси оксида углерода с воздухом воспламеняться не могут, хотя в них присутствует некоторое количество воздуха.

ВКПВ характеризуется избытком горючего и малым количеством воздуха. При воспламенении такой газовоздушной смеси часть тепла химической реакции расходуется на нагрев не участвующего в реакции горючего, поэтому продукты горения нагреваются не до максимальной температуры; давление при взрыве составляет 0,3 – 0,4 МПа.

Интервал концентраций газов или пара в воздухе между нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения называется областью воспламенения. Область воспламенения газов (паров) в воздухе определяется при атмосферном давлении (0,1 МПа) и характеризуется тем, что внутри нее все смеси горючего с воздухом способны воспламеняться от внешнего источника зажигания с последующим распространением горения на весь объем смеси. Область воспламенения различных газо- и паровоздушных смесей не одинакова. Наибольшую область воспламенения имеют оксид этилена, водород, ацетилен и др.; наименьшую – бензин, керосин, пропан, бутан и др. Чем ниже нижний концентрационный предел воспламенения и больше область воспламенения газов, тем большую пожарную опасность они представляют.

Концентрация горючих паров и газов в смеси с воздухом, превышающая верхний концентрационный предел воспламенения (за точкой Б на рис. 4.2) называется пожароопасной.

Знание областей безопасных и пожароопасных концентраций дает возможность в процессе применения и хранения газов и горючих жидкостей поддерживать такой режим, при котором концентрации горючего выше верхнего или ниже нижнего кон-центрационных пределов воспламенения. Это достигается созданием соответствующих давлений и температур в аппаратах, хранилищах и различных емкостях. концентрационные пределы воспламенения используют в расчетах допустимых концентраций газов внутри взрывоопасного технологического оборудования, систем рекуперации, вентиляции и других систем, а также при расчете предельно допустимой взрывоопасной концентрации горючего газа, при работе с огнем, при классификации производств, связанных с синтезом, применением или хранением горючих газов, по степени пожарной опасности. При определении пожарной опасности технологических процессов необходимо учитывать изменение пределов воспламенения смеси от различных факторов. Например, в сушилках, где имеются пары горючих и легковоспламеняющихся жидкостей, пределы воспламенения будут ниже, чем при нормальной температуре. В аппаратах и реакторах иногда смесь горючих паров и газов с воздухом находится под давлением, большим или меньшим нормального. В этих случаях пределы воспламенения также отличаются от значений, приведенных в справочных таблицах.

Пределы воспламенения связаны с основными факторами: мощностью источника зажигания, турбулентностью, примесью горючих паров и газов, температурой смеси, давлением смеси, объемом и диаметром сосуда и др.

Мощность источника зажигания. Наиболее распространенными источниками зажигания являются электрическая искра и электрическая дуга. Механизм воспламенения горючей смеси электрической искрой или дугой сложен, поскольку при возникновении искры происходит очень интенсивное местное возбуждение молекул газа и их ионизация. Это в сильной степени интенсифицирует протекание химических процессов и изменяет критические условия зажигания. Возникновение искры вызывает повышение температуры газа, поэтому искру можно представить как своеобразное накаленное тело.

Для каждой горючей смеси существует некоторая предельная минимальная мощность искры, начиная с которой смесь воспламеняется – возникает фронт горения. Эта минимальная мощность является функцией состава смеси и зависит от давления и температуры. Знание минимальной мощности электрических искр, необходимой для воспламенения различных газовых смесей, имеет большое практическое значение.

Это дает возможность оценить чувствительность горючей смеси к воспламенению, установить допустимое значение энергии электрического разряда во взрывоопасной среде, классифицировать горючие смеси по воспламеняемости их электрическими разрядами и разработать меры безопасности проведения процесса (безопасные системы связи, сигнализации, автоматизации и другие устройства с применением электрического тока).

Большое влияние на воспламеняющую способность электрических искр оказывают имеющиеся в цепи индуктивные сопротивления (дроссели, реле и т.д.).

4.3. Методы определения концентрационных пределов

Концентрационные пределы воспламенения — Студопедия

Поделись

Та наименьшая концентрация горючих паров газов или пылей в смеси с воздухом, при которой смесь уже может воспламениться от источника зажигания и пламя распространяется па весь объем горючей смеси, называется нижним концентрационным пределом воспламенения (НКПВ).

Смесь воздуха с горючим или паром на нижнем концентрационном пределе воспламенения содержит избыток воздуха. Так, для смеси воздуха с метаном коэффициент избытка воздуха равен 2, с оксидам углерода 2,6, а с сероуглеродом 6,9 и т. д.

Фактически наибольшее давление при взрыве наблюдается у смесей с концентрацией горючего несколько выше стехиометрической, так как скорость горения этой смеси выше скорости горения смеси со стехиометрической концентрацией компонентов.

Недостаток воздуха в смесях, богатых горючим, ведет к тому, что смесь может терять способность воспламеняться. Для различных смесей концентрация горючего, при которой смесь уже не способна воспламеняться, не одинакова. Например, для смеси оксида углерода с воздухом наивысшей концентрацией СО, при которой еще возможно воспламенение, является 74%. Выше этой концентрации никакие смеси оксида углерода с воздухом воспламеняться не могут, хотя в них присутствует некоторое количество воздуха.

Та наибольшая концентрация горючих паров, газов или пылей в смеси с воздухом, при которой смесь еще способна воспламеняться от источника зажигания с распространением пламени на весь ее объем, называется верхним концентрационным пределом воспламенения (ВКПВ). ВКПВ характеризуется избытком горючего и малым количеством воздуха. При воспламенении такой газо-воздушной смеси часть тепла химической реакции расходуется на нагрев не участвующего в реакции горючего, поэтому продукты горения нагреваются не до максимальной температуры; давление при взрыве составляет 0,3-0,4 МПа.

Интервал концентраций газов или пара в воздухе между нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения называется областью воспламенения. Область воспламенения газов (паров) в воздухе определяется при атмосферном давлении (О,1 МПа) и характеризуется тем, что внутри нее все смеси горючего с воздухом способны воспламеняться от внешнего источника зажигания с последующим распространением горения на весь объем смеси. Область воспламенения различных газо- и паровоздушных смесей не одинакова. Наибольшую область воспламенения имеют оксид этилена, водород, ацетилен и др.; наименьшую — бензин, керосин, пропан, бутан и др. Чем ниже нижний концентрационный предел воспламенения и больше область воспламенения газов, тем большую пожарную опасность они представляют.

Концентрация горючих паров и газов в смеси с воздухом, превышающая верхний концентрационный предел воспламенения называется пожароопасной.

Мощность источника зажигания.

Наиболее распространенными источниками зажигания являются электрическая искра и электрическая дуга. Механизм воспламенения горючей смеси электрической искрой или дугой сложен, поскольку при возникновении искры происходит очень интенсивное местное возбуждение молекул газа и их ионизация. Это в сильной степени интенсифицирует протекание химических процессов и изменяет критические условия зажигания. Возникновение искры вызывает повышение температуры газа, поэтому искру можно представить как своеобразное накаленное тело.

Для каждой горючей смеси существует некоторая предельная минимальная мощность искры, начиная с которой смесь воспламеняется — возникает фронт горения. Эта минимальная мощность является функцией состава смеси и зависит от давления и температуры. Знание минимальной мощности электрических искр, необходимой для воспламенения различных газовых смесей, имеет большое практическое значение. Это дает возможность оценить чувствительность горючей смеси к воспламенению, установить допустимое значение энергии электрического разряда во взрывоопасной среде, классифицировать горючие смеси по воспламеняемости их электрическими разрядами и разработать меры безопасности проведения процесса.

Допустимая энергия искрового разряда в производственных условиях для газо-паро-воздушных горючих смесей не должна превышать 0,4 минимальной энергии зажигания. Выше этого предела изменение мощности искры не изменяет границ зажигания. Такие искры называют насыщенными. Использование насыщенных искр в приборах для определения концентрационных и температурных пределов воспламенения, а также температуры вспышки дает результаты, не отличающиеся от результатов определения пределов воспламенения с использованием накаленных тел и пламен.

Турбулентность.

В условиях производства в аппаратах и емкостях газо-воздушные смеси могут находиться не только в статическом, но и в турбулентном состоянии. С увеличением турбулентности, характеризующейся скоростью движения газового потока V_т, создаваемого в емкости, при постоянной энергии источника зажигания концентрационные пределы воспламенения сужаются. Качественно эти данные согласуются с результатами наблюдений для турбулентного потока газо-воздушной смеси — повышенной мощности источника зажигания по мере увеличения скорости потока. Это объясняется тем, что турбулентное перемешивание газа затрудняет искровое воспламенение, так как теплоотдача в свежий газ определяется теплопроводностью пограничного слоя, окружающего очаг зажигания. Увеличение теплоотвода через пограничный слой приводит к сужению пределов воспламенения и замедлению формирования пламени в турбулизованном газе.

Примеси негорючих паров и газов.

Введение в смесь горючего газа с воздухом различных негорючих паров и газов, так называемых присадок (азота, аргона, гелия, паров воды и др.) не одинаково изменяет свойства смеси. Влияние азота впервые было исследовано на метано-воздушной смеси, в которой кислород замещали азотом. Было установлено сильное смещение верхнего концентрационного предела воспламенения влево. Характер влияния всех примесей, кроме диоксида углерода, одинаков — малое повышение нижнего концентрационного предела и большое смещение верхнего концентрационного предела воспламенения. Нижний предел воспламенения незначительно изменяется по мере уменьшения концентрации кислорода при введении негорючих примесей, так как в смеси имеется избыток кислорода воздуха. Верхний концентрационный предел значительно уменьшается, поскольку смесь содержит мало кислорода.

Для подавления воспламенения, т. е. для полной флегматизации смеси, необходимы значительные количества присадок.

Малое влияние примесей на нижний концентрационный предел объясняется тем, что концентрация горючего компонента в смеси мала. Смесь сильно разбавлена воздухом, кислород которого играет по существу роль инертной присадки. Поэтому добавление к смеси дополнительных количеств инертной примеси не приводит практически к изменению содержания горючего. На верхнем же концентрационном пределе именно содержание кислорода определяет свойства горючей смеси, а концентрация его мала. Поэтому добавление инертных газов оказывает такое сильное влияние.

Влияние инертных газов на концентрационные пределы зависит от тепловых характеристик этих газов — их теплоемкости и теплопроводности. Чем больше теплоемкость газа при одной и той же теплопроводности, тем выше эффективность его действия, т. е. при меньшей его концентрации прекращается воспламенение.

Особую практическую ценность представляют так называемые активные примеси — галогенированные углеводороды (бромистый и йодистый этил, бромметилен, дибромтетрафторэтан, бромистый метилен и др.). Некоторые примеси могут полностью «подавить» воспламенение уже при добавлении около одного процента вещества от общей массы смеси.

Температура смеси.

Начальная температура горючей смеси влияет на пределы воспламенения. С повышением температуры увеличивается скорость химической реакции, и область воспламенения расширяется. Наиболее сильное влияние температура оказывает на верхний концентрационный предел воспламенения. С повышением начальной температуры смеси увеличивается скорость горения при предельных концентрациях смесей; смеси, сильно разбавленные горючим или воздухом и не способные при низкой температуре гореть, становятся горючими.

Давление смеси.

Начальное давление горючей смеси влияет на пределы ее воспламенения. Концентрационные пределы воспламенения изменяются вследствие изменения скорости распространения пламени под давлением. Горючие смеси различных веществ при повышении давления ведут себя неодинаково, что объясняется физико-химическими свойствами горючей смеси.

Если изменение коэффициента диффузии смеси будет равно изменению коэффициента температуропроводности (Δ D = Δa), то изменение давления не окажет влияния на пределы воспламенения. Установлено, что для газовых смесей заметное изменение пределов воспламенения наблюдается только при пониженном давлении.

Для каждой газовой системы существует минимальное давление, ниже которого при любом составе смеси зажигание невозможно. Наличие такой точки связано с тем, что по мере понижения давления верхний и нижний пределы сближаются и затем совпадают.

Объем и диаметр сосуда.

При уменьшении объема и диаметра сосуда увеличивается поверхность теплоотдачи, приходящейся на единицу объема смеси. Для каждой газовой системы существуют минимальный объем и диаметр, ниже которых при любом составе смеси зажигание и распространение пламени становится невозможным.

Гиперглоссарий MSDS: Пределы воспламеняемости

Горючий газ

Указатель глоссария

Легковоспламеняющееся твердое вещество

MSDS Темы	бесплатных сайтов	Часто задаваемые вопросы	Правила	Глоссарий	Программное обеспечение	Поставщики
MSDS Темы	Книги	Форум	Опрос	Веселье	Викторина	Магазин
Узнайте свой паспорт безопасности с помощью MS-Demystifier				Поиск по ВСЕЙ информации в наших паспортах безопасности

Пределы воспламеняемости

Определение

Безопасно храните аэрозольные баллончики в безопасных шкафах для легковоспламеняющихся материалов от Safety Emporium.

Пределы воспламеняемости обычно применяются к парам и определяются как диапазон концентраций, в котором горючее вещество может вызвать пожар или взрыв при наличии источника воспламенения (например, искры или открытого пламени). Концентрация обычно выражается в объемных процентах топлива.

Выше верхнего предела воспламеняемости (UFL) смесь вещества и воздуха слишком богата топливом (недостаточно кислорода) для воспламенения. Это иногда называют верхним пределом взрываемости (ВПВ).
Ниже нижнего предела воспламеняемости (НПВ) смеси вещества и воздуха не хватает топлива (вещества) для горения. Это иногда называют нижним пределом взрываемости (НПВ).

Любая концентрация между верхним и нижним пределами может воспламениться или взорваться — будьте предельно осторожны! Превышение верхнего предела также не является особенно безопасным. Если замкнутое пространство находится выше верхнего предела воспламеняемости и затем проветривается или открывается для источника воздуха, пары будут разбавлены, и концентрация может упасть до предела воспламеняемости.

Дополнительная информация

Использование легковоспламеняющихся материалов в замкнутом пространстве без надлежащей вентиляции или технических средств контроля вызывает проблемы. Обычно очень легко достичь нижнего предела воспламеняемости. Имеются многочисленные случаи, когда люди использовали растворитель, герметик или другие легковоспламеняющиеся материалы, такие как ацетон, в подвале или закрытом помещении с недостаточной вентиляцией и получали серьезные ожоги и травмы, когда пары воспламенялись от запальника, электрической искры или другого источника воспламенения. источник. Вот пример одного человека с ужасной ожоговой травмой, которая привела к штрафу в размере 10,9 долларов.миллион присяжных и еще один, причинивший серьезные ожоги трем рабочим.

В лабораториях необходимо принимать особые меры предосторожности против случайных источников искр всякий раз, когда химическое вещество используется в замкнутом пространстве, таком как вытяжной шкаф или лабораторный холодильник. В этих случаях следует использовать специальное взрывозащищенное или взрывозащищенное оборудование (холодильники, плиты, мешалки и т. д.). В лучших решениях элементы управления и термостаты расположены за пределами рабочей зоны или зоны хранения с минимальным количеством электрических соединений внутри. Лучшие решения называются искробезопасными, поскольку они не имеют встроенного источника искры. Например, мешалки могут приводиться в движение сжатым воздухом вместо электродвигателя.

Впечатляющий пример последствий попадания искры в атмосферу с пределом воспламеняемости произошел в Ньюкасле, Австралия, в сентябре 2003 года. На выходных слесарь-трубопроводчик оставил в своем автомобиле баллон с ацетиленом. Либо в цилиндре была небольшая утечка, либо клапан был не полностью закрыт. Пределы воспламеняемости ацетилена чрезвычайно широки: от 2,5% до 100% в воздухе.

Когда рабочий открыл дверь, неустановленный источник искры (дверной выключатель, лампочка, сотовый телефон, статическое электричество и т. д.) воспламенил смесь с катастрофическими последствиями:

На крупном плане обратите внимание на то, что стойки крыши/дверей полностью согнуты в стороны. Удивительно, что травмы рабочего ограничились его лицом и барабанными перепонками.

В 2013 году аналогичный инцидент произошел в Стоунхэме, Массачусетс. Водитель избежал травм только потому, что она использовала свой брелок для ключей, чтобы активировать дверные замки (и тем самым вызвать взрыв сварочных газов в багажнике).

Торговый центр безопасности предлагает все виды средств для промывки глаз и лица, спасательные души, шланги для смачивания и многое другое.

Актуальность паспорта безопасности

Если это применимо и известно, пределы воспламеняемости и взрываемости будут указаны в Разделе 9 (физические и химические свойства) Паспорта безопасности.

При работе с горючим веществом в плохо проветриваемом и/или замкнутом пространстве легко достичь предела воспламеняемости. Использование средств индивидуальной защиты, таких как перчатки или респиратор , не обеспечивает защиты от взрыва или пожара!

Всегда работайте с летучими веществами в хорошо проветриваемых помещениях или используйте соответствующие средства технического контроля. Даже в этом случае вам может потребоваться измерить или рассчитать концентрацию пара, чтобы убедиться, что она не достигает предела воспламеняемости.

Текущие жидкости могут генерировать статическое электричество. При переливании жидкостей из одного контейнера в другой обязательно соблюдайте надлежащие процедуры соединения и заземления.

Дополнительное чтение

Нижний и верхний пределы взрываемости для легковоспламеняющихся газов и паров (НПВ/НПВ) компании Matheson Gas охватывают несколько десятков химических веществ.
На этой странице информации о растворителях в Университете Пердью указаны пределы взрываемости примерно для 20 распространенных лабораторных растворителей.
Газы — Пределы концентрации взрывоопасных и воспламеняющихся веществ в The Engineering Toolbox.
Нижний и верхний пределы взрываемости для легковоспламеняющихся газов и паров от Werner Sölken содержит информацию по этой теме, а также данные для нескольких десятков химических веществ.
Стандарт ASTM «Стандартный метод испытаний E681-09 для предельных концентраций воспламеняемости химических веществ (паров и газов)» можно приобрести на их веб-сайте.
Этот документ по обучению и обучению OSHA касается легковоспламеняющихся и горючих жидкостей (29 CFR 1910.106).
Опасная смесь газовых водонагревателей и легковоспламеняющихся паров в Хартфорд-Курант.
предлагаются несколькими компаниями, включая Dekra, Sigma-HSE и Fauske & Associates.

См. также : горючий, легковоспламеняющийся, температура вспышки, давление пара, летучие органические соединения.

Дополнительные определения от Google и OneLook.

Последнее обновление записи: четверг, 6 октября 2022 г. Эта страница защищена авторским правом 2000-2022 ILPI. Несанкционированное копирование или размещение на других веб-сайтах строго запрещено. Присылайте предложения, комментарии и новые пожелания (укажите URL-адрес, если применимо) нам по электронной почте.

Отказ от ответственности : Информация, содержащаяся в данном документе, считается достоверной и точной, однако ILPI не дает никаких гарантий в отношении правдивости любого заявления. Читатель использует любую информацию на этой странице на свой страх и риск. ILPI настоятельно рекомендует читателю проконсультироваться с соответствующими местными, государственными и федеральными агентствами по вопросам, обсуждаемым здесь.

Пределы концентрации взрыва и воспламеняемости

Диапазон воспламеняемости (также называемый взрывоопасным диапазоном) представляет собой диапазон концентраций газа или пара, которые будут гореть (или взрываться) при введении источника воспламенения.

Для того чтобы произошел взрыв, должны быть выполнены три основных условия:

легковоспламеняющееся вещество — топливо
окислитель — кислород или воздух

источник воспламенения — искра или высокая температура слишком обедненная, чтобы гореть, и выше верхнего предела взрывоопасности или воспламеняемости, смесь слишком богатая, чтобы гореть. Пределы обычно называются «нижним пределом взрывоопасности или воспламеняемости» (LEL/LFL) и «верхним пределом взрывоопасности или воспламеняемости» (UEL/UFL).

Нижний и верхний пределы взрывоопасности для некоторых широко используемых газов указаны в таблице ниже. Некоторые газы обычно используются в качестве топлива в процессах горения.

Внимание! Указанные пределы относятся к газу и воздуху при 20 ^o C и атмосферном давлении.

9000 2,5 9000 2,50007 90070007

80171

90 70 1,

7

550007
0007
0171 Метитил

07

10 100057 2

70015

Топливный газ	«Нижний предел взрываемости или воспламеняемости» (НПВ/НПВ) (% по объему воздуха)	«Верхний предел взрываемости или воспламенения» (UEL/UFL) (% by volume of air)
Acetaldehyde	4	60
Acetic acid	4	19. 9
Acetone	2.6	12,8
Acetonitrile	3	16
Ацетилхлорид	7,3	1
Ацетилен
5	100
Acrolein	2.8	31
Acrylic acid	2.4	8
Acrylonitrile	3.0	17
Allyl chloride	2.9	11.1
Аллиловый спирт	2,5	18
Алилламин	2,2	22
15	28
Aniline	1.3	11
Arsine	5.1	78
Benzene	1.2	7.8
Biphenyl	0. 6	5.8
Бромбутан (1-бромбутан)	2,6	6,6
Бромэтан	6,8	Bromoethene	9	15
Butadiene (1,3-Butadiene)	2.0	12
Butanal	1.9	12.5
Butane (n-Butane)	1,86	8,41
Бутановая кислота	2	10
Бутлацетат	1,7	7,6
BOUTYL ALTIOL, BUTANOL 9000
BOUTYL, BUTANOL 9000
BOUTYL, BUTANOL 9000
, BUTANOL 9000
.0007	1	11
Butyl formate	1.7	8.2
Butyl methyl ketone	1	8
Butylamine	1. 7	9.8
Butylbenzene	0.5	5,8
Бутилен	1,98	9,65
Бутилакрилат
Carbon disulfide	1.3	50
Carbon monoxide	12	75
Carbon oxysulfide	12	29
Chlorobenzene	1.3	9.6
Хлорэтан	3,8	15,4
Цианоген	6,0	42,6
Циклобутан	1.8	11.1
Cycloheptane	1.1	6.7
Cyclohexane	1.3	8
Cyclohexanol	1	9
Cyclohexanone	1	9
Циклопропан	2,4	10,4
Декан	0,8	5,4
1. 8	6.9
Diborane	0.8	88
Dibutylamine	1.1	6
Dichloroethane (1,1-Dichloroethane)	6	11
Дизельное топливо	0,6	7,5
Диетаноламин	2	13
Диэтиловый эфир	1,9	36 9	0007
Diethylamine	2	13
Diethylether	1.9	48
Diisobutyl ketone	1	6
Diisopropyl ether	1	21
Диметилсульфоксид	3	42
Эпихлоргидрин	4	21
Этан	3	12.4
Ethyl acetate	2	12
Ethyl acrylate	1. 4	14
Ethyl alcohol, Ethanol	3.3	19
Ethyl chloride	3,8	15,4
этил нитрит	4	50
Эфир -пропиловый эфир	1,7	9
Ethyl vinyl ether	1.7	28
Ethylamine	3.5	14
Ethylbenzene	1.0	7.1
Ethylcyclobutane	1.2	7.7
Этилен	2,75	28,6
Этиленоксид	3	100
Этиленгликоль0007	3	22
Fluoroethene	2.6	21.7
Formaldehyde	7	73
Formic acid	18	57
Fuel Oil — No. 1	0,7	5
Фуран	2	14
Фурфурал	2
БАСОЛИН	1
	1.4	7.6
Glycerol	3	19
Heptane	1.0	6.7
Heptane (n-Heptane)	1.0	6.0
Hexane	1.1	7,5
Гексан (N-гексан)	1,25	7,0
Гидразин	5	100
Hydrogen	4	75
Hydrogen	6	40
Hydrogen sulfide	4.3	46
Isobutanal	1.6	10.6
Isobutane	1,80	8,44
Изобутен	1,8	9,0
Изобутиловый спирт	7	2 20007
Isooctane	0. 79	5.94
Isopentane	1.32	9.16
Isophorone	1	4
Isopropyl alcohol, Isopropanol	2	12
Изопропилбензол	0,9	6,5
Керосин Джет А-1	0,7	5
1.4	7.2
Methacrylic acid	1.6	8.8
Methane	4.4	16.4
Methylamine	4.9	20.7
Methyl acetate	3	16
Спирт метиловый, метанол	6,7	36
Метилакрилат	2,8	25
Methyl chloride	10.7	17.4
Methyl ethyl Ketone	1. 8	10
Methyl formate	4.5	23
Methylhydrazine	2.5	92
Метилизоцианат	5,3	26
Уайт-спирит	0,7	6 7
Naphtalene	0.9	5.9
Naphthalene	0.9	5.9
Neohexane	1.19	7.58
Neopentane	1.38	7.22
Nitrobenzene	2	9
Нитроэтан	3,4	17
Нитрометан	7,3	22.2
Nonane	0.8	2.9
Octane (n-Octane)	1.0	7
Oxirane	3	100
Paraformaldehyde	7	73
Пентатан (н-пентатан)	1,4	7,8
Пентен (N-пентен)	1,65	7,7
10007	7,7
0005 Pentyl acetat	1. 1	7.5
Pentylamine	2.2	22
Phenol	1.8	8.6
Piperidine	1	10
Propane	2.1	10.1
Кислота пропановая	2.9	12.1
Пропен
Propyl acetate	2	8
Propylamine	2	10.4
Propylbenzene	0.8	6
Propyl nitrate	2	100
Propylene	2.0	11.1
Оксид пропилена	2.3	36
7 70007	12.5
Pyridine	2	12
Silane	1.5	98
Styrene	1. 1	6.1
Tetrafluoroethene	10	50
Тетрагидрофуран	2	12
Толуол	1.1	7.1
Трихлорэтилен0007	13	90
Triethylene glycol	0.9	9.2
Triptane	1.08	6.69
Trimethylamine	2	11.6
Turpentine	0.8
Винилацетат	2,6	13,4
Винилбутаноат	1,4	8,8
Vinyl chloride	3.6	33
o-Xylene	0.9	6.7
m-Xylene	1.1	7
p-Xylene	1.1	7

Важно, чтобы места хранения горючих газов хорошо вентилировались. При проектировании вентиляционных систем следует учитывать удельный вес фактического газа. Газовая смесь от утечки не будет однородной и более легкие газы будут концентрироваться вдоль потолка. Тяжелые газы концентрируются вдоль пола.

Вентиляция, естественная или механическая, должна быть достаточной для ограничения концентрации легковоспламеняющихся газов или паров до максимального уровня 25% их «нижнего предела взрываемости или воспламеняемости» (НПВ/НПВ).

Требуется минимальная вентиляция: 1 CFM /FT ² (20 M ³ /H M ²)

Рекомендуемое вентиляция: 2 CFM /FT ^{2 2 9064 2 9064 2 9064 2 2
2
2 9070 2 9069 2 9070 2 2 9070
2 9070
. ч м ² ) или 12 воздухообменов в час — половина подачи и выброса воздуха у потолка и половина подачи и отвода воздуха у пола
Что такое %НПВ/%ВПВ, ФИД и Ч/МН?

Что такое %LEL / %UEL / PID
Прежде чем может произойти пожар или взрыв, должны одновременно выполняться три условия.
Топливо (т.е. горючий газ) и кислород (воздух) должны существовать в определенных пропорциях вместе с источником воспламенения, таким как искра или пламя. Требуемое соотношение топлива и кислорода зависит от каждого горючего газа или пара.
Минимальная концентрация определенного горючего газа или пара, необходимая для поддержания его горения в воздухе, определяется как нижний предел взрываемости (НПВ) для этого газа. Ниже этого уровня смесь слишком «бедная», чтобы гореть. Максимальная концентрация газа или пара, которые будут гореть в воздухе, определяется как верхний предел взрываемости (ВПВ). Выше этого уровня смесь становится слишком «богатой», чтобы гореть. Диапазон между LEL и UEL известен как диапазон воспламеняемости для этого газа или пара.
Метан — LEL.. 5% по объему в воздухе / UEL.. 17% по объему в воздухе

Наглядный пример, показывающий, где на шкале измеряется % НПВ
Значения, приведенные в таблице ниже, действительны только для условий, в которых они были определены (обычно при комнатной температуре и атмосферном давлении с использованием 2-дюймовой трубки с искровым зажиганием). Диапазон воспламеняемости большинства материалов расширяется с увеличением температуры, давления и диаметра контейнера. Все концентрации в объемных процентах.

Газ лелей УЭЛ
Ацетон 2,6 13
Ацетилен 2,5 100
Акрилонитрил 3 17
Аллен 1,5 11,5
Аммиак 15 28
Бензол 1,3 7,9
1.3 Бутадиен 2 12
Бутан 1,8 8,4
н Бутанол 1,7 12
1 Бутен 1,6 10
Цис-2-бутен 1,7 9,7
Транс-2-бутен 1,7 9,7
Бутилацетат 1,4 8
Угарный газ 12,5 74
Карбонилсульфид 12 29
Хлортрифторэтилен 8,4 38,7
Кумол 0,9 6,5
Цианоген 6,6 32
Циклогексан 1,3 7,8
Циклопропан 2,4 10,4
Дейтерий 4,9 75
Диборан 0,8 88
Дихлорсилан 4. 1 98,8
Диэтилбензол 0,8
1.1 Дифтор 1 Хлорэтан 9 14,8
1.1 Дифторэтан 5.1 17,1
1.1 Дифторэтилен 5,5 21,3
Диметиламин 2,8 14,4
Диметиловый эфир 3,4 27
2.2 Диметилпропан 1,4 7,5
Этан 3 12,4
Этанол 3,3 19
Этилацетат 2,2 11
Этилбензол 1 6,7
Этилхлорид 3,8 15,4
Этилен 2,7 36
Этиленоксид 3,6 100
Бензин 1,2 7. 1
Гептан 1.1 6,7
Гексан 1,2 7,4
Водород 4 75
Цианистый водород 5,6 40
Сероводород 4 44
Изобутан 1,8 8,4
Изобутилен 1,8 9.6
Изопропанол 2,2
Метан 5 17
Метанол 6,7 36
Метилацетилен 1,7 11,7
Метилбромид 10 15
3 Метил-1-бутен 1,5 9.1
Метилцеллозольв 2,5 20
Метилхлорид 7 17,4
Метилэтилкетон 1,9 10
Метилмеркаптан 3,9 21,8
Метилвиниловый эфир 2,6 39
Моноэтиламин 3,5 14
Монометиламин 4,9 20,7
Карбонил никеля 2
Пентан 1,4 7,8
Пиколин 1,4
Пропан 2. 1 9,5
Пропилен 2,4 11
Оксид пропилена 2,8 37
Стирол 1.1
Тетрафторэтилен 4 43
Тетрагидрофуран 2
Толуол 1,2 7.1
Трихлорэтилен 12 40
Триметиламин 2 12
Скипидар 0,7
Винилацетат 2,6
Винилбромид 9 14
Винилхлорид 4 22
Винилфторид 2,6 21,7
Ксилол 1.1 6,6
Принципы обнаружения газа
Одним из многих требований при входе в замкнутое пространство является измерение горючих газов. Перед входом в замкнутое пространство уровень горючих газов должен быть ниже 10% НПВ.
Наиболее распространенным датчиком, используемым для измерения НПВ, является датчик моста Уитстона/каталитического шарика/пеллистора («мост Уитстона»).
Описание датчиков НПВ
Датчик НПВ с мостом Уитстона представляет собой просто крошечную электрическую плиту с двумя элементами горелки. У одного элемента есть катализатор (например, у платины), у другого его нет. Оба элемента нагреваются до температуры, которая обычно не поддерживает горение.
Однако элемент с катализатором «сжигает» газ на низком уровне и нагревается по сравнению с элементом без катализатора. Более горячий элемент имеет большее сопротивление, и мост Уитстона измеряет разницу в сопротивлении между двумя элементами, которая коррелирует с НПВ.
К сожалению, датчики моста Уитстона переходят в небезопасное состояние; когда они выходят из строя, они показывают безопасные уровни горючих газов. Неисправность и/или отравление мостового датчика Уитстона НПВ можно определить только путем тестирования мостовых датчиков Уитстона калибровочным газом.
Ограничения датчиков НПВ
Два механизма влияют на работу датчиков НПВ с мостом Уитстона и снижают их эффективность при применении ко всем, кроме метана.

Газы горят с различной теплопроизводительностью
Некоторые газы горят горячими, а некоторые относительно холодными. Эти различные физические характеристики приводят к трудностям при использовании датчиков НПВ. Например, 100 % НПВ метана (5 % метана по объему) сгорают с вдвое большей теплотой, чем 100 % НПВ пропана (2,0 пропана по объему).
Пары более тяжелых углеводородов с трудом проникают в датчики НПВ и снижают их мощность
Пары некоторых тяжелых углеводородов с трудом проникают через металлокерамический пламегаситель на датчиках НПВ. Этот пламегаситель необходим для предотвращения возгорания самого датчика и не препятствует попаданию таких газов, как метан, пропан и этан, на мост Уитстона. Однако углеводороды, такие как бензин, дизельное топливо, растворители и т. д., диффундируют через пламегаситель медленнее, поэтому меньшее количество паров достигает моста Уитстона, и датчик дает меньший выходной сигнал.
Почему бы не использовать монитор НПВ..
Многие летучие органические соединения (ЛОС) легковоспламеняющиеся и могут быть обнаружены датчиками НПВ или горючих газов, которыми оснащены практически все газоанализаторы. Однако датчики НПВ не особенно полезны при измерении токсичности, поскольку они не обладают достаточной чувствительностью.
Что такое Некоторые распространенные летучие органические соединения..
Летучие органические соединения представляют собой химические соединения, поддерживающие работу промышленности, и включают в себя…
Топливо
Масла, разбавители, теплоносители
Растворители, краски
Пластмассы, смолы и их прекурсоры
и многие другие
ЛОС встречаются во всей промышленности, от очевидных применений в нефтехимической промышленности до не столь очевидных применений, таких как производство колбасных изделий.
Что означает PPM?
Части на миллион (ppm) — общепринятая единица концентрации для небольших значений. Одна часть на миллион – это одна часть растворенного вещества на один миллион частей растворителя или 10 ^-6 . Части на миллион и другие обозначения «частей на» (например, частей на миллиард или частей на триллион) являются безразмерными величинами без единиц измерения. Предпочтительные методы выражения частей на миллион включают мкВ/В (микрообъем на объем), мкл/л (микролитры на литр), мг/кг (миллиграмм на килограмм), мкмоль/моль (микромоль на моль) и мкм/м (микрометры). за метр).
Обозначение «частей на» используется для описания разбавленных растворов в химии и технике, но его значение неоднозначно и оно не является частью системы измерения СИ. Причина, по которой система неоднозначна, заключается в том, что концентрация зависит от используемой исходной доли единицы. Например, сравнение одного миллилитра образца с миллионом миллилитров отличается от сравнения одного моля с миллионом молей или одного грамма с одним миллионом граммов.
Университет Миннесоты предлагает несколько других аналогий, которые могут помочь вам визуализировать масштаб, связанный с PPM.
Одна промилле равна…
один дюйм на 16 миль
одна секунда за 11,5 дней
одна минута за два года
одна машина в пробке бампер к бамперу из Кливленда в Сан-Франциско
Другая визуализация масштаба, связанная с PPB
Один PPB подобен
добавление щепотки соли в 10-тонный мешок картофельных чипсов
Одна миллиардная доля равна одному листу в рулоне туалетной бумаги, простирающемся от Нью-Йорка до Лондона.
Датчики НПВ измеряют взрывоопасность, а не токсичность
Датчики НПВ измеряют процент НПВ. Например, бензин имеет LEL 1,4%. Следовательно, 100 % НПВ — это 14 000 частей на миллион бензина, 10 % НПВ — это 1 400 частей на миллион бензина и 1 % НПВ — это 140 частей на миллион бензина.
140 частей на миллион бензина — это наименьшее количество паров, которое может «увидеть» монитор НПВ. Бензин имеет TWA 300 частей на миллион и STEL 500 частей на миллион; это не делает датчики НПВ хорошо подходящими для измерения паров бензина, потому что они просто не обеспечивают адекватного разрешения.
Датчики LEL измеряют взрывоопасность, а не токсичность. Многие летучие органические соединения потенциально токсичны при уровнях, которые значительно ниже их взрывоопасных уровней и ниже чувствительности датчиков нижнего предела взрываемости.
Как описано выше..
Одним из многих требований при входе в замкнутые пространства является измерение горючих газов в замкнутых пространствах.
Перед входом в замкнутое пространство уровень горючих газов должен быть ниже 10% НПВ.
Наиболее распространенным датчиком, используемым для измерения НПВ, является датчик моста Уитстона/каталитического шарика/пеллистора («мост Уитстона»).
Несмотря на то, что датчики моста Уитстона полезны в самых разных приложениях, в некоторых условиях датчики LEL с мостом Уитстона либо недостаточно чувствительны к определенному химическому веществу, либо химические вещества, используемые в окружающей среде, могут вывести датчик моста Уитстона из строя.
В таких случаях ФИД (фотоионизационные детекторы) могут стать альтернативным, высокоточным и безопасным средством измерения 10% НПВ при входе в замкнутое пространство.
Что такое PID..
Фотоионизационный детектор измеряет ЛОС и другие токсичные газы в низких концентрациях от ppb (частей на миллиард) до 10 000 ppm (частей на миллион или 1% по объему).
ФИД — это очень чувствительный монитор широкого спектра действия, такой как «монитор низкого уровня НПВ». миллионов или 1% по объему).
Как работает ФИД.
Фотоионизационный детектор (ФИД) использует источник ультрафиолетового (УФ) света (фото = свет) для расщепления химических веществ на положительные и отрицательные ионы (ионизация), которые можно легко подсчитать с помощью Детектор. Ионизация происходит, когда молекула поглощает УФ-свет высокой энергии, который возбуждает молекулу и приводит к временной потере отрицательно заряженного электрона и образованию положительно заряженного иона.
Газ становится электрически заряженным. В детекторе эти заряженные частицы создают ток, который затем усиливается и отображается на измерителе как «ppm» (частей на миллион) или даже в «ppb» (частей на миллиард).
Ионы быстро рекомбинируют после того, как электроды в детекторе «восстановят» свою первоначальную молекулу.
ФИД неразрушающие; они не «сжигают» и не изменяют пробный газ, что позволяет использовать их для отбора проб.
Что измеряет ФИД..
Самой большой группой соединений, измеряемых ФИД, являются органические вещества.. соединения, содержащие атомы углерода (C). К ним относятся..

Ароматические соединения — соединения, содержащие бензольное кольцо, включая бензол, толуол, этилбензол и ксилол
Кетоны и альдегиды – соединения со связью С=О, включая ацетон, метилэтилкетон (МЭК) и ацетальдегид
Амины и амиды – соединения углерода, содержащие азот, такие как диэтиламин
Хлорированные углеводороды — трихлорэтилен (ТХЭ), перхлорэтилен (ПЕРХ)
Соединения серы — меркаптаны, сульфиды
Ненасыщенные углеводороды, такие как бутадиен и изобутилен
Спиртоподобный изопропанол (IPA) и этанол
Насыщенные углеводороды, такие как бутан и октан.}