(一)爆炸極限的基本理論及其影響因素

　　爆炸極限是表征可燃氣體、蒸汽和可燃粉塵危險性的主要示性數(shù)。當(dāng)可燃性氣體、蒸氣或可燃粉塵與空氣(或氧)在一定濃度范圍內(nèi)均勻混合，遇到火源發(fā)生爆炸的濃度范圍稱為爆炸濃度極限，簡稱爆炸極限。

　　將這一濃度范圍的混合氣體(或粉塵)稱作爆炸性混合氣體(或粉塵)�？扇夹詺怏w、蒸氣的爆炸極限一般用可燃氣體或蒸氣在混合氣體中的所占體積分數(shù)來表示;可燃粉塵的爆炸極限是以在混合物中的質(zhì)量濃度(g/m3)來表示。

　　一般情況下，H值越大，表示可燃性混合物的爆炸極限范圍越寬，其爆炸危險性越大。

　　可燃性氣體、蒸氣或粉塵在爆炸極限范圍內(nèi)，遇到熱源(明火或溫度)，火焰瞬間傳播于整個混合氣體(或混合粉塵)空間化學(xué)反應(yīng)速度極快，同時釋放大量的熱，生成很多氣體，氣體受熱膨脹，形成很高的溫度和很大的壓力，具有很強的破壞力。

　　可燃性氣體、蒸氣或粉塵爆炸極限的概念可以用熱爆炸理論來解釋。當(dāng)可燃性氣體、蒸氣或粉塵的濃度小于爆炸下限時，由于在混合物中含有過量的空氣，過量空氣的冷卻作用及可燃物濃度的不足，導(dǎo)致系統(tǒng)得熱小于失熱，反應(yīng)不能延續(xù)下去;同樣，當(dāng)可燃性氣體(或粉塵)的濃度大于爆炸上限時，則會有過量的可燃物，過量的可燃物不僅因缺氧而不能參與反應(yīng)、放出熱量，反而起冷卻作用，阻止了火焰的蔓延。當(dāng)然，也還有爆炸上限達100%的可燃氣體和蒸氣(如環(huán)氧乙烷、硝化甘油等)，可燃性粉塵(如火炸藥粉塵)。這類物質(zhì)在分解時會自身供氧，使反應(yīng)持續(xù)進行下去。隨著氣體壓力和溫度的升高，越容易引起分解爆炸。

　　爆炸極限值不是一個物理常數(shù)，它是隨實驗條件的變化而變化，在判斷某工藝條件下的爆炸危險性時，需根據(jù)危險物品所處的條件來考慮其爆炸極限，如在火藥、起爆藥、炸藥烘干工房內(nèi)可燃蒸氣的爆炸極限與其他工房在正常溫度下的極限是不一樣的，在受壓容器和在正常壓力下的爆炸極限亦有所不同;其他因素如點火源的能量，容器的形狀、大小，火焰的傳播方向，惰性氣體與雜質(zhì)的含量等均對爆炸極限有影響。

　　溫度的影響

　　1.溫度的影響

　　混合爆炸氣體的初始溫度越高，爆炸極限范圍越寬，則爆炸下限降低，上限增高，爆炸危險性增加。這是因為在溫度增高的情況下，活化分子增加，分子和原子的動能也增加，使活化分子具有更大的沖擊能量，爆炸反應(yīng)容易進行，使原來含有過量空氣(低于爆炸下限)或可燃物(高于爆炸上限)而不能使火焰蔓延的混合物濃度變成可以使火焰蔓延的濃度，從而擴大了爆炸極限范圍。例如丙酮的爆炸極限受溫度影響的情況見表2-1.

　　2.壓力的影響

　　混合氣體的初始壓力對爆炸極限的影響較復(fù)雜，在0.1～2.0 MPa的壓力下，對爆炸下限影響不大，對爆炸上限影響較大;當(dāng)大于2.0 MPa時，爆炸下限變小，爆炸上限變大，爆炸范圍擴大。這是因為在高壓下混合氣體的分子濃度增大，反應(yīng)速度加快，放熱量增加，且在高氣壓下，熱傳導(dǎo)性差，熱損失小，有利于可燃氣體的燃燒或爆炸。甲烷混合氣初始壓力對爆炸極限的影響見表2 -2.

　　值得重視的是當(dāng)混合物的初始壓力減小時，爆炸極限范圍縮小，當(dāng)壓力降到某一數(shù)值時，則會出現(xiàn)下限與上限重合，這就意味著初始壓力再降低時，不會使混合氣體爆炸。把爆炸極限范圍縮小為零的壓力稱為爆炸的臨界壓力。甲烷在3個不同的初始溫度下，爆炸極限隨壓力下降而縮小的情況如圖2-3所示。因此，密閉設(shè)備進行減壓操作對安全是有利的