ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Горючие и взрывные свойства ацетилена из "Производства ацетилена " Температура при этом достигает 2800° С. При наличии источника воспламенения ацетилен также способен взрываться. Взрывчатые свойства его выше, чем у многих сильно взрывчатых веществ (табл. МО). [c.17] Как показали исследования, в составе продуктов разложения ацетилена основными компонентами являются углерод и водород, кроме того, обычно присутствует и метан. Механизм разложения заключается в первоначальной полимеризации ацетилена и последующей полной дегидрогенизации. Сажа, образующаяся при взрывном разложении ацетилена, является высококачественной — имеет хорошую дисперсность и высокую активность. В технике для получения сажи обычно проводят взрывное разложение электрической искрой при 10 ат. [c.17] Ацетилен способен к самопроизвольному разложению нескольких видов 2 при горении, взрыве, детонации и каскадном разложении (нестационарное горение). В зависимости от характера разложения может создаваться небольшое или очень высокое конечное давление газов. [c.17] При горении скорость распространения пламени составляет лишь несколько сантиметров в секунду, а конечное давление увеличивается незначительно. Обычно о таком разложении свидетельствуют следы сажи на стенках сосуда. Взрыв идет со значительно большей скоростью распространения пламени, достигающей нескольких десятков метров в секунду. Конечное давление взрыва в 8—12 раз превышает начальное и является функцией температуры. [c.17] Расширение газов при горении приводит к образованию ударной волны, распространяюш,ейся перед фронтом пламени. Сжатие газа и его нагревание в ударной волне протекает тем сильнее, чем больше скорость движения расширяющихся газов, которая в свою очередь определяется скоростью горения. При быстром горении нагревание смеси в ударной волне может быть настолько значительным, что смесь воспламенится перед фронтом пламени. Возникает режим горения, называемый детонацией. При детонационном горении образуется комплекс из ударной волны и следующей за ним зоны сжатой и нагретой реагирующей смеси. [c.18] Детонация возможна при поджигании горючей смеси взрывчатым веществом или при достаточной скорости пламени, например в длинных трубах, где происходит турбулизация горящей смеси. Давление в детонационной волне до ее отражения от стенки (а также от торца, изгиба и т. д.) может превышать начальное в 30 раз, а в отраженной волне — в 50—100 раз. Явление детонации в основном изучено для трубопроводов, хотя известны случаи сходных по характеру взрывов в помещениях. Например, в помещении объемом 100 ж при воспламенении ацетилено-воздушной смеси (10 объемн. % jHj), находящейся под давлением 1 ат, конечное давление достигало 80 ат. [c.18] Для ацетилена известно так называемое нестационарное горение (каскадное разложение), при котором часть газа сгорает, а остальное количество сжимается перед фронтом пламени и детонирует уже в сжатом состоянии. Давление, развивающееся при таком разложении, может превысить давление в отраженной детонационной волне и в 500— 600 раз превышать начальное. [c.18] Все перечисленные виды самопроизвольного разложения ацетилена отмечались на практике. Например, в длинных трубопроводах диаметром до 200 мм (толщина стенки 12 мм) при введении раскаленной проволоки или в струе горячих газов происходила детонация ацетилена . При начальном давлении 1,7—5 ат давление взрыва возрастало в 100—200 раз. При увеличении диаметра труб до 380 мм и начальном давлении 1,05 ат самопроизвольный распад ацетилена не наблюдался при инициировании искрой происходил взрыв, но давление не превышало 25 ат. В трубопроводах диаметром более 200 мм при давлении выше 1,4 а/п в случае самопроизвольного разложения ацетилена у торца трубы возникали чрезвычайно высокие давления (в 340—660 раз больше начального). В этом случае происходило каскадное разложение ацетилена. [c.18] В присутствии газов-разбавителей, например СО, ацетилен может воспламениться и при 250—300° С. Некоторые твердые вещества также понижают температуру самовоспламенения ацетилена в 1,5— 2 раза , т. е. действуют как катализаторы (табл. 1-11). [c.19] Изучение взрывных свойств ацетилена в смеси с воздухом при разрежении и 20—25° С показало, что область взрывоопасных концентраций сужается с увеличением глубины вакуума. При этом верхний предел взрываемости снижается непропорционально уменьшению давления (78 и 39 объемн. % С2Н2 при остаточных давлениях соответственно 740 и 150 мм рт. ст.). [c.21] В процессе исследования смеси ацетилена, ацетальдегида и воздуха (остаточное давление 740 мм рт. ст., температура 20—25° С) установлено, что такая смесь может взрываться даже тогда, когда содержание любого горючего компонента в ней меньше нижнего предела взрываемости этого компонента в смеси с воздухом. Следовательно, взрываемость смеси нельзя характеризовать концентрацией только одного компонента. Нужно учитывать также, что верхний предел взрываемости ацетилена в отличие от нижнего не зависит от давления и температуры (не соблюдается принцип Ле-Шателье). [c.21] С формальдегидом при 150° С С ацетальдегидом при 100° С С метанолом при 150° С. . [c.21] Взрывоопасность системы в большой степени характеризуется зависимостью энергии зажигания (инициирования) смеси ацетилена с воздухом от начального давления смеси при уменьшении начального давления энергия инициирования взрывного распада ацетилена значительно возрастает (рис. 1-7). [c.23] При горении ацетилена пламя начинает распространяться лишь при давлении выше определенной величины. [c.23] На рис. 1-8 показана зависимость минимального давления, при котором начинается распространение пламени, от состава смеси. Заштрихованная область называется областью негорючих составов смеси. Из графика видно, что при содержании воздуха около 17 объемн. % смесь наименее взрывоопасна, а в пределах от 67 до 93 объемн. % — наиболее взрывоопасна. [c.23] Начальные давления, при которых может начаться разложение смесей ацетилена с различными газами, выше, чем при разложении чистого ацетилена. На рис. 1-9 показано влияние различных разбавителей на начальное давление, при котором может произойти взрывной распад ацетилена . Видно, что добавки разбавителей до 20 объемн. % не оказывают практически никакого влияния на начальное давление распада. Взрывчатые свойства ацетилена начинают заметно ослабевать лишь при содержании разбавителей более 20 объемн. %. Наиболее эффективным разбавителем является метан. [c.24] Ёзрыв смеси ацетилена с метаном произойдет при большем содержа НИИ ацетилена, чем, например, смеси с водородом. С повышением температуры указанная закономерность сохраняется, хотя величина минимального давления смеси, при котором начнется взрывной распад, понижается. [c.25] Зависимость предельно допустимых парциального давления и концентрации ацетилена в смесях от температуры и давления (пунктир — изменение концентрации aHj). [c.25] В жидком аммиаке находят применение в промышленности, например для выделения ацетилена из газов пиролиза. Пределы концентраций, при которых происходит взрыв таких смесей, в жидкой фазе значительно шире, чем в газообразной. [c.25] Исследовалась также взрываемость растворов ацетилена в жидком аммиаке при расплавлении проволоки под действием тока 50 а. При температуре ниже 50° С смеси невзрывоопасны до содержания ацетилена в жидкой фазе около 30 вес. %, а выше 30% взрываются с определенным индукционным периодом. Конечное давление приблизительно в 5—6 раз выше начального. При добавлении воздуха смесь может взорваться (нижний предел взрываемости около 23 вес. % ацетилена). Смесь горит характерным желтым пламенем, которое быстро гаснет. [c.26] Вернуться к основной статье