Водород пределы взрыва смесей с кислородо

Таким образом, смесь газа с воздухом взрывоопасна только в том случае, если содержание в ней горючего газа находится в диапазоне между нижним и верхним пределами взрываемости (табл. 1.4). Чем шире этот диапазон, тем больше вероятность образования взрывоопасной смеси. Из табл. 1.4 видно, что как сами пределы, так и диапазоны между ними для различных газов значительно отличаются друг от друга. Так, например, диапазон взрывоопасных концентраций водорода в воздухе очень широк — от 4,0 до 75,0% об. Для паров бутана диапазон невелик — 1,9—8,5% об., что создает впечатление снижения опасности взрыва при его использовании. Однако следует обратить особое внимание на значение нижнего предела взрываемости смесь паров бутана с воздухом становится взрывоопасной при содержании в ней всего 1,9% газа, и, следовательно, опасны даже очень незначительные утечки газа в закрытый объем. У ацетилена, применяемого при сварке и резке металлов, наиболее широкий диапазон взрываемости, очень низкий нижний предел и самая низкая температура воспламенения. При горении ацетилена в холодной смеси с кислородом диапазон взрываемости расширяется и состав- ляет 2,5—81,0% об. Пределы взрываемости некоторых газовых топлив приведены в табл. 1.2 и 1.3. [c.21]

Все горючие газы в смеси с кислородом или воздухом при атмосферном давлении могут давать взрыв, поскольку газо-воздушная смесь лежит в пределах взрываемости. Из горючих газов, могущих вызвать несчастные случаи, обратить внимание на следующие водород, монооксид углерода, сероводород, светильный газ, метан, этан, этилен, пропан, ацетилен и др. Прежде чем пользоваться горючим газом, его нужно проверить зажечь от той пробирки, которой он проверяется (но не спичкой). [c.7]

Азотоводородная смесь и аммиак могут образовывать взрывоопасные смеси при определенных соотношениях с воздухом. Под влиянием ряда факторов концентрационные пределы взрываемости газовых смесей могут расширяться. Так, при 100°С смесь воздуха и водорода взрывоопасна уже при содержании менее 4% водорода. Повышение давления воздуха и обогащение его кислородом также способствует расширению пределов взрываемости его смесей с горючими газами. Поэтому содержание даже 1 % кислорода в азотоводородной смеси или 0,8—1% водорода в воздухе производственных помещений следует рассматривать как опасное. Согласно рабочим инструкциям, продолжать работу при таких условиях запрещается. Взрывы газовых смесей могут произойти при нагревании до температуры, превышающей температуру их воспламенения или детонации. При авариях и неисправностях оборудования возможно попадание значительных количеств газа в воздух производственных помещений и образование взрывоопасных смесей. В связи с этим должны быть приняты меры, предотвращающие контакт газов с источниками воспламенения (искры, открытый огонь, оборудование, нагретое до высоких температур, и др.). [c.68]

Зависимость пределов, при которых происходит взрыв, от температуры и давления для стехиометрической смеси водорода с кислородом представлена на рис. 6.12. Рассмотрим сечение при 550°С. При давлениях, меньших 1 мм рт. ст., смесь реагирует очень медленно. По мере возрастания давления скорость несколько увеличивается, а при давлении около 1 мм рт. ст. незначительное изменение условий вызывает переход от медленного протекания реакции к быстрому взрывному процессу. [c.285]

Особенно велики возможности взрыва смеси кислорода воздуха с ацетиленом, водородом, метаном и другими газами, свойства которых подобны перечисленным. Взрывоопасными являются также смеси некоторых пылевидных веществ с воздухом помещений. Следует отметить, что не всякое соотношение вещества с воздухом или кислородом влечет за собой взрыв. Например, смесь водорода с воздухом становится взрывоопасной при содержании в ней от 4,1 % водорода (нижний предел) до 75% (верхний предел). Метан в смеси с воздухом взрывается при концентрации от 5,3% (нижний предел) и до 14% (верхний предел). [c.229]

Подытожим сначала экспериментальные результаты, опубликованные до настоящего времени, а затем проанализируем эти данные в свете возможных механизмов реакции. Одно из первых количественных исследований образования перекиси водорода по реакции водорода с кислородом принадлежит Пизу [11], который непрерывно пропускал смесь этих газов при атмосферном давлении через трубку, нагретую до 550°, и затем в сосуд, охлажденный до —79° при Этом были получены продукты, содержащие несколько процентов перекиси водорода. В дальнейших опытах этот автор в течение короткого периода времени нагревал сферические сосуды диаметром 4,3 см, содержащие 95% водорода и 5% кислорода, после чего быстро охлаждал их до —79°. Продукты содержали до 25 вес. % перекиси водорода. При давлениях ниже атмосферного, но лежащих в интервале пределов взрыва образования перекиси водорода отмечено не было. [c.40]

Смесь водорода с кислородом воздуха образует гремучую смесь, которая воспламеняется и горит с большой скоростью, что часто приводит к взрыву. Скорость горения водорода зависит от концентрации кислорода в смеси и колеблется в пределах 120—1000 см сек. При сжигании водорода в смеси с воздухом максимальная скорость горения достигает 260 см1сек. Теплотворная способность водорода 2570 ккал1нм . [c.24]

Реакция водорода с кислородом протекает со скоростями, удобными для измерения между 450 и 600° выше этого интервала температур все смеси взрываются. Если стехио-метрическую смесь водорода с кислородом держать при температуре 550° и давлении около 2 мм рт. ст., то будет идти гомогенная реакция. С постепенным повышением давления скорость реакции увеличивается, как показано на рис. 30. При некотором критическом давлении, равном нескольким миллиметрам (точное значение зависит, как будет видно ниже, от размеров и формы реакционного сосуда), смесь взрывается. Если смесь выдерживать при давлении 200 мм рт. ст., то снова будет идти спокойная реакция, но если давление понизить, то при 100 мм рт. ст. смесь взорвется. Таким образом, при этой температуре имеется некоторый интервал давлений, внутри которого наблюдается взрыв, а выше и ниже его реакция идет со стационарной скоростью. Схематически это представлено на рис. 30. На рис. 31 показана зависимость взрывных пределов от [c.194]

Не только скорости разных реакций, но и скорость какой-либо данной реакции могут изменяться в широких пределах в зависимости от условий протекания. Так, например, смесь водорода с кислородом способна сохраняться при обычной температуре без изменения практически неограниченное время, но достаточно внести в эту смесь соответствующий катализатор, чтобы она прореагировала весьма бурно. Вместе с тем при 630° С такая смесь и в отсутствие катализатора взрывается, а при более низких температурах реакция может осуществляться с теми или другими промежуточными скоростями. [c.156]

Смеси водорода с кислородом в широком интервале концентраций самопроизвольно взрываются при температурах газа несколько выше 6(Ю и давлении не ниже 1 мм рт. ст. При температурах ниже 400° скорость реакции очень мала и взрыва не происходит, если не возбудить его действием внешнего источника, например электрической искры или раскаленной проволоки. Например, в стехиометрической смеси из 2 молей водорода и 1 моля кислорода при температуре 550° и давлении 400 мм рт. ст. будет проходить гомогенная реакция с постоянной измеримой скоростью если же давление повысить или понизить, то произойдет взрыв. Так, если происходит постепенное изотермическое понижение давления, то скорость реакции в течение некоторого времени будет падать, но при достижешии критического давления около 100 мм рт. ст. взрыв смеси произойдет самопроизвольно. Давление, при котором это происходит, носит название второго, или верхнего, предела взрыва. Если ту же начальную смесь при температуре 550° постепенно подвергать изотермическому сжатию, то скорость реакции будет медленно возрастать и опять-таки произойдет самопроизвольный взрыв при давлении около 1000 мм рт. ст. этот предел известен под названием третьего предела взрыва. Аналогично та же начальная смесь при 550°, но очень низком давлении будет медленно реагировать до тех пор, пока давление не повысится примерно до 1 мм рт. ст. при этом давлении достигается первый предел взрыва. Эти пределы самовоспламенения могут несколько колебаться в зависимости оТ соотношения компонентов в смеси и природы сосуда, в котором происходит реакция. Общее изменение пределов с температурой и давлением показано на рис. 5. Очевидно, что существование второго предела взрыва нельзя объяснить термическим взрывом, так как в случае термического [c.37]

Сухая смесь водорода и хлора взрывается при содержании водорода 3,5—97%, т. е. смеси, содержащие менее 3,5% водорода или менее 3% хлора, невзрывоопасны. Кислород способствует активизации газовой смеси. Смесь водорода с воздухом взрывается при содержании водорода в пределах 4,1—74,2%. [c.41]

Некоторые сложные реакции, протекающие, вероятно, по цепному механизму, обнаруживают характерные особенности, которые нельзя объяснить с помощью модели простых цепных реакций. Так, стехиомет-рическая водородно-кислородная смесь при температуре около 550° С реагирует очень медленно, если ее давление меньше 1 мм рт. ст. По мере возрастания давления скорость реакции постепенно увеличивается, а при давлении около 1 мм рт. ст. (точная величина давления зависит от объема сосуда) происходит взрыв. С другой стороны, при значительно большем давлении смеси реакция снова становится медленной. Хиншельвуд обнаружил, например, что если водород при 200 мм рт. ст. и кислород при 100 мм рт. ст. впустить в кварцевый сосуд емкостью 300 см , нагретый до 550° С, то реакция протекает медленно и становится еще медленнее при уменьшении давления до 100 мм рт. ст. Однако, если давление понизить до 98 мм рт. ст., происходит взрыв. Наконец, если общее давление увеличить в области, расположенной выше зоны взрыва, то скорость реакции возрастает, и в конце концов реакция становится настолько быстрой, что реакционная смесь как бы претерпевает взрыв. Эти данные представлены на рис. 10.9 в виде зависимости взрывных пределов от температуры и давления для стехиометрической водородно-кислородной смеси. [c.312]

Напомним, что атмосферный воздух состоит в основном из азота (78 %) и кислорода (20,9 %). Кроме того, в состав воздуха входят аргон, неон, углекислый газ и небольшие количества ксенона, криптона, гелия, радона, водорода и обязательно пары воды. При утечке метана его концентрация в воздухе постепенно увеличивается. Если она достигнет 5,35 об. %, любая искра вызовет взрьш. Пределы взрывоопасной концентрации метана изменяются от 5,35 до 14,9 об. %. Смесь с содержанием метана до 5 об. % сгорает без взрьша. Если метана более 14,9 об. %, смесь не взрьшается и не поддерживает горение в связи с недостатком кислорода. Наибольшая сила взрыва при содержании в воздухе 9,5 об. % метана, т. к. при этом весь кислород воздуха расходуется на сгорание метана. При соприкосновении метана с источником высокой температуры воспламенение его происходит с некоторым запозданием. Если в воздухе кроме метана есть водород, оксид углерода и сероводород, воспламенение метана происходит мгновенно. Смеси этана и пропана с воздухом также взрывоопасны. Взрывоопасные концентрации этана колеблются от 3,2 до 12,5 об. %, пропана — от 2,3 до 9,5 об. %. [c.14]

Существует другое критическое давление, более высокое, чем давление первого взрывного предела (второй предел взрыва), выше которого смесь опять перестает взрываться. Это делает возможным приготовление смеси при температуре свыше 400° С введением в сосуд сначала водорода, а затем кислорода в таких количествах, чтобы суммарное давление былЬ в1ыше второго предела взрыва. Тот же результат можно получить подогревом сосуда, наполненного соответствующей смесью п ри йизкой температуре. Смесь вяло реагирует, обра- [c.116]

Наиболее подробно изучались сенсибилизаторы NO2 и NO I. Если водород и кислород с соответствующими парциальными давлениями смешать со следами NO2 и ввести в нагретый до 350—450° сосуд, то воспламенение происходит при условии, что давление сенсибилизатора лежит между нижним и верхним пределами. В действительности, как показано схематически на рис. 125, граница несенсибилнзпрованных взрывов сдвигается влево от G до Я при введении малых количеств NO2 и уходит вправо при больших добавках. Смесь 2Нз + О2 при давлении 100 лш рт. ст. и температуре 380° не реагирует в отсутствие NOg, однако воспламеняется при содержании 1 % NO2 и реагирует очень медленно при содержании NO2, равном 2% и выше. [c.479]

Цепной взрыв. При впуске горючей смеси в замкнутый сосуд, нагретый до некоторой температуры Т, смесь быстро нагревается до этой температуры. Время нагревания, пропорциональное давлению смеси, при атмосферном давлении составляет величину порядка 0,1 сек. В нагретой смеси идет химическая реакция, течение которой определяется температурой, давлением и составом смеси. Если значения этих параметров таковы, что состоянию горючей смеси отвечает точка на диаграмме р, Т, лежащая вне полуострова воспламенения (см. стр. 504), в смеси пойдет медленная стационарная реакция. Из опытов Гиншельвуда с сотрудниками [766], изучавших медленную реакцию горения водорода в кислороде, следует, что вблизи верхнего предела воспламенения (по давлению), т. е. при давлениях, мало отличающихся от давления на верхнем пределе (ра), а также под нижним пределом воспламенения, т. е. при р<ри эта реакция идет на поверхности реакционного сосуда (каталитическая реакция). При повышении давления (от рг) параллельно с этой реакцией идет медленная объемная реакция, скорость которой быстро растет с давлением, будучи пропорциональной кубу парциального давления водорода и первой степени парциального давления кислорода. Позднейшие подробные исследования кинетики этой реакции показали, что она следует цепному механизму (неразветвлепные цепи) [203]. [c.535]

Можно суверенностью утперн дать, что существует область взрывов при низком давлении с четко выраженными нижним и верхним пределами, указывающая (как и в случае водорода) на основной механизм разветвления цепей. Такое поведение было четко описано Семеновым и др. [31 ]. Смесь окиси углерода с кислородом, находящаяся над поверхностью воды, медленно пропускалась при постоянном (низком) давлении через кварцевую трубу, температура которой поднималась до тех пор, пока не начиналось воспламенение. Таким путем был выявлен полуостров воспламенения для смесей, содержащих 15, 30 и 90% кислорода, как показано на рнс. 19. Область справа от кривой соответствует воспламенению, а область слева соответствует реакциям, которыми можно пренебречь, если температуры не слишком высоки. Точки на верхней предельно ветви дают достаточно прямую линию, если нанести 1н р в зависимости от 1/Г. Наклон этой лпнпи соответствует энергии активации 35 ООО кал, между тем как энергия для системы водород—кислород равна 22 ООО кал (эта последняя система также рассматривалась). Минимальные температуры взрывов были выше соответствующих температур для системы водород—кислород примерно на 150°. [c.159]

Окисление водорода, фосфора и фосфина в газовой фазе при очень низких давлениях происходит с измеримой скоростью. При увеличении давления скорость остается измеримой, пока Eie будет достигнуто предельное давление, при котором смесь взрывается. Как было показано, скорость увеличения числа активных частиц в этой точке начинает превышать скорость их исчезновения на стенках, и реакция самоускоряется. Выше этого предела лен ит область давлений, при которых кислород нельзя смешать с горючими газами без того, чтобы смесь не восиламенилась. Взрывная область оканчивается при болео высоком давлении, где скорость реакции снова становится измеримой. Скорость разрушения активных частиц на стенках здесь оказывается также недостаточной для предотвращения ускоренного умножения числа активных частиц, но эта скорость увеличивается за счет процесса исчезновения активных частиц при дезактивации в газовой фазе. [c.548]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология