计算防火防爆技术：可燃气体和化学当量计算

具有燃烧爆炸危险特性的气体或蒸汽与空气或氧气混合物的爆炸极限，可用专门的仪器测定出来，为了方便起见，也可以通过其他数据及某些经验公式计算来获得，可作参考。下面介绍计算方法。

（1）爆炸完全反应浓度计算。

爆炸混合物中的可燃物和助燃物完全反应的浓度就是理论上完全燃烧时在混合物中可燃物的含量，根据化学反应方程式可以计算可燃气体或蒸汽的完全反应浓度。可通过如下的例题了解计算方法。

【例2-1】求乙烯在氧气中完全反应的浓度。

解：写出乙烯在氧气中完全反应的方程式：

根据反应式得知，参加反应物质的总体积为1+3=4，则乙烯的体积在总体积中占：

乙烯在氧气中完全反应的浓度为25%。

可燃气体或蒸汽的化学当量浓度，也可用以下方法计算。

可燃气体或蒸汽分子式一般用CαHβOγ表示，设燃烧1 mol气体所必需的氧物质的量为n，则燃烧反应式可写成：

如果把空气中氧气的浓度取为20.9%，则在空气中可燃气体完全反应的浓度X0（%）为：

又设在氧气中可燃气体完全反应的浓度为X（%），即：

式（2-1）和式（2-2）表示出X和X0与n或2n之间的关系（2n表示反应中氧的原子数）。

在完全燃烧的情况下，燃烧反应式为：

式中2n×2=2α+1/2β-γ，对于各种不同的烃，它们之间有不同的关系式。根据2n的数值，从表2-4中可直接查出可燃气体在空气（或氧气）中完全反应的浓度。

（2）爆炸下限和爆炸上限计算。

根据可燃气体完全反应的浓度计算。对于某些可燃物，完全燃烧时，如烃类及其衍生物的爆炸极限，可以根据可燃气体完全反应的浓度近似来计算。

单一气体或蒸汽的爆炸气体（烷烃及其衍生物）的爆炸下限，公式如下：

式中　L下——爆炸下限（%）；

L上——爆炸上限（%）；

X0——爆炸气体完全燃烧时化学理论计量浓度（摩尔分数）（%），即爆炸完全反应浓度。

【例2-2】试求戊烷（C5H12）和乙醇（C2H5OH）的爆炸完全反应物浓度和爆炸极限。(www.xing528.com)

戊烷　n0=α+β/4=5+12/4=8

乙醇　n0=α+β/4-γ/2=2+6/4-1/2=3

再按公式分别求出戊烷和乙醇的爆炸完全反应物浓度X0：

再按公式分别求出戊烷和乙醇的爆炸下限和爆炸上限：

（3）多种可燃气体组成混合物的爆炸极限计算。

由多种可燃气体组成混合物的爆炸极限，可根据各组分的爆炸极限进行计算，其公式如下：

式中　L——爆炸性气体混合物的爆炸极限（%）；

L1，L2，L3——混合气中各可燃组分的爆炸极限（%）；

y1，y2，y3——混合气中各可燃组分的体积分数（%），y1+y2+y3=100%。