乙炔气是工业生产的重要原料,广泛应用于焊接切割作业上,同时也广泛应用于化工行业,如合成树脂、合成橡胶、合成纤维和有机溶剂等。但乙炔的化学性质极为活泼,能与许多物质发生化学反应,衍生出上千种有机化合物。乙炔的生产、储存和使用属于甲类火灾危险性类别,火灾危险性大,因此防火防爆问题十分重要。
1、乙炔的火灾爆炸危险性乙炔又名电石气,分子式C2H2,分子量26.04。纯乙炔是无色无味的气体,工业用的乙炔因含有硫化氢(H2S)和磷化氢(PH3)等杂质,故具有特殊的刺激性臭味和一定毒性。乙炔微溶于水,能溶于苯、汽油,易溶于丙酮(C3H6O)。由于乙炔具有碳碳叁键化学结构,化学性质非常活泼,能发生聚合、分解、加成、取代等反应,所以容易发生火灾爆炸。乙炔气体的火灾爆炸危险性:
(1)爆炸极限范围宽。乙炔的爆炸极限很宽,在空气中的爆炸极限为2.5%~100%,是各类危险品中爆炸极限最宽的一种。
(2)点火能量低。乙炔的点火能量在各级危险物品中也是最小的,在常压下其浓度为7.73%时,乙炔与空气的混合气体,最小点火能量是0.02mJ;乙炔与氧气的混合气体,最小点火能量只有0.0003mJ。
(3)与空气混合物的自燃点比较低。乙炔的自燃点随着浓度和压力的变化而变化,乙炔的浓度越高,压力越大,自燃点越低。
(4)生成危险性金属炔化物。乙炔与多种金属接触能生成危险的金属炔化物,如乙炔和固体的银接触后,在银的表面会生成乙炔银,乙炔银具有炸药的全部特性,在金属炔化物中,它的爆炸威力最大;乙炔和固体的铜长期接触也会生成极易爆炸的乙炔铜。
2、乙炔可燃气体探测器在使用中存在的主要问题目前在乙炔生产场所、充装和储存站(场)的气体探测器主要存在失效快、测量值不稳定和对乙炔气体无反应等主要问题。
(1)现场的乙炔可燃气体探测器失效快。根据现场检查和用户反应,安装在现场的乙炔可燃气体探测器失效很快,一般安装后一二个月就失效了。
(2)现场的乙炔可燃气体探测器测量误差大。安装在现场的乙炔可燃气体探测器对乙炔气体探测的测量值不稳定、误差大,无法正常使用。
(3)对其他气体运行正常,对乙炔气体没有反应。现场安装的乙炔可燃气体探测器,使用甲烷气进行测试时,运行正常,使用乙炔气标准气进行测试没有反应。
3、乙炔气体探测的常用传感器对比乙炔气体浓度探测的传感器主要有催化燃烧传感器、半导体传感器、红外NDIR传感器、红外光声传感器、电化学传感器、气相色谱传感技术等,由于应用场所、精度和成本等因素,目前乙炔可燃气体探测器主要选用催化燃烧传感器、半导体传感器和红外NDIR传感器,下面对这三类传感器在乙炔气体探测中的优缺点进行对比。
3.1催化燃烧传感器催化燃烧传感器由检测元件和补偿元件构成。检测元件是由铂丝绕制成线圈,在线圈外涂由氧化铝-氧化硅组成的膏状涂覆层,一定温度下烧结成球状多孔体,将烧结后的小球浸渍贵金属铂、钯等的盐溶液,再高温处理,使在氧化物载体上形成贵金属催化层,最后封装成元件;补偿元件和检测元件的区别是没有催化层。
当可燃气体(如甲烷、乙炔等)在检测元件表面无焰催化燃烧,燃烧热使检测元件的铂丝温度升高,电阻值相应增大,其发热量与可燃气体的浓度成正比。空气中可燃气体的浓度越大,燃烧产生的燃烧热越多,铂丝的温度增高越大,
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