(二)影响爆炸极限的因素

爆炸极限并非固定数值，受多种因素的影响，主要因素有初始温度、初始压力、氧含暈、点火能等。

1.初始温度

混合物的初始温度越高，则爆炸极限范围扩大变宽，即下限降低，上限升高，危险性增大；反之爆炸极限范围变窄。因为系统的温度升高，分子或原子的动能增加，即增加了活化分子的冲击能量，从而加速分子之间的碰撞频率和次数。例如，丙酮的爆炸极限在0℃时为4.2%～8.0%，而在100℃时为3.2%～10.0%。

2.初始压力

在压力变化的情况下，爆炸极限的变化比较复杂。一般压力增加，爆炸极限变宽，危险性增加。这是因为系统压力增加，分子间的距离缩短，分子碰撞的概率加大，危险性就增大；反之，爆炸极限范围变小，当压力降至一定值时，其上下限重合，此时的压力称为爆炸的临界压力。如果压力降到临界压力以下，系统就不能爆炸，所以，降压操作相对安全一些。

压力对上限的影响较明显，而对下限的影响较小。例如，甲烷的爆炸极限在0.1MPa时为5.6%～14.3%，在5MPa时为5.4%～29.4%。

也有例外，如磷化氢与氧混合，一般不反应，若将压力降至一定值，混合物反而会突然爆炸。又如在含有空气的氢化硅混合物的容器内，造成一定负压(抽真空)会发生爆炸。

3.惰性气体浓度

在混合物中，如果惰性气体浓度增加，则爆炸极限缩小，当惰性气体浓度提高到某一数值时，混合物就不能爆炸。这是因为惰性气体浓度的增加表示系统中氧的浓度相对减少，于是爆炸上限大大下降，从而缩小了爆炸极限范围。当惰性气体增加到一定浓度时，在爆炸物分子和氧分子之间会形成惰性气体障碍层，最初的反应就不容易进行。所以，研发或生产中常在易燃或易爆的气体或蒸气中掺入氮气、氩气或二氧化碳等惰性气体加以保护，其目的就是降低混合物中的氧含量，缩小爆炸极限范围，避免爆炸事故的发生。

4.点火能

外能(如静电火花、撞击摩擦火花)的能量、热表面面积、火源与混合物的接触时间等，对爆炸极限都有影响。例如，甲烷在电压100V、电流1A的电火花作用下，无论甲烷的浓度为多少都不会引起爆炸；但是当电流增加到2A时，其爆炸极限为5.9%～13.6%；3A时进一步扩大为5.85%～14.8%。当可燃气浓度达到或略高于化学当量浓度时，所需的引爆能最低。对于一定浓度的爆炸性混合物，都有一个引起该混合物爆炸的最低引爆能量。浓度不同，引爆的最低能量也不同。对于给定的爆炸性物质，各种浓度引爆的最低能量中的最小值称为最小点火能(也称最低引爆能或临界点火能)。
些常见可燃气、蒸气的最小点火能见表13-2。

表13-2 一些常见可燃气、蒸气的最小点火能

除上述因素外，混合体系接触的容器内壁材质、机械杂质、光照、表面活性物质等都 可能影响到爆炸极限范围。例如，甲烷与氯的混合物在黑暗中长时间发生缓慢反应，但在 日光下照射，便会引起剧烈反应，如果比例适当就会爆炸。环氧乙烷装在内壁有铁锈的钢 瓶里可能发生爆炸。

（三）爆炸反应当量浓度

爆炸反应当量浓度是指爆炸性混合物中的可燃（爆）性物质和助燃（爆）性物质的浓度 比例为恰好能发生完全的化合反应时的化学当量浓度，此时爆炸所释放出的热量最多，所 产生的压力也最大。

例如，计算一氧化碳在空气中的爆炸反应当量浓度。

以空气中O₂含量为21%（体积分数）、以N2为代表的其他气体含量以79%（体积分数） 计，则空气中1 mol O₂相当于3.76mol N₂。

2CO+O₂+3.76N₂=2CO₂+3.76N₂

根据反应式得知，参加反应的物质的总体积为2+1+3.76=6.76。如以6.76这个总体积 为100,则2个体积的一氧化碳在总体积中所占比例为 X=2/6.76×100%=29.6%。所以， 一氧化碳在空气中完全反应的浓度为29.6%。

虽然一氧化碳的爆炸极限是12.5%～80.0%,但其浓度在29.6%时，在同等温度和同 等压力等条件下，爆炸危险性最大，而且爆炸的威力也最大，见表13-3。

同理可以计算出所有其他可燃（爆）性气体在其他助燃（爆）性气体中的爆炸反应当量 浓度。

以上所述其实是指理论爆炸反应当量浓度，实际的爆炸反应当量浓度等于或稍高于计 算出的理论爆炸反应当量浓度。

表13-3一氧化碳与空气混合在火源作用下的燃爆情况

文章来源：《有机合成安全学》

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