[发明专利]电石遇潮湿空气发生燃爆的临界相对湿度评价方法及系统

说明书

本发明公开了一种电石遇潮湿空气发生燃爆的临界相对湿度评价方法，该方法包括如下步骤：基于电石所在气相空间体积和该气相空间潮湿空气的相对湿度，得到电石与潮湿空气中的水汽完全反应释放的乙炔气体在该气相空间内的浓度；基于释放出的乙炔气体在该气相空间内的浓度，利用预设的电石燃爆安全系数，计算出在火灾爆炸危险区域内电石燃爆的临界相对湿度。本发明随着我国电石相关企业生产安全技术的逐渐完善，在电石生产的企业中有相当的应用推广价值。

技术领域

本发明涉及化学工程领域，尤其是涉及一种电石遇潮湿空气发生燃爆的临界相对湿度评价方法及系统。

背景技术

电石由焦炭和石灰高温电解熔炼而成，广泛应用于合成苯、橡胶、聚氯乙烯、聚乙炔等有机化工产品的生产，属于第4.3类遇湿易燃物品，遇水能迅速反应生成乙炔。乙炔在空气中的爆炸极限为2.3～81％，点火能量仅为0.019mJ，极易被引燃。因此，电石遇湿后具有火灾爆炸的安全隐患，甚至造成严重的火灾爆炸事故。电石不仅能遇水反应，遇潮湿空气也能释放出乙炔气体。通过采取防水、防雨措施可避免电石与水接触，但是在阴雨及相对湿度较大的条件下，电石不可避免会与潮湿空气接触，释放出乙炔气体。因此，确定电石遇潮湿空气释放出的乙炔气体发生燃爆可能性的潮湿空气临界相对湿度，防止生成的乙炔气体浓度达到爆炸极限范围内，对于保障电石企业的生产安全具有非常重要的意义。

现有技术中，有关遇湿易燃物质危险性的研究，主要依据联合国《关于危险货物运输的建议书-试验和标准手册》中化学品遇水反应危险性检测方法，将水与遇湿易燃物质直接接触，根据反应生成的易燃气体释放速率确定其遇湿易燃危险性，但未涉及有关潮湿空气临界相对湿度的评价。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电石遇潮湿空气发生燃爆的临界相对湿度评价方法，该方法包括如下步骤：乙炔浓度计算步骤，基于电石所在气相空间体积和该气相空间潮湿空气的相对湿度，得到电石与潮湿空气中的水汽完全反应释放的乙炔气体在该气相空间内的浓度；相对湿度评价步骤，基于释放出的乙炔气体在该气相空间内的浓度，利用预设的电石燃爆安全系数，计算出在火灾爆炸危险区域内电石燃爆的临界相对湿度。

优选地，所述乙炔浓度计算步骤包括：通过空气中水汽含量计算公式，确定潮湿空气中的水汽完全与电石反应生成的乙炔气体的质量；根据完全反应后所述乙炔气体的质量，基于不同温度条件下乙炔气体的密度，得到包含潮湿空气相对湿度参数的目标温度下单位气相空间体积中乙炔气体的体积。

优选地，在所述乙炔浓度计算步骤中，利用如下表达式表示目标温度下单位气相空间体积中乙炔气体的体积：

其中，V_乙炔表示单位气相空间体积中乙炔气体的体积，表示潮湿空气的相对湿度，P表示标准大气压力，P_S表示潮湿空气中水汽的分压，ρ_乙炔表示目标温度下所述乙炔气体的密度。

优选地，所述相对湿度评价步骤包括：将获取到的乙炔气体在空气中燃爆极限的下限值与所述电石燃爆安全系数作乘法运算，得到电石燃爆的临界浓度值；利用所述电石燃爆的临界浓度值，将释放出的乙炔气体的浓度控制在该临界浓度值之外，得到在火灾爆炸危险区域内电石燃爆的临界相对湿度的计算式。

优选地，在所述相对湿度评价步骤中，利用如下表达式表示电石燃爆的临界相对湿度的计算式：

其中，表示潮湿空气的相对湿度，K表示所述电石燃爆安全系数，ω_下表示乙炔气体在空气中燃爆极限的下限值，P表示标准大气压力，P_S表示潮湿空气中水汽的分压，ρ_乙炔表示目标温度下乙炔气体的密度。