工業工程畢業論文
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摘要：
化學工業生產在國民生產中占有重要的地位，其化學產品極大地改善了人們的生活質量。由于使用、處理和生產的化學品絕大多數屬于易燃、易爆、有毒、有腐蝕的物質，容易引起火災、爆炸或者中毒，造成死傷和重大財產損失。化工生產中使用的設備、生產操作條件也存在著高溫、高壓，也給化工生產帶來了極大的危險性。
關鍵詞：
化工安全 安全工程
化工生產的各個環節不安全因素較多，具有事故后果嚴重，危險性和危害性更大的特點，因此對安全生產的要求更加嚴格，客觀上要求從事化工生產的管理人員，技術人員及操作人員必須掌握或了解基本的安全知識，適應現代化生產的客觀要求，實現安全生產。煤礦多事故，事故多起因瓦斯。本文就瓦斯的各種性質、相關預防保護以及煤礦瓦斯爆炸的條件、形式等加以討論。
一、瓦斯的基本知識
1.1 瓦斯的形成
“瓦斯”學名“煤層氣”，是古代植物在堆積成煤的初期，纖維素和有機質經厭氧菌的作用分解而成。在高溫、高壓的環境中，在成煤的同時，由于物理和化學作用，繼續生成瓦斯。
1.2 瓦斯的物理化學性質
瓦斯是無色、無味、無臭的氣體，但有時可以聞到類似蘋果的香味，這是由于芳香族的碳氫氣體同瓦斯同時涌出的緣故。瓦斯對空氣的相對密度是0.554，在標準狀態下瓦斯的密度為0.716kg，瓦斯的滲透能力是空氣的1.6倍，難溶于水，不助燃也不能維持呼吸，達到一定濃度時，能使人因缺氧而窒息，并能發生燃燒或爆炸。瓦斯在煤體或圍巖中是以游離狀態和吸著狀態存在的。
1.3 成分
主要成分是烷烴，其中甲烷占絕大多數，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般還含有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣，以及微量的惰性氣體，如氦和氬等。在標準狀況下，甲烷至丁烷以氣體狀態存在，戊烷以上為液體。
1.4 分類
瓦斯是一般民眾對氣體燃料的通稱，可分為液化石油氣與天然氣、煤氣三大類。
(1)液化石油氣經加壓灌裝入鋼瓶內是液體，但流出容器就會變成氣體，氣化后之體積較液體體積擴增二百七十倍;空氣混入1.8至9.5% 的液化石油氣，遇到火源便會產生燃燒或爆炸。
(2)天然氣是極為乾凈、方便之能源，完全燃燒時，產生無毒之二氧化碳，不完全燃燒時，則會產生有毒之一氧化碳。
(3)一般把煤氣又稱瓦斯(gas)，從字面意思上講，是與煤有關的氣體，但是在不同的使用環境下，煤氣具有不同的解釋： 俗語中一般所說的“煤氣”，指的是煤炭不完全燃燒所產生的氣體，主要成分是一氧化碳，如煤氣中毒，也有的時候指的是含硫量過高的煤燃燒后產生的含有二氧化硫等硫化物的混合氣體，如口語中的“煤氣味”，而實際上一氧化碳是沒有氣味的。
二、家庭瓦斯
在人類的日常生活中，瓦斯可說扮演了非常重要的角色;像食物烹調，要用瓦斯爐;洗澡用熱水，要用瓦斯熱水器;甚至連汽車都可用瓦斯當燃炓;另外像蓋房子用的漂亮磁磚，都是用瓦斯燒出來的。在較為先進的歐美國家和日本等，還把瓦斯拿來用在瓦斯烤箱、瓦斯飯鍋、瓦斯冰箱、瓦斯冷暖氣機....等，瓦斯的功能實在太多、太大了。
2.1 瓦斯器具裝設安全
① 瓦斯器具均應裝設在空氣流通之場所。
② 各式瓦斯爐具與周圍強壁、天花板等可燃性材料或不可燃性材料應保持安全距離。
③ 密閉空間內應嚴禁設置瓦斯器具，若特殊情況需求時，其裝置方法請教當地瓦斯服務站或公司。
2.2 使用安全
瓦斯，容易點燃，使用很方便;相對的，如果不小心漏出來，也很容易引起火災。但是只要我們防范得宜，這些危險事故，都可以避免。下面是防范的方法。
⑴ 慎防漏氣： ⑵ 恪遵『人離火滅』安全守則：
2.3 檢查漏氣
① 未使用時，瓦斯表末位數字如轉動，表示漏氣。
② 以肥皂泡涂于檢查處，如有漏氣，會形成氣泡。
③ 絕不可用火測漏。
④ 不可點火，不可打開電燈和一切電器開關。
⑤ 不可用電扇、抽風機、排油煙機來排除瓦斯。
三、煤礦瓦斯
3.1煤礦瓦斯從煤、巖層涌出的形式有：
① 緩慢、均勻、持久地從煤、巖暴露面和采落的煤炭中涌出，是礦內瓦斯的經常來源。
② 在壓力狀態下的瓦斯，大量、迅速地從裂隙中噴出，即瓦斯噴出。
③ 短時間內煤、巖與瓦斯一起突然由煤層或巖層內噴出，即煤、巖和瓦斯突出。
3.2 爆炸
瓦斯爆炸是一種熱一鏈式反應(也叫鏈鎖反應)。當爆炸混合物吸收一定能量(通常是引火源給予的熱能)后，反應分子的鏈即行斷裂，離解成兩個或兩個以上的游離基(也叫自由基)。瓦斯爆炸就其本質來說，是一定濃度的甲烷和空氣中的氧氣在一定溫度作用下產生的激烈氧化反應。
瓦斯爆炸產生的高溫高壓，促使爆源附近的氣體以極大的速度向外沖擊，造成人員傷亡，破壞巷道和器材設施，揚起大量煤塵并使之參與爆炸，產生更大的破壞力。另外，爆炸后生成大量的有害氣體，造成人員中毒死亡。
3.4 爆炸條件
瓦斯爆炸的條件是：一定濃度的瓦斯、高溫火源的存在和充足的氧氣。
(1) 瓦斯濃度
瓦斯爆炸有一定的濃度范圍，把在空氣中瓦斯遇火后能引起爆炸的濃度范圍稱為瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限為5%～16%。
當瓦斯濃度低于5%時，遇火不爆炸，但能在火焰外圍形成燃燒層，當瓦斯濃度為9.5%時，其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反應);瓦斯濃度在16%以上時，失去其爆炸性，但在空氣中遇火仍會燃燒。
(2) 引火溫度
瓦斯的引火溫度，即點燃瓦斯的最低溫度。當混合氣體的壓力增高時，引燃溫度即降低;在引火溫度相同時，火源面積越大、點火時間越長，越易引燃瓦斯。
(3) 氧的濃度
實踐證明，空氣中的氧氣濃度降低時，瓦斯爆炸界限隨之縮小，當氧氣濃度減少到12%以下時，瓦斯混合氣體即失去爆炸性。這一性質對井下密閉的火區有很大影響，在密閉的火區內往往積存大量瓦斯，且有火源存在，但因氧的濃度低，并不會發生爆炸。如果有新鮮空氣進入，氧氣濃度達到12%以上，就可能發生爆炸。因此，對火區應嚴加管理，在啟封火區時更應格外慎重，必須在火熄滅后才能啟封。
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