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首先,什么是瓦斯?在化学上,瓦斯特指由生物化石生成的、以甲烷为主的无色、无味的混合气体。在生活中,瓦斯并非特指一种气体,而是几类气体的总称,可分为液化石油气与天然气、煤气三大类。
液化石油气和煤气均由人工制成,天然气俗称天然瓦斯,我们日常使用的瓦斯气体,以液化石油气和天然气为主,需要注意的是,我们平时所称的“煤气罐”,里面的气体并非煤气,而是液化石油气。
液化石油气和天然气均属无色无味气体,但因其易燃、易爆的特性,出于安全原因,供应家庭使用的瓦斯都会加入一种像烂鸡蛋"臭味"的化学药剂,如早期的乙硫醇或现今的四氢噻吩。
在室外条件下,由于甲烷比空气轻,因此一旦泄露,甲烷很快便会散去,这在一定程度上有利于降低爆炸风险。但在城市中,瓦斯管道大多埋入地下,泄露的气体反倒不易扩散,极易蓄积,大大增加了爆炸风险。液化石油气本身比空气重,一旦发生泄漏则危险程度更高。
瓦斯爆炸有一定的浓度范围,在空气中瓦斯遇火后能引起爆炸的浓度范围称为瓦斯爆炸界限。甲烷的爆炸界限为5%~16%。当浓度低于5%时,遇火不爆炸,而在火焰外围形成燃烧层,当瓦斯浓度为9.5%时,爆炸威力最大;浓度在16%以上,失去爆炸性,但在空气中遇火仍会燃烧。
液化石油气是多种烃类(烷烃、环烷烃和芳香烃)的复杂混合物,主要是丙烷、丁烷、丙烯、丁烯等极易燃烧的碳氢化合物。液化石油气气跟空气混合的爆炸上限是9.65%,下限是1.5%。不难看出,与以甲烷为主的天然气相比,液化石油气更易引发爆炸。
瓦斯爆炸是一种热---链式反应。当爆炸混合物吸收一定能量后,反应分子链即行断裂,离解成两个或两个以上的游离基。每一个游离基又可以进一步分解,再产生两个或两上以上的游离基。游离基越来越多,化学反应速度也越来越快,最后发展为一连串的爆炸式氧化反应。
液化气在空气中的浓度处于爆炸下限或爆炸上限时,混合气体遇火源一般只是发生爆燃。爆燃所产生的压力一般不会超过405千帕(4个大气压)。但当液化石油气在空气中的浓度超过爆炸下限,特别是达到反应当量浓度(约为4.0%),则发生威力最大的爆炸。
一罐液化气通常为60立方的气体,泄露到空气中,达到最大爆炸威力时的当量约为145千克TNT炸药。一千克TNT炸药差不多能炸毁一栋两层的平房,145千克TNT当量的液化石油气爆炸的威力可想而知。一颗手雷含有TNT炸药约50克,1个煤气罐爆炸的威力相当于3000颗手雷。
台湾高雄今天凌晨发生燃气爆炸,官方怀疑可能是乙烯、丙烯或丁烷导致事故。从成分上来看,应属于液化石油气泄漏。等体积液化石油气燃爆放出的的热值虽不如天然气高,但前者更容易蓄积,更易发生爆炸。
在爆炸之前,有附近住户曾闻到刺鼻的瓦斯臭味,这说明当时瓦斯管道的泄漏的状况已经很严重了,在这种情况下,稍遇明火就会发生爆炸,但高雄没能躲过这次厄运。在确定发生瓦斯泄漏后,应该第一时间切断附近管道燃气供应,疏散附近民众再进行相关排查。
爆炸既已发生,悲剧无法挽回,那么,如果是家中发生泄漏,该怎么办?首先要做的是关闭天然气或煤气闸门,然后开窗透气,不要打开排气扇,更不要在屋中打电话,门铃、电灯等统统不能用,此时微小的电火花都会引发爆炸或火灾。
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