VOCs環保治理設施有關廢氣爆炸極限的計算方法

首先介紹下什么是爆炸極限，可燃氣體在空氣中遇明火火種爆炸的最低濃度，稱之為爆炸下限（LEL—Lower Explosive Limit）；可燃氣體在空氣中遇明火火種爆炸的最高濃度，稱之為爆炸下限（UEL—Upper Explosive Limit）。

LEL和UEL的計算公式通常用于氣體或蒸汽混合物的爆炸性質分析: - LEL =(最低爆炸濃度)/(混合物中氣體總體積) - UEL =(最高爆炸濃度)/(混合物中氣體總體積)。對于兩種或多種可燃蒸氣混合物，如果已知每種可燃氣的爆炸極限，那么根據萊?夏特爾定律，可以算出與空氣相混合的氣體的爆炸極限。

然后，介紹下VOCs如何分級，根據 GB50058-2014《爆炸危險環境電力裝置設計規范》 第3.4.1條可知，分級是按最大試驗安全間隙MESG來判定的。見下圖

對于常見的氣體對應關系如下：

IIA ：甲烷、柴油等（數量多）

IIB ：乙烯、乙二醇等（數量多）；

IIC ：氫氣、乙炔、二硫化碳、硝酸乙酯、水煤氣

對于設備來講，氣體爆炸環境中，IIC的保護等級最高。

而對VOCs混合氣體，有關規定如下：

這里還要特別說明，對于含有像氮氣這樣的惰性組分的混合氣體,如果氮氣的體積小于5%，則氮氣MESG值取無窮大；如果氮氣的體積大于或等于5%，則氮氣MESG值取2。根據以上信息可算出結果。

綜上，我們總結，

1、并不是混合氣體只要含有氫氣就需要IIC級別。具體需要看氫氣的含量和其他氣體的含量。

2、混合氣體不能看作幾種獨立氣體來劃分。

3、但在工程實際中，更多時候是很難得到混合氣體的比例，且就算曉得某一設備內的混合氣體比列，待其進入下一段工藝，比列又變化了，不少同仁會選擇更嚴的防爆等級。

4、《爆規》的5.2.3條文說明中的計算方法引用的是NFPA497-2008。NFPA497從2012年版本升4級了方法，計算中增加了各組分氧氣消耗量的考量。目前《爆規》的計算更嚴格，但NFPA497新的計算方法更加符合實際。SH/T3413-2019《石油化工石油氣管道阻火器選用、檢驗及驗收標準》6.1條文說明也給出了混合氣體組別的計算方法，與NFPA497的新方法相同。