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處理天然氣洩漏,噴水稀釋!並不是天然氣溶於水,而是下列原因。
首先,天然氣無色,比空氣輕,不溶於水。
但是,噴水稀釋來處理天然氣洩漏卻是消防人員常用的手段,為什麼呢?
一、水是常用的消防滅火劑
水是自然界中分佈最廣、最廉價的滅火劑,由於水具有較高的比熱(4.186J/g℃)和潛化熱(2260J/g),因此在滅火中其冷卻作用十分明顯,其滅火機理主要依靠冷卻和窒息作用進行滅火。水滅火劑的主要缺點是產生水漬損失和造成汙染、不能用於帶電火災的撲救。
除了許多不能用水當作滅火劑的地方,水是最常用的滅火劑。
二、利用水流帶動空氣流動,洩露的天然氣盡快揮發,使空氣中的天然氣濃度降低到爆炸臨界點以下,透過水霧降低單位體積天然氣的濃度
在空氣中,天然氣的濃度只要達到5-15%就會爆炸。 根據爆炸極限的計算公式可以看出:Lm=100/(V1/L1+V2/L2+……+Vn/Ln)
式中Lm——混合氣體爆炸極限,%;
L1、L2、L3——混合氣體中各組分的爆炸極限,%;
V1、V2、V3——各組分在混合氣體中的體積分數,%
當水形成水霧在空氣中就會佔有一定的體積,天然氣的體積分數就會變小,從而使空氣中天然氣的濃度不在爆炸極限值範圍內。
三、利用水沖水可以降溫,隔離氧氣,阻隔週邊的熱源
天然氣是一種易燃易爆氣體,和空氣混合後,溫度只要達到550℃就燃燒,噴水可以直到降溫、隔離氧氣,和阻斷熱源的作用。
這下,你明白了嗎?
我們先看這麼一幅圖
這個情況其實很多人應該都不陌生,夏天的時候,很多加油站都會噴霧。
這顯然不是為了好看,又不是拍電影,而是為了安全。最重要的目的,就是防火。那麼問題來了,噴這點霧,就能防火了嗎?
實際上,加油站這樣的地方,因為最主要的可燃物是汽油,非常容易揮發,夏天的氣溫比較高,所以大量可燃的汽油都成了氣體,這其實就跟題裡面問的天然氣很像了。
為什麼要用水霧去稀釋呢?
主要是為了防爆。氣體要想爆炸,是存在一個濃度範圍的,比如題中所說的天然氣,主要成分是甲烷,它在空氣中的爆炸極限值是5-16%,太少了,就炸不起來。
爆炸所需的氧化劑是氧氣,水雖然不能溶解天然氣,也不能用來給天然氣滅火,但是它可以起到一個重要的作用,降低天然氣的濃度。因為這是一個敞開體系,也就是說氣壓基本保持不變,那麼大量摻進來的水蒸氣,就會裹挾著甲烷氣體擴散到其他地方,不會在區域性形成處於爆炸極限範圍內的情況。
用水進行稀釋,一方面是因為簡單、便宜,而且不會導致人受害,假如用氮氣或者二氧化碳,雖然也能起到稀釋、阻爆的作用,但是區域性造成氮氣或二氧化碳濃度太大,對人的身體是不利的,尤其是二氧化碳,只要在空氣中濃度超過1%,我們人類就已經明顯不適應了。
還有一點就是,水雖然不能溶解甲烷,可是能溶解其他一些成分,比如氨氣、硫化物之類的,它們雖然不會那麼容易炸,但有毒或者刺激性,對人體健康不利,所以從這個角度來說,也是非常有必要的。
再有一個問題,氣體分子其實是在相互摩擦的,氣體又都是絕緣體,那也就是說,在摩擦的過程中,會積累電荷,放電的時候,就會——嘭……水蒸氣的加入,可以有效地降低這個電荷累積帶來的風險。