VOCs环保治理设施有关废气爆炸极限的计算方法

首先介绍下什么是爆炸极限，可燃气体在空气中遇明火火种爆炸的最低浓度，称之为爆炸下限（LEL—Lower Explosive Limit）；可燃气体在空气中遇明火火种爆炸的最高浓度，称之为爆炸下限（UEL—Upper Explosive Limit）。

LEL和UEL的计算公式通常用于气体或蒸汽混合物的爆炸性质分析: - LEL =(最低爆炸浓度)/(混合物中气体总体积) - UEL =(最高爆炸浓度)/(混合物中气体总体积)。对于两种或多种可燃蒸气混合物，如果已知每种可燃气的爆炸极限，那么根据莱•夏特尔定律，可以算出与空气相混合的气体的爆炸极限。

然后，介绍下VOCs如何分级，根据 GB50058-2014《爆炸危险环境电力装置设计规范》 第3.4.1条可知，分级是按最大试验安全间隙MESG来判定的。见下图

对于常见的气体对应关系如下：

IIA ：甲烷、柴油等（数量多）

IIB ：乙烯、乙二醇等（数量多）；

IIC ：氢气、乙炔、二硫化碳、硝酸乙酯、水煤气

对于设备来讲，气体爆炸环境中，IIC的保护等级最高。

而对VOCs混合气体，有关规定如下：

这里还要特别说明，对于含有像氮气这样的惰性组分的混合气体,如果氮气的体积小于5%，则氮气MESG值取无穷大；如果氮气的体积大于或等于5%，则氮气MESG值取2。根据以上信息可算出结果。

综上，我们总结，

1、并不是混合气体只要含有氢气就需要IIC级别。具体需要看氢气的含量和其他气体的含量。

2、混合气体不能看作几种独立气体来划分。

3、但在工程实际中，更多时候是很难得到混合气体的比例，且就算晓得某一设备内的混合气体比列，待其进入下一段工艺，比列又变化了，不少同仁会选择更严的防爆等级。

4、《爆规》的5.2.3条文说明中的计算方法引用的是NFPA497-2008。NFPA497从2012年版本升4级了方法，计算中增加了各组分氧气消耗量的考量。目前《爆规》的计算更严格，但NFPA497新的计算方法更加符合实际。SH/T3413-2019《石油化工石油气管道阻火器选用、检验及验收标准》6.1条文说明也给出了混合气体组别的计算方法，与NFPA497的新方法相同。