可燃物の爆発について
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先輩の皆さん、質問があります。架空のケースですが、大まかな流れはこうです。天然ガス（1時間あたり7千立方メートル以上という大量）が容器Aに送られ、その容器Aは中間容器Bを経由して放散用のトーチに接続されています。最初は天然ガスと主酸素が混ざり合って正常に燃焼していましたが、現在は異常が発生しシステムが停止し、主酸素が供給停止されました。補助酸素（量は少なく、約200程度）は依然として天然ガスと混ざり合った状態です。もしこれら2つが燃焼しない場合、主酸素を再供給するまでの時間が長すぎると爆発する可能性はありますか？なぜですか？私が考えるに、最初に車から飛び出すと、窒素が入ってきてしばらくすると熱の一部を奪っていきますが、天然ガスにはまだ熱が流れ続けており、この流れは循環しているのです。そんな状態でどうやって爆発するのでしょうか。爆発というのは瞬間的な圧力の急上昇ではないのでしょうか。循環している状態でどうやって急上昇するのでしょうか？トーチに大量の酸素と天然ガスを入れると爆発するのでしょうか？この質問について知りたいのですが、もし爆発についてある程度理解している方がいれば、ついでに説明していただけると助かります。ありがとうございます！
この投稿は最終的にHansonwenによって2018年7月23日15時29分に編集されました。1) 火炬内の可燃性混合気の燃焼・爆発の危険性を明らかにするために、まずは常温・常圧下における各火炬ガスの主要成分の爆発下限値（LEL）を調べる必要があります；さらに、レ・シャテリエの式を用いて、元の混合可燃ガスの燃焼爆発特性を分析する。トーチガスの可燃成分は主にメタン、エチレン、エタン、水素です。複数の可燃性ガスからなる混合ガスの爆発限界は、各成分の爆発限界に基づいて計算することができる。レ・シャテリエの法則を用いて、元の混合可燃ガスの爆発限界を計算する式は次の通りである：Lm=100/(φ1/L1+φ2/L2++φ3/L3) ここで、Lmは爆発性混合ガスの爆発限界（％）であり、L1、L2、L3はそれぞれ混合ガスの各成分の爆発限界（％）である；φ1、φ2、φ3はそれぞれ混合気中の各成分の濃度（%v）である。したがって、計算によるとトーチ混合気の爆発下限はA％である。 2) 装置の各部から排出される混合気の爆発下限値が非常に低い場合、工程内で可燃成分の濃度を制御することによって燃焼爆発のリスクを排除することは、基本的に困難である。したがって、通常は限界酸素濃度（LOC、Limiting Oxygen Concentration）を制御する方法で燃焼爆発の発生を抑制する。 可燃性ガスの限界酸素濃度を計算するには、ガスの組成を単純化して処理し、可燃性ガスの成分比率のみを考慮し、複数の可燃性ガス濃度を正規化する必要がある。 各可燃成分のLOC値は、GB/T27862-2011「化学物質の危険性分類試験方法 ガス及びガス混合物の燃焼潜在力と酸化能力」の5.1項の表5に基づいて決定される。 混合可燃ガスの限界酸素含有量は、次の式で求めることができる：
（LOC）mixt. = ∑[XiRi / ∑XiRi/(LOC)i]
ここで：
（LOC）mixt —— 混合可燃ガスの限界酸素含有量
（LOC）i —— 各可燃ガスの限界酸素含有量
* —— 可燃ガスの組成におけるモル分率または体積分率
Ri —— 1molのある可燃ガス成分が完全に燃焼する際に消費される酸素分子のモル数
Li —— ある可燃ガス成分の爆発下限
上式により、排出される混合ガスの限界酸素濃度はB％となる。 上記の計算により、現在のトーチからの排出ガスの爆発下限はA％、極限酸素濃度（LOC）はB％であることがわかる。主酸素を投入した後の混合ガスの酸素濃度がC％であり、C％が限界酸素濃度B％よりもはるかに低いと判断されれば、主酸素を投入した後のトーチガスには燃焼・爆発のリスクはないと判断できる；逆に、爆発の危険が生じます。
（LOC）mixt. = ∑[XiRi / ∑XiRi/(LOC)i]
ここで：
（LOC）mixt —— 混合可燃ガスの限界酸素含有量
（LOC）i —— 各可燃ガスの限界酸素含有量
* —— 可燃ガスの組成におけるモル分率または体積分率
Ri —— 1molのある可燃ガス成分が完全に燃焼する際に消費される酸素分子のモル数
Li —— ある可燃ガス成分の爆発下限
上式により、排出される混合ガスの限界酸素濃度はB％となる。 上記の計算により、現在のトーチからの排出ガスの爆発下限はA％、極限酸素濃度（LOC）はB％であることがわかる。主酸素を投入した後の混合ガスの酸素濃度がC％であり、C％が限界酸素濃度B％よりもはるかに低いと判断されれば、主酸素を投入した後のトーチガスには燃焼・爆発のリスクはないと判断できる；逆に、爆発の危険が生じます。
以前、私たちも同様の作業条件のプロジェクトがあり、安全評価を行うために安工院に依頼しました。その方法は上記の通りです