2.4.5 尾气的爆炸性与防爆
由前述，合成尿素所用的原料CO2气体，来自氨厂脱碳工序，按Snam氨汽提工艺物料平衡表数据，CO2气中含惰气(N2、H2等气体)不到1％(约0.8％)，此外，尿素生产中为了防止尿液对装置不锈钢材的腐蚀，在原料CO2气中还加入了部分空气(仅为总CO2气量的0.37％)，以保持一定的O2含量；同时带入了N2气。当然原料液氨中也会含有微量的N2、H2和CH4等惰性气体。这里之所以称为惰性气体(是H2、CH4、He、Ar和N2等的混合气体)，是因为它们与尿素生成过程无关，因此它们必须与过剩空气一起放空(它们将主要通过中压惰气洗涤塔C103顶部排放烟囱排放，Snam物料平衡数据为620kg／h)。只有很少量通过低压惰气洗涤塔C104顶部排放(10kg／h)。现在需要讨论的是：该排放尾气是否有爆炸的危险?
人们知道，要产生爆炸，必须具有两个必要而充分的条件，即存在着爆炸性组分的气体混合物，同时又要有“着火”能源(如静电火花、绝热压缩等)，否则爆炸是不会发生的。
与尿素生产有关的某些可燃组分在常压和常温下的爆炸极限见表2-7。
上表是爆炸性气体单独在空气或氧气中的情况，如果混合气体中可燃组分的含量在上表规定的范围内，那么这一可燃组分与纯氧或干燥空气的混合气体可认为有“潜在的爆炸危险”。
对于混合气体，如果同时存在几种不同的可燃组分。其爆炸极限可按理·查特理提出的如下公式计算：
式中 L——可燃混合气体的爆炸极限，％；
Pi——在可燃混合气体中，每一可燃组分的体积分数，％(不考虑惰气或空气)；
那么
Ni——组分i的爆炸极限。
例：假设有一气体混合物，其体积分数如下
ψ(CH4)＝50％
ψ(NH3)＝20％
ψ(干空气)＝30％
要确定该混合气体是否为爆炸性气体混合物，参照理，查特理法，必须考虑没有空气存在时的可燃性混合气体的组成。
假设以100kmol为基准，可燃混合气体是由50kmolCH4和20kmolNH3构成。
其相对体积百分数是：
现在计算此混合气体的爆炸上下限：
在空气中爆炸下限
LLA＝100／(71.4／5＋28.6／15.5)＝6.2％(体积)
在空气中爆炸上限
LHA＝100／(71.4／15＋28.6／27)＝17.18％(体积)
如果可燃气体的实际组成在6.2％～17.18％(体积)范围内，即意味着此混合....
