如何计算混合气体的爆炸极限

某混合气体，含可燃气体三种（氢气7.5%、甲烷3%、一氧化碳2%），含惰性气体两种（二氧化碳10%、氮气62%）和氧气15%，还有其他少量的杂质气体，请教大家如何计算该混合气体的爆炸极限？如何确定对该混合气体管道动火作业时置换合格的条件？

• 氢气的爆炸极限：4.0%～75.6%（体积分数）
• 甲烷的爆炸极限：5.0%～15.0%（体积分数）
• 一氧化碳的爆炸极限：12.5%～74.2%（体积分数）
• 可以使用“Le Chatelier公式”进行估算。
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计算混合气体的爆炸极限可以采用以下步骤：

1. 确认各可燃组分的爆炸极限数据。例如，氢气（LEL 4% - UEL 75%）、甲烷（LEL 5% - UEL 15%）、一氧化碳（LEL 12.5% - UEL 74%）。

2. 计算各可燃气体在混合气体中的比例：
   - 氢气：7.5%
   - 甲烷：3%
   - 一氧化碳：2%
   
3. 使用Le Chatelier’s law（勒夏特列原理）来估计混合物的整体LEL和UEL。公式为：
   \[
   LEL_{mix} = \frac{100}{\frac{C_1}{LEL_1} + \frac{C_2}{LEL_2} + \frac{C_3}{LEL_3}}
   \]
   其中 \( C_1, C_2, C_3 \) 分别是各可燃气体的体积百分比，\( LEL_1, LEL_2, LEL_3 \) 是各自的最低爆炸极限。
   
   \( UEL_{mix} \) 同理可得。

4. 将计算所得的LEL和UEL与氧气的比例相比较，判断混合气体是否处于可燃范围。

关于动火作业时的置换条件，通常要求将混合气体中的可燃成分稀释至安全水平下（一般低于其LEL）。通过向管道内充入惰性气体（如氮气或二氧化碳），降低可燃气体的浓度直至远离爆炸极限。检测混合气体中可燃气体的浓度，确保其值远低于LEL，以确保作业安全。

务必使用专业仪器对管道内气体进行实时监测，并严格遵守相关安全操作规范，确保安全作业。
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