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henianzhi金蟲 (小有名氣)
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[求助]
實(shí)驗(yàn)室發(fā)生爆炸，求助解決方案
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各位蟲友： 今天在管式反應(yīng)爐中還原金屬氧化物，通了一會(huì)兒氫氣（純氫），就發(fā)生了爆炸事故，管式爐沒有任何加熱，也沒有熱源。由于實(shí)驗(yàn)室經(jīng)費(fèi)有限，管式爐兩端是用橡膠塞封口通氣。 請問：發(fā)生爆炸事故，是否是因?yàn)槲彝儦洌繎?yīng)該換成5%氫氮混合氣？氫氣的爆炸極限為4％~72.4％，在這個(gè)范圍內(nèi)，沒有熱源也會(huì)爆炸，向各位蟲友求救！謝謝！ [ 來自科研家族 快樂檢索 ] |
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40樓2014-09-05 01:37:50
evildran
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【答案】應(yīng)助回帖
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dy322112(金幣+5): 說得很好！ 2011-11-16 12:08:11
henianzhi(金幣+5): 2011-12-09 11:55:49
dy322112(金幣+5): 說得很好！ 2011-11-16 12:08:11
henianzhi(金幣+5): 2011-12-09 11:55:49
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沒有熱源不會(huì)爆炸，沒有氧氣也不會(huì)爆炸。 你的操作理論上可行（管式爐中通純氫對(duì)金屬氧化物進(jìn)行還原），但實(shí)際上存在問題：1.是否能保證密閉（無氧氣進(jìn)入），如果有氧氣進(jìn)入，爐膛內(nèi)存在爆炸可能，如果有氫氣泄漏到較小空間中，爐外有爆炸可能；2. 是否能控制還原速度，氫氣還原金屬氧化物是一個(gè)放熱反應(yīng)，如果你放到管式爐中的金屬氧化物多（或者密度大）的話，很容易大量放熱。 因此，當(dāng)你不能控制體系密閉和還原速度的時(shí)候，爆炸的可能性就提高了。希望沒有造成人員傷害，今后做類似有危險(xiǎn)性存在的實(shí)驗(yàn)室，還是多和導(dǎo)師和有經(jīng)驗(yàn)的人商量。 |
5樓2011-11-15 16:40:00
evildran
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你考慮的很細(xì)致，不過有點(diǎn)歪了，“......，氫氣跟管路摩擦造成爆炸”這個(gè)，有待商榷。我之前說的“沒有熱源不會(huì)爆炸”，看來在你這里還不見得對(duì)，如果你做Pt，應(yīng)該知道19世紀(jì)初， H. Davy 就發(fā)現(xiàn)室溫下Pt可以催化H2與空氣的氧化反應(yīng)。所以，造成爆炸的原因可能真是因?yàn)槟汩_始沒有將管內(nèi)空氣排凈。 其實(shí)你沒必要繼續(xù)考察純氫是否可行，理論是100%可行，學(xué)過化學(xué)的人都敢給你保證，只有H2不會(huì)爆炸！但，實(shí)際上很少會(huì)有人這么干，至少你是我聽到的第一個(gè)（初中的實(shí)驗(yàn)課：氫氣還原氧化銅制金屬銅，似乎是這么做的）。 你可以：1.改用稀釋H2（如5%H2/Ar，或者其他濃度的H2/Ar，H2/N2，有錢的話H2/He也行）；2. 更換還原裝置：搭建一套可控溫的立式加熱爐，制作u型盛料管。還有一個(gè)辦法：如果你們實(shí)驗(yàn)室有TPR/TPD的話，關(guān)閉檢測器，直接在TPR模式下操作即可。 |
18樓2011-11-15 20:34:05
山幽
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2樓2011-11-15 15:46:54
山幽
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dy322112(金幣+5): 多謝分析 2011-11-16 12:08:33
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henianzhi(金幣+10): 2011-12-09 11:55:30
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1.你做的是什么金屬氧化物？ 2.有可能你的裝置的氣密性存在問題，如果存在問題，這樣操作很危險(xiǎn)，在通氫氣之前必須要檢查管式爐的氣密性。 3.如果氣密性良好的情況下，你可以先用純N2將管式爐中的空氣在室溫的情況下置換完畢，再通純H2，實(shí)驗(yàn)結(jié)束降溫階段，最好也切換成N2氣氛降溫。 4.個(gè)人認(rèn)為純H2操作比較危險(xiǎn)，應(yīng)該配備一定比例的H2Ar混合氣。 |
6樓2011-11-15 17:01:14
henianzhi
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前輩，謝謝您的指導(dǎo)，我的管式爐，石英管是購買的，一、石英管兩端用橡膠塞密封，我認(rèn)為只要我通氣體，管內(nèi)的壓強(qiáng)>外面的（空氣），空氣是不會(huì)進(jìn)入管內(nèi)，我想就算是橡膠塞漏氣，漏到空氣中，但實(shí)驗(yàn)室空間大，沒有明火，也不會(huì)爆炸，實(shí)驗(yàn)室有通風(fēng)櫥。二、您說的金屬氧化物還原會(huì)放熱，我每次做的催化劑量很小，同時(shí)氫氣在流通帶出熱量，這個(gè)應(yīng)該沒問題。前輩說要同惰性氣體。我想這次爆炸事故，可能是由于我沒有先用惰性氣體把館內(nèi)的空氣排盡，直接通純氫，氫氣跟管路摩擦造成爆炸。（沒有任何熱源，管式爐也沒有啟動(dòng)加熱），前輩，您說我先用惰性氣體把管內(nèi)的空氣排盡后，再通純氫會(huì)存在爆炸的可能嗎？爆炸要有助燃?xì)鈼顓⑴c。盼望您的指點(diǎn)，說說您在還原金屬氧化物的操作，可以么？謝謝了 |
7樓2011-11-15 17:09:55
henianzhi
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