實驗室安全干貨——氫氣發(fā)生器篇

從清華大學何添樓事故談起
2015年12月18日上午，隨著一聲聲，清華大學化學系何添樓二樓區(qū)域多間實驗室起火并冒出濃煙，過火面積80平米，清華博士后孟祥當場身亡，20日下午，海淀公安分局向化學系實驗室事故的身故者家屬通報了事故現(xiàn)場勘查結果及初步結論：事故原因系實驗室所用氫氣瓶意外、起火。
據悉氫氣鋼瓶點距離孟博士后的操作臺兩三米處，鋼瓶底部。鋼瓶原長度大概一米，后只剩上半部大概40公分，而鋼瓶厚度為一公分，可見當時威力巨大，每年有關氫氣瓶的事故層出不窮，使得人們不得不警惕使用氫氣瓶的安全性。
氫氣氣瓶的探討
為何氫氣威力大風險高？要探討這個問題，要了解發(fā)生的基本條件。考慮到氫氣具有易燃易爆的性質，大多數(shù)氫氣氣瓶往往是因泄漏導致的化學居多數(shù)，或是因為物理引發(fā)的更具威力的化學，氫氣在空氣中點燃可能發(fā)生，按理論計算，氫氣極限是4.0%～75.6%（體積濃度），意思是如果氫氣在空氣中的體積濃度在4.0%～75.6%之間時，遇火源就會，而當氫氣濃度小于4.0%或大于75.6%時，即使遇到火源，可能會發(fā)生燃燒但是不會。
一般來說，氫氣要達到兩個條件，除了上述的要滿足氫氣的極限，還要施加靜電、明火或幾百攝氏度高溫，以達到小點火能，小點火能量(MIE)即在標準程序下，能夠將易燃物質與空氣或氧氣混合物點燃的小能量。盡管氫氣的自燃點比天然氣、汽油等都要高，但它所需要的點火能量卻很低，低可以低至0.020mJ（氫氣的小點火能是在濃度為25%-30%的情況下得到的）。0.020mJ是什么概念呢？化纖衣服摩擦產生的靜電、未熄滅的煙蒂甚至汽車尾氣等，其能量都可能超過這一數(shù)值。
滿足小點火能和極限這兩個條件，氫氣才有可能發(fā)生化學。因為氫氣的小點火能低，極限范圍寬，下限低，同時氫氣又具有高熱值，所以氫氣極易發(fā)生且威力巨大。