鉛酸電池充電房間內釋放氫氣能不能達到爆炸極限
在可逆反應中“平衡移動原理”作為一個可定性預測化學平衡點的基本原理,其基本主旨可理解為如果改變可逆反應的條件(如濃度、壓強、溫度、電壓等)化學平衡就會被破壞,并向減弱這種改變的方向移動。在工業動力電瓶的充電過程中外界向電池充電,隨著主反應的不斷進行電能不斷被存儲,主反應的生成物越來越多。根據“平衡移動原理”原理,主反應的反應速率將會降低,然而此時外加充電電流不變,蓄電池接受的電能不變,則更多的電能去參與副反應發生,因此電解水反應的速率會逐步提高,伴隨著產生大量的逸散氫氣。在極限情況下,鉛酸電池充滿電后若繼續對蓄電池進行充電,則電能會全部用來電解水,而不再被蓄電池吸收轉化成能量進行儲存,這樣可通過電離方程式及單位換算計算出該部分能量轉化產生的逸散氫氣量。
即 1Ah 電量全部用于電解水可以電析出體積為 0.418L 的氫氣。以實際電瓶容量最大公約數 100Ah 計算整個充電周期內產氫量。
根據物質守恒和能量守恒定律,結合現場測量記錄可認為充電過程中損失的電解液主要是電解水的副反應,受熱蒸發量微乎其微。以目前在用電池容量最大公約數 100Ah 為例,在整個充電周期內,按照損失的水完全來源于電解水來計算氫氣的逸氫量。
綜上在一定條件下,單位容量為100Ah的蓄電池在充電周期內損失約4mL水,同時生成5L的氫氣。
通過上述計算可得出在一個充電周期內能夠產生的最大氫氣體積,再根據氫氣 4.0%的爆炸下限,可以計算出該體積氫氣能夠達到爆炸下限所需空間體積的最大值。
叉車充電過程中泄漏溢出產生的氫氣,是一種可燃易爆氣體,如果濃度過高會對車間造成安全隱患,按照《中華人民共和國安全生產法》,需安裝可燃氣體報警器(檢測氫氣),對于氫氣濃度的檢測有多種檢測原理,如催化燃燒式(0-100%LEL)、電化學式(0-1000ppm),催化燃燒式檢測原理測的是可燃氫氣的爆炸下限,報警低報值不高于20%LEL。高報值為50%LEL,對于叉車充電車間設置防爆型可燃氣體檢測即可。