一种惰性气体流量控制方法及系统

摘要

本发明公开了一种惰性气体流量控制方法，其中的惰性气体用于稀释电石遇湿时释放的乙炔气体浓度，该方法包括如下步骤：向电石粉尘的气相空间内通入一定体积的相对湿度达到预定值的潮湿空气，记录此过程的反应数据，根据记录结果确定乙炔气体释放速率与潮湿空气相对湿度变化关系；基于乙炔气体释放速率与潮湿空气相对湿度变化关系，计算出在电石粉尘与潮湿空气接触区域内稀释乙炔气体浓度的保护性惰性气体进气流量，从而完成对电石粉尘遇湿释放乙炔具有火灾安全隐患的控制。本发明为电石遇湿易燃危险性区域及装置的火灾爆炸安全防控提供理论依据，随着我国电石相关企业生产安全技术的逐渐完善，在电石生产企业中有相当的应用推广价值。

权利要求

1.一种惰性气体流量控制方法，其中的惰性气体用于稀释电石遇湿时释放的乙炔气体浓度，该方法特征在于，所述流量控制方法包括如下步骤：乙炔释放量获取步骤，向电石粉尘的气相空间内通入一定体积的相对湿度达到预定值的潮湿空气，记录此过程的反应数据，根据记录结果确定乙炔气体释放速率与潮湿空气相对湿度变化关系；

保护气体流量控制步骤，基于所述乙炔气体释放速率与潮湿空气相对湿度变化关系，计算出在电石粉尘与潮湿空气接触区域内稀释乙炔气体浓度的保护性惰性气体进气流量，从而完成对电石粉尘遇湿释放乙炔具有火灾安全隐患的控制，其中，包括：相关参数获取步骤，确定电石粉尘与潮湿空气接触区域的空间体积、以及气相空间内当前潮湿空气相对湿度值；

进气流量计算步骤，利用所述乙炔气体释放速率与潮湿空气相对湿度变化关系、所述电石粉尘与潮湿空气接触区域的空间体积、以及预设的惰性气体保护流量系数，得到惰性气体进气流量的计算公式，基于此计算出当前潮湿空气相对湿度下保护惰性气体的需求量，其中，利用如下表达式表示惰性气体进气流量的计算公式：其中，Q表示所述惰性气体进气流量，ε表示所述惰性气体保护流量系数， r表示乙炔气体释放速率， 表示气相空间内当前潮湿空气相对湿度值，a、b表示乙炔气体释放速率随潮湿空气相对湿度变化曲线的拟合系数，V表示电石粉尘与潮湿空气接触区域的空间体积。

2.根据权利要求1所述的流量控制方法，其特征在于，在所述乙炔释放量获取步骤中，进一步包括，

相对湿度变化表征步骤，绘制气相空间内的相对湿度降低量随时间变化关系曲线，利用该曲线表征单位时间内乙炔气体的增加量；

乙炔气体释放速率表征步骤，获取气相空间的相对湿度降低量随时间变化曲线中的每个数据点的斜率，进一步绘制乙炔气体释放速率随潮湿空气相对湿度变化曲线，并将该曲线进行拟合，得到乙炔气体释放速率随潮湿空气相对湿度变化关系。

3.根据权利要求2所述的流量控制方法，其特征在于，在所述相对湿度变化表征步骤中，进一步包括：利用电石粉尘接触潮湿空气的相对湿度降低量正比于乙炔气体的增加量的关系，将气相空间内相对湿度降低量随时间变化曲线进行线性拟合，得到潮湿空气相对湿度降低量即乙炔气体的增加量随时间变化关系，并用如下表达式表示：V'＝a0ln(t)‑b0

其中，V'表示潮湿空气中乙炔气体的增加量，t表示时间，a0、b0表示所述相对湿度降低量随时间变化曲线的拟合系数。

4.一种惰性气体流量控制系统，其中的惰性气体用于稀释电石遇湿时释放的乙炔气体浓度，该系统特征在于，所述流量控制系统包括：乙炔释放量获取模块，其向电石粉尘的气相空间内通入一定体积的相对湿度达到预定值的潮湿空气，记录此过程的反应数据，根据记录结果确定乙炔气体释放速率与潮湿空气相对湿度变化关系；

保护气体流量控制模块，其基于所述乙炔气体释放速率与潮湿空气相对湿度变化关系，计算出在电石粉尘与潮湿空气接触区域内稀释乙炔气体浓度的保护性惰性气体进气流量，从而完成对电石粉尘遇湿释放乙炔具有火灾安全隐患的控制，所述保护气体流量控制模块进一步包括：

相关参数获取单元，其确定电石粉尘与潮湿空气接触区域的空间体积、以及气相空间内当前潮湿空气相对湿度值；

进气流量计算单元，其利用所述乙炔气体释放速率与潮湿空气相对湿度变化关系、所述电石粉尘与潮湿空气接触区域的空间体积、以及预设的惰性气体保护流量系数，得到惰性气体进气流量的计算公式，基于此计算出当前潮湿空气相对湿度下保护惰性气体的需求量，其中，在所述保护气体流量控制模块中，利用如下表达式表示惰性气体进气流量的计算公式：

其中，Q表示所述惰性气体进气流量，ε表示所述惰性气体保护流量系数， r表示乙炔气体释放速率， 表示气相空间内当前潮湿空气相对湿度值，a、b表示乙炔气体释放速率随潮湿空气相对湿度变化曲线的拟合系数，V表示电石粉尘与潮湿空气接触区域的空间体积。

5.根据权利要求4所述的流量控制系统，其特征在于，所述乙炔释放量获取模块进一步包括：

相对湿度变化表征单元，其绘制气相空间内的相对湿度降低量随时间变化关系曲线，利用该曲线表征单位时间内乙炔气体的增加量；

乙炔气体释放速率表征单元，其获取气相空间的相对湿度降低量随时间变化曲线中的每个数据点的斜率，进一步绘制乙炔气体释放速率随潮湿空气相对湿度变化曲线，并将该曲线进行拟合，得到乙炔气体释放速率随潮湿空气相对湿度变化关系。

6.根据权利要求5所述的流量控制系统，其特征在于，在所述相对湿度变化表征单元中，其进一步利用电石粉尘接触潮湿空气的相对湿度降低量正比于乙炔气体的增加量的关系，将气相空间内相对湿度降低量随时间变化曲线进行线性拟合，得到潮湿空气相对湿度降低量即乙炔气体的增加量随时间变化关系，并用如下表达式表示：V'＝a0ln(t)‑b0

其中，V'表示潮湿空气中乙炔气体的增加量，t表示时间，a0、b0表示所述相对湿度降低量随时间变化曲线的拟合系数。

说明书

一种惰性气体流量控制方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及化学工程领域，尤其是涉及一种用于稀释电石遇湿时释放乙炔的惰性气体流量控制方法及系统。

背景技术

[0002] 电石由焦炭和石灰高温电解熔炼而成，广泛应用于合成苯、橡胶、聚氯乙烯、聚乙炔等有机化工产品的生产，属于第4.3类遇湿易燃物品，遇水能迅速反应生成乙炔。乙炔在
空气中的爆炸极限为2.3～81％，点火能量仅为0.019mJ，极易被引燃。因此，电石遇湿后具
有火灾爆炸的安全隐患，甚至造成严重的火灾爆炸事故。

[0003] 根据引起火灾的三要素，结合电石的遇湿危险性，分析电石遇潮湿空气释放乙炔气体发生火灾爆炸的基本要素主要有电石、助燃气体、水/潮湿空气、点火源及密闭空间等，
预防措施应从消除上述构成要素进行考虑，结合电石生产装置的实际情况，综合分析降低
乙炔气体浓度最经济、最有效的方法就是用保护性惰性气体对可能生成乙炔的区域或设备
进行惰性气体的稀释。其中，最常用的惰性气体为氮气，具体地，用氮气将乙炔在气相空间
的浓度稀释至爆炸下限以下，这对于保障电石企业的生产安全具有非常重要的意义。

[0004] 电石生产过程中需要将电石炉中生成的电石块进行破碎处理，国内大部分企业在电石破碎过程中都安装了除尘系统，电石除尘系统作为减少电石出炉过程的粉尘危害，保
障除尘工人职业健康起到关键作用。然而，由于粉尘中含有未反应完全的电石，且电石炉中
一氧化碳与氢气可能随电石出炉过程而部分带出，导致电石除尘系统有一定的燃爆危险。

[0005] 目前，国内针对电石生产过程的安全也做了一定的工作，形成了相关标准，但是常用标准仅是针对电石生产提出了一些规范要求，指出了电石生产过程中存在的危险性，没
有相关针对电石生产危险特性的安全防控措施要求，无法适应目前电石行业日新月异的生
产工艺要求。因此，开展电石粉尘爆炸危险特性和对策研究，提出安全防控措施建议，对于
保障电石生产安全和企业员工身心监控具有非常重要的意义。

发明内容

[0006] 为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种惰性气体流量控制方法，其中的惰性气体用于稀释电石遇湿时释放的乙炔气体浓度，所述流量控制方法包括如下步骤：
乙炔释放量获取步骤，向电石粉尘的气相空间内通入一定体积的相对湿度达到预定值的潮
湿空气，记录此过程的反应数据，根据记录结果确定乙炔气体释放速率与潮湿空气相对湿
度变化关系；保护气体流量控制步骤，基于所述乙炔气体释放速率与潮湿空气相对湿度变
化关系，计算出在电石粉尘与潮湿空气接触区域内稀释乙炔气体浓度的保护性惰性气体进
气流量，从而完成对电石粉尘遇湿释放乙炔具有火灾安全隐患的控制。

[0007] 优选地，在所述保护气体流量控制步骤中，进一步包括：相关参数获取步骤，确定电石粉尘与潮湿空气接触区域的空间体积、以及气相空间内当前潮湿空气相对湿度值；进
气流量计算步骤，利用所述乙炔气体释放速率与潮湿空气相对湿度变化关系、所述电石粉
尘与潮湿空气接触区域的空间体积、以及预设的惰性气体保护流量系数，得到惰性气体进
气流量的计算公式，基于此计算出当前潮湿空气相对湿度下保护惰性气体的需求量。

[0008] 优选地，在所述保护气体流量控制步骤中，利用如下表达式表示惰性气体进气流量的计算公式：

[0009]

[0010] 其中，Q表示所述惰性气体进气流量，ε表示所述惰性气体保护流量系数，r表示乙炔气体释放速率，表示气相空间内当前潮湿空气相对湿度值，a、b表示
乙炔气体释放速率随潮湿空气相对湿度变化曲线的拟合系数，V表示电石粉尘与潮湿空气
接触区域的空间体积。

[0011] 优选地，在所述乙炔释放量获取步骤中，进一步包括，相对湿度变化表征步骤，绘制气相空间内的相对湿度降低量随时间变化关系曲线，利用该曲线表征单位时间内乙炔气
体的增加量；乙炔气体释放速率表征步骤，获取气相空间的相对湿度降低量随时间变化曲
线中的每个数据点的斜率，进一步绘制乙炔气体释放速率随潮湿空气相对湿度变化曲线，
并将该曲线进行拟合，得到乙炔气体释放速率随潮湿空气相对湿度变化关系。

[0012] 优选地，在所述相对湿度变化表征步骤中，进一步包括：利用电石粉尘接触潮湿空气的相对湿度降低量正比于乙炔气体的增加量的关系，将气相空间内相对湿度降低量随时
间变化曲线进行线性拟合，得到潮湿空气相对湿度降低量即乙炔气体的增加量随时间变化
关系，并用如下表达式表示：

[0013] V'＝a0ln(t)‑b0

[0014] 其中，V'表示潮湿空气中乙炔气体的增加量，t表示时间，a0、b0表示所述相对湿度降低量随时间变化曲线的拟合系数。

[0015] 另一方面，提供了一种惰性气体流量控制系统，其中的惰性气体用于稀释电石遇湿时释放的乙炔气体浓度，所述流量控制系统包括：乙炔释放量获取模块，其向电石粉尘的
气相空间内通入一定体积的相对湿度达到预定值的潮湿空气，记录此过程的反应数据，根
据记录结果确定乙炔气体释放速率与潮湿空气相对湿度变化关系；保护气体流量控制模
块，其基于所述乙炔气体释放速率与潮湿空气相对湿度变化关系，计算出在电石粉尘与潮
湿空气接触区域内稀释乙炔气体浓度的保护性惰性气体进气流量，从而完成对电石粉尘遇
湿释放乙炔具有火灾安全隐患的控制。

[0016] 优选地，所述保护气体流量控制模块进一步包括：相关参数获取单元，其确定电石粉尘与潮湿空气接触区域的空间体积、以及气相空间内当前潮湿空气相对湿度值；进气流
量计算单元，其利用所述乙炔气体释放速率与潮湿空气相对湿度变化关系、所述电石粉尘
与潮湿空气接触区域的空间体积、以及预设的惰性气体保护流量系数，得到惰性气体进气
流量的计算公式，基于此计算出当前潮湿空气相对湿度下保护惰性气体的需求量。

[0017] 优选地，在所述保护气体流量控制模块中，利用如下表达式表示惰性气体进气流量的计算公式：

[0018]

[0019] 其中，Q表示所述惰性气体进气流量，ε表示所述惰性气体保护流量系数，r表示乙炔气体释放速率，表示气相空间内当前潮湿空气相对湿度值，a、b表示
乙炔气体释放速率随潮湿空气相对湿度变化曲线的拟合系数，V表示电石粉尘与潮湿空气
接触区域的空间体积。

[0020] 优选地，所述乙炔释放量获取模块进一步包括：相对湿度变化表征单元，其绘制气相空间内的相对湿度降低量随时间变化关系曲线，利用该曲线表征单位时间内乙炔气体的
增加量；乙炔气体释放速率表征单元，其获取气相空间的相对湿度降低量随时间变化曲线
中的每个数据点的斜率，进一步绘制乙炔气体释放速率随潮湿空气相对湿度变化曲线，并
将该曲线进行拟合，得到乙炔气体释放速率随潮湿空气相对湿度变化关系。

[0021] 优选地，在所述相对湿度变化表征单元中，其进一步利用电石粉尘接触潮湿空气的相对湿度降低量正比于乙炔气体的增加量的关系，将气相空间内相对湿度降低量随时间
变化曲线进行线性拟合，得到潮湿空气相对湿度降低量即乙炔气体的增加量随时间变化关
系，并用如下表达式表示：

[0022] V'＝a0ln(t)‑b0

[0023] 其中，V'表示潮湿空气中乙炔气体的增加量，t表示时间，a0、b0表示所述相对湿度降低量随时间变化曲线的拟合系数。

[0024] 与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

[0025] 本发明提供了一种用于稀释电石遇湿时释放乙炔的保护惰性气体流量控制方法，为电石遇湿易燃危险性区域及装置的火灾爆炸安全防控提供理论依据，对从事电石生产的
企业有一定的需求。随着我国电石相关企业生产安全技术的逐渐完善，本发明在电石生产
的企业中有相当的应用推广价值。

[0026] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利
要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

[0027] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

[0028] 图1为本申请实施例的稀释电石遇湿释放乙炔的惰性气体流量控制方法的步骤图。

[0029] 图2为本申请实施例的稀释电石遇湿释放乙炔的惰性气体流量控制方法的具体流程图。

[0030] 图3为本申请实施例的稀释电石遇湿释放乙炔的惰性气体流量控制方法的相对湿度随时间变化曲线图。

[0031] 图4为本申请实施例的稀释电石遇湿释放乙炔的惰性气体流量控制方法的相对湿度降低量随时间变化曲线图。

[0032] 图5为本申请实施例的稀释电石遇湿释放乙炔的惰性气体流量控制方法的乙炔气体增加速率随相对湿度变化曲线图。

[0033] 图6为本申请实施例的稀释电石遇湿释放乙炔的惰性气体流量控制系统的模块框图。

具体实施方式

[0034] 以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明
的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，
所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

[0035] 本申请实施例涉及一种用于稀释电石遇湿释放乙炔的保护惰性气体流量控制方法。通过潮湿空气的相对湿度变化量表征电石遇潮湿空气生成乙炔气体的释放量，在确定
了乙炔气体在其气相空间的浓度后，将其浓度值稀释至爆炸范围以外(即爆炸浓度下限以
下)，同时，计算出需要通入的保护性惰性气体的进气流量，为电石遇湿易燃危险性区域及
装置的火灾爆炸安全防控提供理论依据。需要说明的是，本申请针对通入的起到稀释作用
的惰性气体的类型不作具体限定，可以是氮气、氦气和氖气等。

[0036] 图1为本申请实施例的稀释电石遇湿释放乙炔的惰性气体流量控制方法的步骤图。图2为本申请实施例的稀释电石遇湿释放乙炔的惰性气体流量控制方法的具体流程图。
结合图1和图2，在步骤S110(乙炔释放量获取步骤)中，向电石粉尘的气相空间内通入一定
体积的相对湿度达到预定值的潮湿空气，在二者反应生成乙炔气体后，记录此过程的反应
数据，具体地，记录相对湿度随时间变化的数据，绘制该气相空间内相对湿度降低量随时间
变化曲线，根据记录(测试)结果确定乙炔气体释放速率(即单位时间内乙炔气体释放量)随
潮湿空气相对湿度变化关系。

[0037] 具体地，首先，在封闭的试验环境下，向装有电石粉尘的气相空间内通入一定体积的相对湿度达到100％RH的潮湿空气，记录潮湿空气的相对湿度随时间变化数据，得到相对
湿度随时间变化曲线。图3为本申请实施例的稀释电石遇湿释放乙炔的惰性气体流量控制
方法的相对湿度随时间变化曲线图。如图3所示，由于电石粉尘与潮湿空气中的水汽反应会
导致相对湿度逐渐降低，空气中的水含量降低，对应生成的乙炔气体量增加。

[0038] 需要说明的是，为了保障试验的安全性，试验环境应具有密封、防静电和防爆功能，实验装置在试验过程中应置于微负压的通风设施中。另外，在实验初始时，需要向电石
粉尘的气相空间内通入相对湿度达到预设值的潮湿空气。其中，在本例中，将潮湿空气的相
对湿度值预设为100％RH，本申请对此不作具体限定，本领域技术人员可根据实际需求对这
一参数进行设置。

[0039] 然后，(相对湿度变化表征步骤)在图3的基础之上，利用电石粉尘接触潮湿空气的相对湿度降低量正比于乙炔气体的增加量的关系，可用潮湿空气的相对湿度的降低量随时
间变化关系曲线表征单位时间内空气中乙炔气体的增加量，得到气相空间内电石粉尘与潮
湿空气接触时的相对湿度降低量随时间变化曲线。

[0040] 图4为本申请实施例的稀释电石遇湿释放乙炔的惰性气体流量控制方法的相对湿度降低量随时间变化曲线图。参考图4，将该曲线进行线性拟合，得到潮湿空气相对湿度降
低量(即乙炔气体的增加量)随时间变化关系式。利用如下表达式表示在气相空间内乙炔气
体的增加量：

[0041] V'＝a0ln(t)‑b0  (1)

[0042] 其中，V'表示潮湿空气中乙炔气体的增加量，t表示时间，a0、b0表示相对湿度降低量随时间变化曲线的拟合系数。

[0043] 接着，进入到乙炔气体释放速率表征步骤中。在该步骤中，当绘制完成上述气相空间内的相对湿度降低量随时间变化曲线后，获取该曲线上每个数据点的斜率，该斜率值即
表示空气中乙炔气体的释放速率，再结合公式(1)，进一步绘制出乙炔气体的释放速率随潮
湿空气环境相对湿度变化曲线。

[0044] 图5为本申请实施例的稀释电石遇湿释放乙炔的惰性气体流量控制方法的乙炔气体增加速率随相对湿度变化曲线图。如图5所示，继续将该曲线(实线线条为拟合前的曲线)
进行拟合，得到空气中乙炔气体释放速率随潮湿空气相对湿度变化关系式及拟合后的曲线
(如图5中的虚线线条所示)，并利用如下公式表示：

[0045]

[0046] 其中，r表示乙炔气体释放速率，m3/s·m3； 表示气相空间内当前潮湿空气相对湿度值；a、b表示乙炔气体释放速率随潮湿空气相对湿度变化曲线的拟合系数。

[0047] 综上所述，由图4及经拟合后得到的式(2)可知，电石粉尘在与潮湿空气接触反应过程中生成的乙炔气体释放速率与潮湿空气的相对湿度变化呈线性关系，通过式(2)并根
据当前潮湿空气的相对湿度值，可直接计算得到单位时间内乙炔气体的释放量，从而进入
到步骤S120中。

[0048] 再次参考图1，在步骤S120(保护气体流量控制步骤)中，基于乙炔气体释放速率随潮湿空气相对湿度变化关系，计算出在电石粉尘与潮湿空气接触区域内稀释乙炔气体浓度
的保护性惰性气体进气流量，从而完成对电石粉尘遇湿释放乙炔具有火灾安全隐患的控
制。

[0049] 具体地，(相关参数获取步骤)首先，确定具有电石粉尘遇湿释放乙块气体燃爆危险性的某区域或设备(即电石粉尘与潮湿空气接触区域)的空间体积，同时获取当前电石粉
尘气相空间内的潮湿空气相对湿度值。然后，进入到进气流量计算步骤中，利用乙炔气体释
放速率与潮湿空气相对湿度变化关系(包括关系式和/或关系曲线)、电石粉尘与潮湿空气
接触区域的空间体积、以及预设的惰性气体保护流量系数，得到惰性气体进气流量的计算
公式，基于此能够计算出当前潮湿空气相对湿度下保护惰性气体的需求量。利用如下公式
表示当前需要通入的惰性气体的流量：

[0050]

[0051] 其中，Q表示惰性气体进气流量，ε表示惰性气体保护流量系数，V表示电石粉尘与潮湿空气接触区域的空间体积。需要说明的是，惰性气体保护流量系数是惰性气体通入流
量相对于生成的乙炔气体的倍数。在实际应用过程中，为保证生产环境的安全性，惰性气体
的进气流量应大于单位气相空间内该倍数与乙炔气体释放量的乘积。

[0052] 下面对惰性气体保护流量系数的确定过程进行说明。

[0053] 在10～40℃温度范围内不同环境湿度条件下，进行乙炔气体遇潮湿空气发生燃爆的临界环境湿度实验。在电石与密闭空间空气中水蒸汽反应生成乙炔气体后，对乙炔气体
在密闭空气中的浓度进行计算(电石过量)，得到不同环境湿度条件下生成乙炔气体浓度
(见表1所示)。

[0054] 表1 10～40℃范围内不同环境湿度条件下生成乙炔气体浓度

[0055]

[0056]

[0057] 如表1所示，深灰色区域为乙炔气体浓度超过乙炔在空气中爆炸下限值，即最危险区域；浅灰色区域为以乙炔在空气中爆炸下限浓度的1/2范围，为能达到乙炔发生燃爆的危
险区域，浅灰色区域与安全区域最接近浅灰色区域的乙炔气体浓度的比值即为“惰性气体
保护流量系数”，例如25℃时，ε＝1.28/1.12≈1.15，40℃时，ε＝1.16/0.77≈1.5，因此，惰
性气体保护流量系数在25～40℃的范围为1.15～1.5，在考虑企业经济成本的情况下，在本
例中，惰性气体保护流量系数的最优选值为1.15。

[0058] 另外，本申请还提出了一种稀释电石遇湿释放乙炔的惰性气体流量控制系统。

[0059] 图6为本申请实施例的稀释电石遇湿释放乙炔的惰性气体流量控制系统的模块框图。如图6所示，该系统包括如下模块：乙炔释放量获取模块61和保护气体流量控制模块62。
其中，乙炔释放量获取模块61，其向电石粉尘的气相空间内通入一定体积的相对湿度达到
预定值的潮湿空气，记录此过程的反应数据，具体地，记录相对湿度随时间变化的数据，根
据记录(测试)结果确定乙炔气体释放速率与潮湿空气相对湿度变化关系(即在当前相对湿
度下，单位时间内乙炔气体的释放量)；保护气体流量控制模块62，其基于乙炔气体释放速
率与潮湿空气相对湿度变化关系，计算出在电石粉尘与潮湿空气接触区域内稀释乙炔气体
浓度的保护性惰性气体进气流量，从而完成对电石粉尘遇湿释放乙炔具有火灾安全隐患的
控制。

[0060] 下面，对各模块的组成及功能进行具体说明。

[0061] 乙炔释放量获取模块61，其进一步包括：相对湿度变化表征单元611和乙炔气体释放速率表征单元612。具体地，当电石粉尘气与潮湿空气反应生成乙炔气体后，相对湿度变
化表征单元611，先完成相对湿度随时间变化曲线(参考图3)，由于随着相对湿度的逐渐降
低而生成的乙炔气体量的逐渐增加，故可用潮湿空气的相对湿度的降低量表征空气中乙炔
气体的增加量，绘制出电石粉尘与潮湿空气接触时的相对湿度降低量随时间变化曲线(参
考图4)；进一步利用电石粉尘接触潮湿空气的相对湿度降低量正比于乙炔气体的增加量的
关系，将气相空间内相对湿度降低量随时间变化曲线进行线性拟合，再利用存储与该单元
611中的公式(1)得到潮湿空气相对湿度降低量，从而表征了表征单位时间内乙炔气体的增
加量(即乙炔气体的增加量与时间变化的关系)。然后，乙炔气体释放速率表征单元612从相
对湿度变化表征单元611中获取气相空间的相对湿度降低量随时间变化曲线中的每个数据
点，并结合存储于该单元611中的公式(1)，计算每个数据点的斜率，进一步绘制乙炔气体释
放速率随潮湿空气相对湿度变化曲线(参考图5)，并将该曲线进行拟合，得到如公式(2)所
示的拟合结果，即乙炔气体释放速率随潮湿空气相对湿度变化关系，进一步计算出单位时
间内当前乙炔气体释放量。

[0062] 另外，在保护气体流量控制模块62中，其包括相关参数获取单元621及进气流量计算单元622。具体地，首先，相关参数获取单元621存储有预设的电石粉尘与潮湿空气接触区
域的空间体积参数，并通过设置在气相空间内的湿度测量设备测量的实时数据获取当前潮
湿空气相对湿度值。接着，进气流量计算单元622存储有基于乙炔气体释放速率表征单元
612中的公式(2)得到的乙炔气体释放速率随潮湿空气相对湿度变化关系式(公式3)，根据
从相关参数获取单元621得到的当前潮湿空气相对湿度值与上述空间体积参数，利用公式
(3)，计算出当前潮湿空气相对湿度下保护惰性气体的需求量。

[0063] (一个示例)

[0064] 本发明在宁夏能化乙炔装置中得到应用，针对电石炉区域电石遇湿燃爆的安全隐患，在除尘灰皮带机输送区域、除尘灰斗提机和储灰仓中设置了氮气保护，根据本发明中的
惰性气体流量控制方法，设定了保护氮气的进气流量，使用情况稳定，具备可实施性。

[0065] 本发明提供一种用于稀释电石遇湿释放乙炔的保护氮气流量控制方法，通过潮湿空气的相对湿度变化量表征电石遇潮湿空气生成乙炔气体的释放量，采用惰性气体将乙炔
在气相空间的浓度稀释至爆炸下限以下，为电石遇湿易燃危险性区域及装置的火灾爆炸安
全防控提供理论依据，对从事电石生产的企业有一定的需求，并随着我国电石相关企业生
产安全技术的逐渐完善，使得本发明在电石生产的企业中有相当的应用推广价值。

[0066] 虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本
发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，
但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。