Inerting！惰性化之数学原理

有话君为您呈献的是，

三分钟以内的阅读，拒绝长篇累牍

阅读，关键在于：启迪思辨、思维、思想

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惰而不多

恰如其分

有个做领导力发展的朋友问有话君，喜欢什么样的领导？

真会问，咋不问：喜欢做什么样的领导呢？
其实，有话君喜欢看数据的领导，这样的领导一般很有魅力，具有高数班（般）的开放和神秘气质。。。
好，有话君这次就好好说说数据的事儿，分享一下process safety的数学原理之美。。。
简单点儿，就说惰性化吧，因为经常听到“拉几下就行了”，到底拉几下？

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一、惰性化原理

前一阵子，有话君喜欢钻研了三角形（见：BC007 疲劳管理，你知道吗？），而经典的三角形除了勾股定理（别笑，我数学不好），安全界中当属燃烧三角形。

燃烧三角形，即燃烧三要素：可燃物、助燃物和点火源。而惰性化即是使用惰性物质将助燃物置换、稀释、隔离来破除火三角一种本质上预防火灾爆炸的安全技术。

进步地说，燃烧其实是四面体的事儿，上图：

 
惰性化即作用于助燃物又抑制链式反应，标本兼治——斯惰性化原理也！

基于绝大多数火灾的助燃物为空气（氧），本文主要说的是容器气相惰性化。

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二、惰性化方式

简单地说，惰性化方式有五种：

• 减压purge：容器负压后充入惰性气体，或如此往复。（哈哈，有话君至今没有想出什么好的中文词汇，如有好的，请朋友们留言啊）

• 加压purge：容器使用惰性气体加压然后释放，或如此往复。

• 吹扫purge：容器一口吹扫惰性气体，一口释放，吹扫一定时间。

• 虹吸purge：即容器充入合适不燃流体或填充物，然后移出，同时引入惰性气体。

• 组合purge：以上方式两种或多种组合。 

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三、惰性化介质

简单地说，只要是不助燃的都可以作为惰性化介质，而常见的有：氮气、氩气、二氧化碳、水蒸气、水、碳酸钙（对于可燃粉尘）等。

长久以来，很多人认为氮气和氩气都是很惰的，其实在一些特定工艺上的惰性化差别还是很大的，不仅仅是因为两者的密度差别哦。

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四、惰性化量化（以氮气为例）

1、减压purge：

 

所以。。。

2、加压purge：

同减压purge，

从算式上，消耗的氮气都是：

显然，将减压和加压组合，上式亦是适用的。

 取得同样的氧气残余浓度，加压purge要消耗较多的氮气：

 
3、吹扫purge

理想状况是吹扫混合充分，则

 
4、虹吸purge

一般选用的是非弹性流体，如果吸入的惰性气体不含氧的话，而容器未被流体充满的体积为V0，则：

 

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五、几点注意

1、氮气含氧

如果氮气含氧，则：

 
2、容器内含有溶剂

?

容器内含有溶剂，且相对加压或减压purge操作压力，溶剂的分压（P’）较大时，可参考下式：

 

3、残余氧气浓度的设定

为了保证一定的冗余，残余氧气浓度的上限一般为设定为LOC%-2。

 4、偏差

如果验证实测与理论计算有偏差，则需考虑容器严密性、惰性气体纯度、检测器、取样可靠性和理论适用性等几个方面。

读到这里，相信小伙伴们对惰性化原理和量化的理解已经有了质的提高（哈哈，也不枉有话君下了班还旺旺地爬字。。。），后面的路还有一小段儿，有话君只能帮到这儿了，如果喜欢这篇文章或有疑问，还请赞个赏，留个言，有话君定会百忙之中抠时间回复。

说明：以上所有算式仅为理想状况的理论推导，并不能完全真实地体现实际惰性化状况，同时推导过程可能存在疏漏或谬误，仅作为探讨交流和参考，对其产生的结果，作者不负任何责任。

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