甲烷燃烧爆炸在工业场景中较为多见。在工业活动中,由甲烷引起的燃烧爆炸事故频发,甲烷燃烧爆炸事故往往后果严重,波及面广,造成的社会影响恶劣。工业场景中,二氧化碳和甲烷共同存在的情况较多,如酸性气田的开采与储运过程,煤矿采空区,矿井的瓦斯抽采过程,都会存在二氧化碳和甲烷的共存。二氧化碳是一种惰性气体,它的存在会影响到甲烷的燃烧爆炸性能。对二氧化碳和甲烷的混合气燃烧爆炸过程进行研究,能够为工业过程的安全提供指导。本文主要采用FLACS软件数值模拟的方法研究甲烷、二氧化碳、空气混合气的燃烧爆炸特性,分别模拟20L圆柱形爆炸容器装置内爆炸反应及模拟实际天然气处理站混合气蒸气云爆炸。在模拟20L圆柱形爆炸容器装置爆炸过程中,维持甲烷浓度10%,改变的参数有初始温度(20-170℃)、初始压力(0.1-2.2MPa)、二氧化碳浓度(0-20%),主要研究这些参数下的爆炸温度、最大爆炸压力、最大爆炸压力到达时间,与理论计算值比较,并分析影响规律;比较不同初始条件下的混合气燃烧爆炸过程的二维流场。研究结果表明:(1)初始压力增加,但最大爆炸压力与初始压力的比值不变;二氧化碳浓度上升,最大爆炸压力与初始压力的比值线性减小;最大爆炸压力随初始温度的升高而降低,大致呈反比例函数。(2)爆炸温度随二氧化碳浓度的增加而降低;初始压力对爆炸温度几乎没有影响;二氧化碳浓度大于10%时爆炸温度随初始温度增加而增加,在二氧化碳浓度小于10%时爆炸温度与初始温度基本不相关。(3)二氧化碳减少、初始温度增加,造成最大爆炸压力到达时间减小;一般情况下初始压力的增加会延长最大爆炸压力到达时间。(4)不同条件下的混合气爆炸过程是一致的,不会因为条件的改变而造成反应过程的不同。模拟实际天然气处理站爆炸过程得出以下结论:(1)蒸气云规模对爆炸后的超压影响较大。二氧化碳浓度增加,蒸气云爆炸超压随之降低。点火位置对超压影响复杂,需要根据实际情况判断。(2)部分爆炸超压对人员伤害很小,但所有场景下的爆炸温度均达到1900K以上,需要加强爆炸温度对人体伤害的研究。