1、煙氣熱物理性質（煙氣成份：Rco2=0.13;Rh2O=0.11；Rn2=0,76）t(C)p(kg/m3)Cp(kJ/kg.C)入X20(w/m.C)1000.9501.0683.132000.7481.0974.012500.6831.110/2800.6431.117/3000.6171.1224.843200.6001.128/3500.5711.137/4000.5251.1515.704500.4911.168/4800.4711.178/5000.4571.1856.565200.4471.191/5500.4311.199/5800.4151.208/6000.4051.214

2、7.42附：濕空氣干、濕球溫度對照表濕一十球溫度L球溫.、c:度c、相對濕度303132333435363738394020%15.616.216.817.618.018.719.420.020.621.322.030%17.818.619.320.020.621.522.122.823.624.225.040%19.920.821.522.323.123.824.625.426.226.927.750%21.922.823.624.425.326.026.827.428.429.430.155%22.823.624.525.426.227.027.928.829.730.531.360%23

3、.824.525.626.427.228.129.029.930.631.532.365%24.525.526.427.328.129.129.931.031.732.633.470%25.626.527.328.229.230.030.931.832.733.734.575%26.227.228.129.129.930.931.832.833.634.635.580%27.127.929.029.930.831.732.733.734.635.636.5水的汽化熱為40.8千焦/摩爾，相當于2260千焦/千克天然氣是一種無毒無色無味的氣體，其主要成份是甲烷，天然氣的低熱值為34.91MJ/N

4、m3。天然氣（甲烷）的密度在0C,101.352Kpa時為0.7174Kg/Nm3,相對密度（設空氣的密度為1）為0.5548,天然氣約比空氣輕一半，完全燃燒時，需要大量的空氣助燃。1立方米天然氣完全燃燒大約需要9.52立方米空氣。如果燃燒不完全，會產生有毒氣體一氧化碳，因而在燃氣器具使用場所，必須保持空氣流通。在封閉空間內，天然氣與空氣混合后易燃、易爆、當空氣中的天然氣濃度達到5-15%時，遇到明火就會爆炸，因而一定要防止泄漏。天然氣的密度定義為單位體積氣體的質量。在標準狀況（101325Pq15.55C）下，天然氣中主要姓:類成分的密度為0.6773Kg/m3（甲烷）-3.0454Kg/m

5、3（戊烷）。天然氣混合物的密度一般為0.7-0.75Kg/m3,其中石油伴生氣特別是油溶氣的密度最高可達1.5Kg/m3甚至更大些。天然氣的密度隨重燒含量尤其是高碳數的重燒氣含量增加而增大，亦隨CO2和H2s的含量增加而增大。天然氣的相對密度是指在相同溫度、壓力條件下天然氣密度與空氣密度的比值，或者說在相同溫度、壓力下同體積天然氣與空氣質量之比。天然氣爛類主要成分的相對密度為0.5539（甲烷）-2.4911（戊烷），天然氣混合物一般在0.56-1.0之間，亦隨重燎及CO2和H2s的含量增加而增大。在標準狀況下，天然氣的比重與密度、相對比重與相對密度在數值上完全相同。天然氣中常見組分的密度和相

6、對密度值如表所示。天然氣在地下的密度隨溫度的增加而減小，隨壓力的增加而加大。但鑒于天然氣的壓縮性極強，在氣藏中，天然氣的體積可縮小到地表體積的1/200-1/300,壓力效應遠大于溫度效應，因此地下天然氣的密度遠大于地表溫壓下的密度，一般可達150-250Kg/m3;凝析氣的密度最大可達225-450Kg/m3。天然氣在地下的密度隨溫度的增加而減小，隨壓力的增加而加大。但鑒于天然氣的壓縮性極強，在氣藏中，天然氣的體積可縮小到地表體積的1/200-1/300,壓力效應遠大于溫度效應，因此地下天然氣的密度遠大于地表溫壓下的密度，一般可達150-250Kg/m3;凝析氣的密度最大可達225-450K

7、g/m3。>>1FD-10增效天然氣相對于激光、等離子等先進焊割技術的使用，氧一燃氣火焰工藝以其投資少、易用性好等特點依然是國內外企業工業焊割特別是低碳鋼焊割的主要選擇。其中，氧一乙烘又是氧一燃氣火焰工藝中最為成熟、廣泛采用的方法。在切割與焊接技術中可用的氣體除乙快外還有天然氣、液化石油氣、氫氣和煤氣等。從安全、環境保護、應用效果、能耗與成本等方面的考慮，天然氣與液化石油氣比乙快、氫氣、煤氣等工業用氣有著較為明顯的優勢。例如，乙快的原料為電石，是一種高耗能產品，生產乙快要排出電石渣及CO、H2S、SO2等有害氣體及污水在使用中還存在安全性差、成本高等不足。我國在上世紀七十年代開始，

8、開發利用以甲烷為主要成分的天然氣和以丙烷為主要成分的液化石油氣等進行切割與焊接，并在一定范圍內得到了初步應用。丙烷氣的密度大于空氣，不宜在船艙等半密閉場所使用。天然氣在其清潔、經濟、環保、安全等方面都有一定優勢，近些年來國內天然氣探明儲量不斷攀升，有了氣源保障，在能源中的比例在大大提高，從而成為替代乙快等的最佳選擇。FD-10增效天然氣是通過大量的基礎研究，在對天然氣增效處理基礎上研制的增溫添加劑，該添加劑的應用能解決長期以來使用乙快作為工業燃氣所帶來的環保、安全等問題，能徹底根治電石渣、硫化物和磷化物污染源，具有多項乙快無法比擬的優點：環保、節能、安全、經濟、高效、優質等。FD-10天然氣催

9、化增溫添加劑的使用，將增效后的天然氣成為全功能取代乙烘的優選產品”，具有巨大的經濟價值和社會效益。>>1.1技術分析1.1.1 基礎燃氣及其燃燒性能對比可用作氣焊割工業用氣的燃氣比較多，為了有針對性地說明問題，在這里只給出甲烷、乙快、丙烷的相關性能參數見表1。從爆炸極限范圍、燃燒速度、密度等角度，天然氣（甲烷）與丙烷、乙快相比較，以不易堆積、不易回火、不易爆炸等優點呈現出較好的安全性。同時，其質量熱值最高，具備高火焰溫度的潛力。乙快甲烷（天然氣）丙烷分子式C2H2CH4C3H8分子量26.0116.0344.06密度（比重，常溫常壓）kg/m31.090.731.86凈熱值體積熱值

10、（MJ/m3）47.1537.6885.77質量熱值（MJ/kg）43.351.646.1理論耗氧體積（m3/m3）2.525量質量(kg/kg)3.07843.64氧氣中的燃速（m/s）7.53.32空氣中的爆炸極限范圍（）2.5-805.3-14.52.1-9.5實測的氧火焰溫度（C）31003350185025402832著火溫度點c305645510然而，一般來說普通天然氣（甲烷）火焰不集中，燃燒的實測氧火焰溫度較低（見表1）,對金屬預熱時間長，速度慢，焊接或切割效率較低，其在焊割領域的應用受到極大的限制，為此需作進一步的分析。根據表1中的參數值可以看出，在消耗相同體積的三類燃氣（壓強

11、相等）其消耗的氧氣是不同的，發出來的熱也不相等。從三類燃氣的體積熱值角度來看，丙烷的體積熱值最高；而從質量（重量）熱值角度來看，甲烷的重量熱值最高?；鹧鏈囟鹊膶嶋H值并不是僅僅由熱值決定的，影響火焰溫度的因素很多。其中三類燃氣的燃燒速度和著火溫度點明顯的差別就將直接影響燃燒速度和燃燒效率，也就直接影響燃燒火焰的溫度。三類燃氣燃燒的化學反應分別為：乙快燃燒的化學反應方程：-k丙烷燃燒的化學反應方程：C.5.1二；一甲烷燃燒的化學反應方程：，'一三類燃氣在消耗相同的重量（以1kg為例）時，消耗的氧氣重量，燃燒產物中二氧化碳、水的重量都不相同參見表2表2三類燃氣及其反應產物對比乙快甲烷（天然氣

12、）丙烷（石油氣）分子量261644燃氣消耗（kg）111氧消耗（kg）3.07743.64生成一氧化碳重量（kg）3.3842.753生成水的重量（kg）0.6942.251.64燃燒產物總重量4.0775.04.64理論上說，重量熱值所能將總的燃燒產物加熱的溫度就是火焰溫度，雖然重量熱值不同，但每公斤燃氣燃燒產物的重量也不相同，從上述兩表可以看出，乙烘、甲烷、丙烷的凈熱值分別為43.3、51.6和46.1(MJ/kg)而每公斤燃氣燃燒產物總質量分別為4.077、5.0、4.64(kg)。三類燃氣燃燒產物的平均比熱都遠遠低于2000J/kg.C，它們的理論絕熱火焰溫度都在4000c以上，差別并

13、不很大。然而其實際火焰溫度卻有較大差別參見表1甲烷和丙烷的實際火焰溫度較低，很大程度反映了其各自燃燒的有效化學釋熱能力。影響火焰溫度的因素比較多，包括燃燒產物與環境的熱交換、燃燒效率等。燃燒產物與環境的熱交換主要是通過對流換熱和輻射換熱進行的，有效減少這種熱交換的主要方法，第一盡可能降低火焰的輻射強度；第二使火焰范圍變小，通過減小火焰與環境空氣的接觸面積來降低對流換熱量。影響燃氣燃燒效率的因素包括燃氣的摻混性能、活化能、點火溫度、氧-燃氣混合比等等。通過改善天然氣的氧火焰溫度，實現天然氣在氣焊和氣割領域的高效應用，就必須對天然氣有關性能通過物理和化學方法進行改善增效。1.1.2 FD-10增效

14、天然氣主要技術原理使用增效后的天然氣是以降低能耗、降低污染、降低使用單位生產成本、提高生產效率等為主要目的。通過研發先進添加劑包為核心，改善天然氣燃燒速度與燃燒效率、提高其總有效能量為主要技術途徑，提高火焰溫度，改善燃燒產物的成分，從而達到預期的目的。針對不同燃氣成分的物理化學特點，從燃氣各自的燃燒學、燃燒產物的傳熱學等基本規律入手，通過對流動、火焰傳播、燃氧混合等特性的研究確定其合理的匹配關系；通過對燃氣燃燒活化能、催化機理與催化劑、助燃機理與助燃劑等的研究確定添加劑包的基本組成與配比。在上述研究基礎上，對供氣系統的整體工藝流程過程進行研究，確定高能燃氣工業應用的技術途徑，確保使用過程的高安

15、全性。FD-10天然氣催化增溫添加劑通過高技術系統集成技術增效天然氣，添加劑包的作用主要有五方面，首先通過添加高能物質適度提高燃氣的總熱值；其次通過適當添加均相催化劑降低燃氣活化能，改善化學反應速度，實現有效的催化燃燒；第三通過適當添加助燃劑，在天然氣的燃燒過程產生足夠的自由基促進燃料與氧氣間的相互作用，提高化學反應率；第四通過適當添加阻聚劑提高燃氣的擴散摻混性能，改善天然氣與氧的混合速度和混合率；第五通過適度添加輻射改進劑，改變燃燒時火焰頻率及波長、激活燃氣，抑制火焰的熱輻射。使燃氣在燃燒過程能放出更多的能量，延長燃燒時間，達到火焰集中、溫度高、穿透力強，熱能易被工件強化吸收，節省燃氣的效果

16、?？蓪μ间搶嵤┣懈睿附?，矯形等，并集高效、環保、節能和安全于一體，解決了天然氣不能用于碳鋼焊接等世界性技術難題。1.1.3 FD-10增效后的天然氣應用對比實驗與分析多年來以20mm厚A3鋼板實驗工件為實驗對象，對FD-10增效天然氣多批次工業燃氣進行了應用對比實驗，獲得了表3和表4所示的實驗結果。表3三類燃氣實驗對比結果項目/氣種FD-10增效天然氣CH4純天然氣C3H8純丙烷切割時間S556960切割速度mm/min436345362模擬切割時間min151515模擬切割長度m6.545.26模擬燃燒耗燃氣量g65188182.4單位長度耗燃氣量g/m9.536.230.4模擬燃燒耗氧氣

17、量g100012501082單位長度耗氧氣量g/m153240180.3表4四類燃氣實驗對比項目FD-10天然氣丙烷乙快燃氣火焰溫度C3350254025203150預熱時間s5-68-101311切割速度mm/min436345362371燃氣耗量g/m9.536.230.416.4氣種/FD-10燃氣耗量比13.813.21.72耗氧量g/m153240180.3147氣種耗氧量/FD-10耗氧量比11.561.180.97切割效率切割速度及效率的大小關鍵取決于切割火焰的溫度和切割氧達到割縫時的純度及動量。FD-10增效天然氣采用凹凸型割嘴，在切割過程中具有較高的火焰溫度，以及較高的切割氧

18、純度和動量保持能力，因而提高了其切割速度。結合合理的工藝措施，其切割效率能明顯超過乙快切割效率。在相同工件實驗中，從單位切割長度的燃氣消耗率、氧氣消耗率、以及切割時間三方面對切割效率進行分析，進而獲得對比效果。氣割切口質量氣割過程是預熱火焰將切割鋼材表面預熱到燃點，然后通以高壓氧氣流，使達到燃點的金屬在氧氣流中激烈地燃燒，并借以高壓氣流的吹力，把燃燒生成的產物吹掉，形成割縫，因而氣割的實質是金屬在氧氣中燃燒，而不是金屬的熔化。用乙快切割時，由于其燃燒速度快很難避免切口上金屬的過燒而產生的金屬氧化物熔渣掛渣現象，造成這種現象的原因是在切割過程中，切口金屬表面層會出現增碳現象，與切口金屬過燒所形成

19、的金屬氧化物或金屬化合物的共同作用，在切口表面溫度冷卻速度極快的情況下生成了大量組織為馬氏體的硬質熔渣，通常用碳弧氣刨和打磨等方法才得以清除，加大了工作量和成本。FD-10增效天然氣在純氧中的燃燒速度相對較慢，雖然火焰溫度較高，但通過對切割工藝的摸索能夠防止割（焊）嘴的過熱燒損，避免切口或焊縫金屬的高溫過燒現象，并降低焊割過程的熱影響區，能夠避免切斷面上緣的燒塌現象，更能避免對割焊工件材質性能的影響，提高切口質量，使之具有良好的幾何形狀；FD-10增效天然氣燃燒后，與乙快等相比產生大量的高溫水蒸汽（參見表2）,故使切斷面上的氧化皮易于清除，表面光潔度比常規切割要好很多,一般可達4以上。近日公司

20、又分別在武船重工、威海船廠、煙臺京魯船廠等單位進行了FD-10增效大燃氣與液化石油氣的應用對比試驗，試驗包括：帶坡口切割；厚鋼板矯正；厚鋼板切割；鋼板加熱溫度測試等項目。通過切割對比試驗可以看出，在切割工作量相等的條件下，液化石油氣的燃氣消耗量和氧氣消耗量分別是FD-10增效天然氣的2.675倍和1.78倍，FD-10增效天然氣可以節省約20%工時。同時，FD-10增效大燃氣切割面更加光滑、不掛渣。在烤板對比試驗中，在相同工件、相同時間內，液化石油氣的單位變形耗氣率、耗氧率是FD-10增效天然的2.392倍、2.15倍。91mJr；'LK小"H鰻亙亙二3U'ir!Sl

21、-OSIMiQ忖!<Mg.1.1.3增效天然氣供氣方式示意圖FD-10增效天然氣的基礎氣源天然氣，天然氣的供應形式主要有管道天然氣、壓縮天然氣（CNG）和液化天然氣（LNG）三種（見下圖所示）。FD-10增效天然氣生成示意圖1.2安全性分析天然氣主要成分為甲烷，是可燃氣體，必須按可燃氣體的相關安全措施進行操作，但與乙烘或丙烷氣體相比，有著顯著的安全性。乙烘的化學性質活潑，自燃點和在空氣中的著火溫度均很低。且純乙烘能夠自身分解爆炸。其分解爆炸性能取決于乙烘的壓力和溫度，壓力越大，爆炸溫度越低，同時與乙烘中的雜質、容器的尺寸有關，因此在運輸過程中不得劇烈振動或撞擊，且不能過高的壓力。乙烘與空

22、氣的混合爆炸極限范圍極寬，露天作業時要防止日曬，以免發生乙烘爆炸的危險。甲烷的化學性質不如乙烘活潑，對壓力、溫度、沖擊等的敏感性比乙烘低得多，天然氣與空氣混合時具有爆炸危險的混合比值體積分數范圍較乙烘小得多，與氧氣混合的爆炸體積分數極限范圍也比乙烘小。乙烘在使用時，當乙烘一氧氣混合氣體的噴射速度和混合氣體的燃燒速度之間比例操作不當，即當噴射速度小于燃燒速度，噴射速度緩慢，而燃燒速度太快時，便造成火焰倒向割（焊）炬和膠管而產生回火現象，處理不當時會發生乙烘爆炸現象。乙烘在割焊時，若割（焊）嘴過熱會使混合氣體受熱膨脹，壓力增高，部分混合氣體能在割（焊）嘴內自燃。天然氣由于其燃燒速度、火焰傳播速度比

23、較低，而對其噴射速度要求比較高，就不可能發生這種回火現象。天燃氣與液化石油氣（主要成分丙烷）相比，丙烷比重較大，如有漏氣或燃燒不完全，易積于低洼處、密閉或半密閉場所，遇火會燃燒成災；丙烷對人體有麻醉作用，吸入一定量的丙烷的人員會出現中毒癥狀。故應嚴防漏氣或采取相應的通鳳措施。而天然氣其相對密度比較低，在出現泄漏或燃燒不充分時，不會出現沉積現象，甲烷對人體沒有明顯的毒性?？傊?，天然氣與丙烷相比也具有相對好的安全性。1.3成本與環保分析目前我國的工業燃氣還在大量使用的是乙烘，乙烘是工業生產燃氣，每生產一噸乙烘需耗電10800度，需要3噸焦碳和3噸水，同時產生3.3噸污染渣，乙烘氣中1518mg/m

24、3的H2s和1213mg/m3的PH3,乙快燃氣污染重、耗能高。天然氣是天然礦產燃氣，能耗低，經過處理后不含任何有毒物質。與其它工業用燃氣相比，由于其氫含量高，燃燒產物的二氧化碳排放量最低。而與液化石油氣的對比試驗得到的結果可以看出，在切割相同工件時，消耗1Kg的FD-10增效天然氣，現有燃氣將消耗約2.675Kg0年消耗液化石油氣500噸，改用FD-10增效天然氣則僅需要187噸，節省能源折合原煤約902噸。丙烷和甲烷的燃燒化學方程式分別為丙烷燃燒的化學反應方程：'"'1甲烷燃燒的化學反應方程：士：'''二它們在化學恰當比燃燒條件下，消耗相同

25、燃氣重量（以1kg為例）時，消耗的氧氣重量，燃燒產物中二氧化碳、水的重量都不相同參見表6。消耗1Kg甲烷放出2.75Kg二氧化碳，而1Kg丙烷放出3Kg二氧化碳，就是說在消耗同樣質量的兩類燃氣，丙烷的二氧化碳排放大約是甲烷的1.09倍，考慮甲烷的節氣率，丙烷耗氣是甲烷的2.675倍時，二氧化碳排放將是2.91倍。年消耗丙烷500噸時二氧化碳排放1500噸，改用天然氣（甲烷）二氧化碳排放僅為515噸左右。減少二氧化碳排放985噸。表5兩類燃氣及其反應產物對比甲烷（天然氣）丙烷（石油氣）分子量1644燃氣消耗（kg）11氧消耗（kg）43.64成一氧化碳重量（kg）2.753生成水的重量（kg）2

26、.251.64燃燒產物總重量5.04.641.4小結FD-10天然氣催化增溫添加劑性能居國內外領先水平，增效后的天然氣優于乙快和國內外同類產品，火焰溫度超過乙快燃氣。預熱時間比乙快快1050%,切割速度比乙快快1425%;有利于切割大厚度鋼材，切割斷面光潔，不塌邊，掛渣少，不粘渣且易消除。不僅切割質量好、速度快，而且碳鋼焊接性能更有優勢：抗氧化、焊池好、熔深夠、能滲透、成形好、強度高、易浮渣?；鹧娉C正速度為乙烘的1.75倍，而且不氧化。熱噴涂亦占優勢。FD-10增效后的天然氣可廣泛應用于金屬焊接、切割、熱矯形、熱噴涂等，在鍋爐、窯爐、汽車、船舶、橋梁等領域的使用得到了良好的肯定有很好的使用前景

27、。自己動手算：用一度電，排放了多少二氧化碳結論：在我國現階段，終端用戶每使用1kWh電能，火力發電廠就要排放0.86kg的二氧化碳。要計算這個問題，首先要明確：二氧化碳的排放從哪里來？化石燃料的燃燒。用電過程中又是如何排放二氧化碳的呢？一一火力發電廠。所以，要從火力發電廠找答案?！举Y料1】標準煤的熱值為2.927107J/kg。換算一下單位，是8.13kWh/kg。根據熱值的概念，便是1kg標準煤完全燃燒能夠產生8.13kWh的熱量。但是這里問題就出現了：在火力發電廠，煤炭能完全燃燒嗎？這8.13kWh的熱量，能完全轉化為電能嗎？【資料2】我國火力發電廠平均熱效率：數據沒找到額，真是的，這個效率找不到，還怎么算啊。好在有另外一個數據：【資料3】我國火力發電廠平均發電效率：370g/kWh。意義是：發一度電，要燃燒煤炭370g。取倒數，得到：2.703kWh/kg,即燃燒1kg煤炭能夠發2.703度電。接下來我從1kg煤炭出發，進行計算。1kg的煤炭已經燒完了，在發電廠得到2.703度的電。那么，這2.703度電，能一絲不差地輸送到我家里的插座上么？【資料4】國家電網平均線損率為6.12%。由于導線電阻的存在，發電廠