煙氣空氣全參數(shù)

煙氣熱物理性質（煙氣成份：RCO2=0.13;RH2o=0.11；RN2=°.76）t〔。t〔。C〕p〔kg/m3〕100200250280300320350400450480500520550580600Cp〔kJ/kg.C〕Ax102〔w/m.C〕1.///////1.//附：濕空氣干、濕球溫度對照表濕、、莉球溫度球溫度'、相對濕度303132333435363738394020%30%40%50%55%60%65%70%75%80%水的汽化熱為40.8千焦/摩爾，相當于2260千焦/千克3。天然氣（甲烷）的密度在0°C,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,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。C3333甚至更大些。天然氣的密度隨重烴含量尤其是高碳數(shù)的重烴氣含量增加而增大，亦隨CO2和h2s的含量增加而增大。 天然氣的相對密度是指在一樣溫度、壓力條件下天然氣密度與空氣密度的比值，或者說在一樣溫度、壓力下同體積天然氣與空氣質量之比。天然氣烴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，亦隨重烴與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、相比照重與相對密度在數(shù)值上完全一樣。天然氣中常見組分的密度和相對密度值如表所示。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225-450Kg/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外企業(yè)工業(yè)焊割特別是低碳鋼焊割的主要選擇。其中,氧—乙炔又是氧—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炔外還有天然氣、液化石油氣、氫氣和煤氣等。從安全、環(huán)境保護、應用效果、能耗與本錢等方面的考慮，天然氣與液化石油氣比乙炔、氫氣、煤氣等工業(yè)用氣有著較為明顯的優(yōu)勢。例如，乙炔的原料為電石，是一種高耗能產品，生產乙炔要排出電石渣與CO、H2S、SO2等有害氣體與污水,在使用中還存在安全性差、本錢高等不足。我國在上世紀七十年代開始，開發(fā)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展切割與焊接，并在一定圍得到了初步應用。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(huán)保、安全等方面都有一定優(yōu)勢,近些年來國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，從而成為替代乙炔等的最優(yōu)選擇。FD-10增效天然氣是通過大量的根底研究，在對天然氣增效處理根底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炔作為工業(yè)燃氣所帶來的環(huán)保、安全等問題，能徹底根治電石渣、硫化物和磷化物污染源，具有多項乙炔無法比擬的優(yōu)點：環(huán)保、節(jié)能、安全、經濟、高效、優(yōu)質等。FD-10天然氣催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炔的“優(yōu)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根底燃氣與其燃燒性能比照可用作氣焊割工業(yè)用氣的燃氣比擬多，為了有針對性地說明問題，在這里只給出甲烷、乙炔、丙烷的相關性能參數(shù)見表1。從爆炸極限圍、燃燒速度、密度等角度，天然氣〔甲烷〕與丙烷、乙炔相比擬，以不易堆積、不易回火、不易爆炸等優(yōu)點呈現(xiàn)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。乙炔甲烷（天然氣）丙烷分子式C2H2CH4C3H8分子量密度〔比重，常溫常壓〕kg/m3凈熱值體積熱值〔MJ/m3〕質量熱值（MJ/kg）理論耗氧量體積〔m3/m3〕25質量〔kg/kg〕4氧氣中的燃速〔m/s〕2空氣中的爆炸極限圍〔％〕實測的氧火焰溫度（°C）3100-33501850-25402832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(jù)表1中的參數(shù)值可以看出，在消耗一樣體積的三類燃氣〔壓強相等〕其消耗的氧氣是不同的，發(fā)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異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響分別為：乙炔燃燒的化學反響方程：丙烷燃燒的化學反響方程：C代+ 二+4碼0甲烷燃燒的化學反響方程：Cff4+2O2=CO2+2H2O三類燃氣在消耗一樣的重量（以1kg為例）時，消耗的氧氣重量，燃燒產物中二氧化碳、水的重量都不一樣參見表2表2三類燃氣與其反響產物比照乙炔甲烷（天然氣）丙烷〔石油氣〕分子量261644燃氣消耗〔kg〕111氧消耗〔kg〕3.4生成氧化碳重量〔kg〕3生成水的重量〔kg〕燃燒產物總重量4.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一樣，從上述兩表可以看出，乙炔、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.、5.0、4.64〔kg〕。三類燃氣燃燒產物的平均比熱都遠遠低于2000J/kgfC,它們的理論絕熱火焰溫度都在4000工以上，差異并不很大。然而其實際火焰溫度卻有較大差異參見表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九影響火焰溫度的因素比擬多，包括燃燒產物與環(huán)境的熱交換、燃燒效率等。燃燒產物與環(huán)境的熱交換主要是通過對流換熱和輻射換熱進展的，有效減少這種熱交換的主要方法，第—盡可能降低火焰的輻射強度；第二使火焰圍變小，通過減小火焰與環(huán)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(xiàn)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展改善增效。

1.1.2FD-10增效天然氣主要技術1.1.2FD-10增效天然氣主要技術理使用增效后的天然氣是以降低能耗、降低污染、降低使用單位生產本錢、提高生產效率等為主要目的。通過研發(fā)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根本規(guī)律入手，通過對流動、火焰?zhèn)鞑?、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根本組成與配比。在上述研究根底上，對供氣系統(tǒng)的整體工藝流程過程進展研究，確定高能燃氣工業(yè)應用的技術途徑，確保使用過程的高安全性。FD-10天然氣催化增溫添加劑通過高技術系統(tǒng)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，改善化學反響速度，實現(xiàn)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，提高化學反響率；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良劑，改變燃燒時火焰頻率與波長、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(jié)省燃氣的效果?？蓪μ间搶嵤┣懈?，焊接，矯形等，并集高效、環(huán)保、節(jié)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?3FD-10增效后的天然氣應用比照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(yè)燃氣進展了應用比照實驗，獲得了表3和表4所示的實驗結果。表3三類燃氣實驗比照結果項目/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模擬燃燒耗燃氣量g65188單位長度耗燃氣量g/m模擬燃燒耗氧氣量g100012501082單位長度耗氧氣量g/m153240表4四類燃氣實驗比照項目FD-10天然氣丙烷乙炔燃氣火焰溫度弋3350254025203150預熱時間s5-68-101311切割速度mm/min436345362371燃氣耗量g/m氣種/FD-10燃氣耗量比1耗氧量g/m153240147氣種耗氧量/FD-10耗氧量比1切割效率切割速度與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與動量。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，以與較高的切割氧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炔切割效率。在一樣工件實驗中，從單位切割長度的燃氣消耗率、氧氣消耗率、以與切割時間三方面對切割效率進展分析，進而獲得比照效果。氣割切口質量氣割過程是預熱火焰將切割鋼材外表預熱到燃點，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。用乙炔切割時，由于其燃燒速度快很難防止切口上金屬的過燒而產生的金屬氧化物熔渣掛渣現(xiàn)象，造成這種現(xiàn)象的原因是在切割過程中，切口金屬外表層會出現(xiàn)增碳現(xiàn)象，與切口金屬過燒所形成的金屬氧化物或金屬化合物的共同作用，在切口外表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去除，加大了工作量和本錢。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，防止切口或焊縫金屬的高溫過燒現(xiàn)象，并降低焊割過程的熱影響區(qū)，能夠防止切斷面上緣的燒塌現(xiàn)象,更能防止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，與乙炔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去除，夕卜表光潔度比常規(guī)切割要好很多，一般可達X以上。近日公司又分別在武船重工、威海船廠、京魯船廠等單位進展了FD-10增效天燃氣與液化石油氣的應用比照試驗，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。通過切割比照試驗可以看出，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(jié)省約20%工時。同時,FD-10增效天燃氣切割面更加光滑、不掛渣。在烤板比照試驗中，在一樣工件、一樣時間，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。mJ IKClEEFD-10增效天然氣的根底氣源天然氣，天然氣的供給形式主要有管道天然氣、壓縮天然氣〔G〕和液化天然氣〔LNG〕三種〔見如下圖所示〕。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展操作，但與乙炔或丙烷氣體相比，有著顯著的安全性。乙炔的化學性質活潑，自燃點和在空氣中的著火溫度均很低。且純乙炔能夠自身分解爆炸。其分解爆炸性能取決于乙炔的壓力和溫度，壓力越大，爆炸溫度越低，同時與乙炔中的雜質、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。乙炔與空氣的混合爆炸極限圍極寬，露天作業(yè)時要防止日曬，以免發(fā)生乙炔爆炸的危險。甲烷的化學性質不如乙炔活潑，對壓力、溫度、沖擊等的敏感性比乙炔低得多，天然氣與空氣混合時具有爆炸危險的混合比值體積分數(shù)圍較乙炔小得多，與氧氣混合的爆炸體積分數(shù)極限圍也比乙炔小。乙炔在使用時，當乙炔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(xiàn)象，處理不當時會發(fā)生乙炔爆炸現(xiàn)象。乙炔在割焊時，假如割〔焊〕嘴過熱會使混合氣體受熱膨脹，壓力增高，局部混合氣體能在割〔焊〕嘴自燃。天然氣由于其燃燒速度、火焰?zhèn)鞑ニ俣缺葦M低，而對其噴射速度要求比擬高，就不可能發(fā)生這種回火現(xiàn)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(xiàn)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擬低，在出現(xiàn)泄漏或燃燒不充分時，不會出現(xiàn)沉積現(xiàn)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本錢與環(huán)保分析目前我國的工業(yè)燃氣還在大量使用的是乙炔，乙炔是工業(yè)生產燃氣，每生產一噸乙炔需耗電10800度，需要3噸焦碳和3噸水，同時產生3.3噸污染渣，乙炔氣中1518mg/m3的H2S和1213mg/m3的PH3，乙炔燃氣污染重、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(yè)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。而與液化石油氣的比照試驗得到的結果可以看出，在切割一樣工件時，消耗1Kg的FD-10增效天然氣，現(xiàn)有燃氣將消耗約2.675Kg。年消耗液化石油氣500噸，改用FD-10增效天然氣如此僅需要187噸，節(jié)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響方程：甲烷燃燒的化學反響方程：厲+卩=十［日"它們在化學恰當比燃燒條件下消耗一樣燃氣重量（以1kg為例）時，消耗的氧氣重量，燃燒產物中二氧化碳、水的重量都不一樣參見表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(jié)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5兩類燃氣與其反響產物比照甲烷（天然氣）丙烷〔石油氣〕分子量1644燃氣消耗〔kg〕11氧消耗〔kg〕4成氧化碳重量〔kg〕3生成水的重量〔kg〕燃燒產物總重量1.4小結FD-10天然氣催化增溫添加劑性能居國外領先水平，增效后的天然氣優(yōu)于乙炔和國外同類產品，火焰溫度超過乙炔燃氣。預熱時間比乙炔快10~50%，切割速度比乙炔快14-25%；有利于切割大厚度鋼材，切割斷面光潔，不塌邊，掛渣少，不粘渣且易去除。不僅切割質量好、速度快，而且碳鋼焊接性能更有優(yōu)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正速度為乙炔的1.75倍，而且不氧化。熱噴涂亦占優(yōu)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。自己動手算：用一度電，排放了多少二氧化碳結論：在我國現(xiàn)階段，終端用戶每使用1kWh電能，火力發(fā)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？——火力發(fā)電廠。所以，要從火力發(fā)電廠找答案。x107J/kg。換算一下單位，是8.13kWh/kg。根據(jù)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(xiàn)了：在火力發(fā)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(fā)電廠平均熱效率：數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)：【資料3】我國火力發(fā)電廠平均發(fā)電效率：370g/kWh。意義是：發(fā)一度電，要燃燒煤炭370g。取倒數(shù)，得到：2.703kWh/kg，即燃燒1kg煤炭能夠發(fā)2.703度電。接下來我從1kg煤炭出發(fā)，進展計算。1kg的煤炭已經燒完了，在發(fā)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