《烟气空气全参数》由会员分享，可在线阅读，更多相关《烟气空气全参数（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、烟气热物理性质（烟气成份：RCO2=0.13 ; RH2o=0.11 ； RN2=.76）t。Cpkg/m3100200250280300320350400450480500520550580600CpkJ/kg.CAx102w/m.C1./1./附：湿空气干、湿球温度对照表湿、莉球温度 球温 度、相对湿度303132333435363738394020%30%40%50%55%60%65%70%75%80%水的汽化热为 40.8 千焦/摩尔，相当于 2260 千焦/千克3。天然气（甲烷）的密度在0C,101.352Kpa时为0.7174Kg/Nm3,相对密度（设空气的密度为1）为 0.554
2、8，天然气约比空气轻一半，完全燃烧时,需要大量的空气助燃。1 立方米天然气 完全燃烧大约需要9.52立方米空气。如果燃烧不完全,会产生有毒气体一氧化碳，因而在燃 气器具使用场所,必须保持空气流通。在封闭空间,天然气与空气混合后易燃、易爆、当空气中的天然气浓度达到 5-15时，遇到 明火就会爆炸，因而一定要防止泄漏。C3333甚至更大些。天然气的密度随重烃含量尤其是高碳数的重烃气含量增加而增大，亦随 CO2和h2s的含量增加而增大。天然气的相对密度是指在一样温度、压力条件下天然气密度与空气密度的比值，或者说在一样温度、压力下同体积天然气与空气质量之比。天然气 烃类主要成分的相对密度为 0.553
3、9甲烷-2.4911戊烷，天然气混合物一般在0.56-1.0 之间，亦随重烃与CO2和H2S的含量增加而增大。 在标准状况下，天然气的比重与密度、 相比照重与相对密度在数值上完全一样。天然气中常见组分的密度和相对密度值如表所 示。 天然气在地下的密度随温度的增加而减小，随压力的增加而加大。但鉴于天然气的 压缩性极强，在气藏中，天然气的体积可缩小到地表体积的 1/200-1/300，压力效应远大 于温度效应，因此地下天然气的密度远大于地表温压下的密度，一般可达 150-250Kg/m3； 凝析气的密度最大可达 225-450Kg/m3。天然气在地下的密度随温度的增加而减小，随压力的增加而加大。但
4、鉴于天然气的压缩性极强，在气藏中，天然气的体积可缩小到地表体 积的 1/200-1/300，压力效应远大于温度效应，因此地下天然气的密度远大于地表温压下 的密度，一般可达150-250Kg/m3 ；凝析气的密度最大可达225-450Kg/m3。1 FD-10增效天然气相对于激光、等离子等先进焊割技术的使用，氧一燃气火焰工艺以其 投资少、易用性好等特点依然是国外企业工业焊割特别是低碳钢焊割的主要选择。其中,氧 乙炔又是氧燃气火焰工艺中最为成熟、广泛采用的方法。在切割与焊接技术中可用的气 体除乙炔外还有天然气、液化石油气、氢气和煤气等。从安全、环境保护、应用效果、能耗 与本钱等方面的考虑，天然气与
5、液化石油气比乙炔、氢气、煤气等工业用气有着较为明显的 优势。例如，乙炔的原料为电石，是一种高耗能产品，生产乙炔要排出电石渣与CO、H2S、 SO2 等有害气体与污水,在使用中还存在安全性差、本钱高等不足。我国在上世纪七十年代 开始，开发利用以甲烷为主要成分的天然气和以丙烷为主要成分的液化石油气等进展切割与 焊接，并在一定围得到了初步应用。丙烷气的密度大于空气,不宜在船舱等半密闭场所使用。 天然气在其清洁、经济、环保、安全等方面都有一定优势,近些年来国天然气探明储量不断 攀升，有了气源保障，在能源中的比例在大大提高，从而成为替代乙炔等的最优选择。FD-10 增效天然气是通过大量的根底研究，在对天
6、然气增效处理根底上研制的增温添加剂，该添加 剂的应用能解决长期以来使用乙炔作为工业燃气所带来的环保、安全等问题，能彻底根治电 石渣、硫化物和磷化物污染源，具有多项乙炔无法比拟的优点：环保、节能、安全、经济、 高效、优质等。FD-10天然气催化增温添加剂的使用，将增效后的天然气成为全功能取代乙 炔的“优选产品，具有巨大的经济价值和社会效益。 1.1 技术分析 1.1.1 根底燃气与 其燃烧性能比照可用作气焊割工业用气的燃气比拟多，为了有针对性地说明问题，在这里只 给出甲烷、乙炔、丙烷的相关性能参数见表1。从爆炸极限围、燃烧速度、密度等角度，天 然气甲烷与丙烷、乙炔相比拟，以不易堆积、不易回火、不
7、易爆炸等优点呈现出较好的 安全性。同时，其质量热值最高，具备高火焰温度的潜力。乙炔甲烷（天然气）丙烷分子式C2H2CH4C3H8分子量密度比重，常温常压kg/m3净热值体积热值MJ/m3质量热值（MJ/kg）理论耗氧量体积m3/m325质量kg/kg4氧气中的燃速m/s2空气中的爆炸极限围实测的氧火焰温度（C）3 100-3 3501 850-2 5402 832着火温度点C305645510然而，一般来说普通天然气甲烷火焰不集中，燃烧的实测氧火焰温度较低见表1， 对金属预热时间长，速度慢，焊接或切割效率较低，其在焊割领域的应用受到极大的限制， 为此需作进一步的分析。根据表1中的参数值可以看出
8、，在消耗一样体积的三类燃气压强 相等其消耗的氧气是不同的，发出来的热也不相等。从三类燃气的体积热值角度来看，丙 烷的体积热值最高；而从质量重量热值角度来看，甲烷的重量热值最高。火焰温度的实 际值并不是仅仅由热值决定的，影响火焰温度的因素很多。其中三类燃气的燃烧速度和着火 温度点明显的差异就将直接影响燃烧速度和燃烧效率，也就直接影响燃烧火焰的温度。三类 燃气燃烧的化学反响分别为：乙炔燃烧的化学反响方程：丙烷燃烧的化学反响方程：C代 +二+4码0甲烷燃烧的化学反响方程：Cff4 + 2O2 = CO2 + 2H2O三类燃气在消耗一样的重量（以1kg为例）时，消耗的氧气重量，燃烧产物中二氧化碳、水的
9、 重量都不一样参见表2表2三类燃气与其反响产物比照乙炔甲烷（天然气）丙烷石油气分子量261644燃气消耗kg111氧消耗kg3.4生成 氧化碳重量kg3生成水的重量kg燃烧产物总重量4.理论上说，重量热值所能将总的燃烧产物加热的温度就是火焰温度，虽然重量热值不同，但 每公斤燃气燃烧产物的重量也不一样，从上述两表可以看出，乙炔、甲烷、丙烷的净热值分 别为43.3、51.6和46.1MJ/kg而每公斤燃气燃烧产物总质量分别为4.、5.0、4.64kg。 三类燃气燃烧产物的平均比热都远远低于2000J/kgfC,它们的理论绝热火焰温度都在 4000工以上，差异并不很大。然而其实际火焰温度却有较大差异
10、参见表1甲烷和丙烷的实际火焰温度较低，很大程度反映了其各自燃烧的有效化学释热能 九影响火焰温度的因素比拟多，包括燃烧产物与环境的热交换、燃烧效率等。燃烧产物与 环境的热交换主要是通过对流换热和辐射换热进展的，有效减少这种热交换的主要方法，第 尽可能降低火焰的辐射强度；第二使火焰围变小，通过减小火焰与环境空气的接触面积来 降低对流换热量。影响燃气燃烧效率的因素包括燃气的掺混性能、活化能、点火温度、氧- 燃气混合比等等。通过改善天然气的氧火焰温度，实现天然气在气焊和气割领域的高效应用， 就必须对天然气有关性能通过物理和化学方法进展改善增效。1.1.2 FD-10增效天然气主要技术理使用增效后的天然
11、气是以降低能耗、降低污染、降低使用单位生产本钱、提高生产效率等为主要目的。通过研发先进添加剂包为核心，改善天然 气燃烧速度与燃烧效率、提高其总有效能量为主要技术途径，提高火焰温度，改善燃烧产物 的成分，从而达到预期的目的。针对不同燃气成分的物理化学特点，从燃气各自的燃烧学、 燃烧产物的传热学等根本规律入手，通过对流动、火焰传播、燃氧混合等特性的研究确定其 合理的匹配关系；通过对燃气燃烧活化能、催化机理与催化剂、助燃机理与助燃剂等的研究 确定添加剂包的根本组成与配比。在上述研究根底上，对供气系统的整体工艺流程过程进展 研究，确定高能燃气工业应用的技术途径，确保使用过程的高安全性。FD-10天然气
12、催化增 温添加剂通过高技术系统集成技术增效天然气，添加剂包的作用主要有五方面，首先通过添 加高能物质适度提高燃气的总热值；其次通过适当添加均相催化剂降低燃气活化能，改善化 学反响速度，实现有效的催化燃烧；第三通过适当添加助燃剂，在天然气的燃烧过程产生足 够的自由基促进燃料与氧气间的相互作用，提高化学反响率；第四通过适当添加阻聚剂提高 燃气的扩散掺混性能，改善天然气与氧的混合速度和混合率；第五通过适度添加辐射改良剂， 改变燃烧时火焰频率与波长、激活燃气, 抑制火焰的热辐射。使燃气在燃烧过程能放出更多 的能量,延长燃烧时间,达到火焰集中、温度高、穿透力强,热能易被工件强化吸收，节省燃气 的效果。可
13、对碳钢实施切割，焊接，矫形等，并集高效、环保、节能和安全于一体，解决了 天然气不能用于碳钢焊接等世界性技术难题。113 FD-10增效后的天然气应用比照实验与分析多年来以20mm厚A3钢板实验工件为实验对象，对FD-10增效天然气多批次工业燃气进展了应用比照实验，获得了表3和表4所示的实验结果。表3 三类燃气实验比照结果项目/气种FD-10增效天然气CH4纯天然气C3H8纯丙烷切割时间S556960切割速度mm/min436345362模拟切割时间min151515模拟切割长度m6模拟燃烧耗燃气量 g65188单位长度耗燃气量 g/m模拟燃烧耗氧气量 g100012501082单位长度耗氧气量 g/m153240表 4 四类燃气实验比照项目FD-10天然气丙烷乙炔燃气火焰温度弋3350254025203150预热时间s5-68-101311切割速度mm/min436345362371燃气耗量 g/m气种/FD-10 燃气耗量比1耗氧量g/m153240147气种耗氧量/FD-10耗氧量比1切割效率切割速度与效率的大小关键取决于切割火焰的温度和切割氧达到割缝时的纯度与 动量。FD-10增效天然气采用凹凸型割嘴，在切割过程中具有较高的火焰温度，以与较高的 切割氧纯度和动量保持能力，因
