氧气、乙炔、丙烷切割气分析比较

工业燃气切割气综合分析比较

氧—乙炔切割

(1) 乙炔性质乙炔在纯氧中燃烧的火焰温度可达 3100 ℃以上，是目前气割用燃气最为广泛的，应用量最大。

乙炔在常温常压下是一种无色气体，其相对分子量是 26.038 ，密度为 1.17lkg / m 3 。

乙炔与氧燃烧的化学反应式为：

C2H2 +2.5O2 =2CO2 +H2O+1302.7kJ/mol

乙炔的燃烧热值 ( 标准状态 ) ：

高热值： 58502kJ / m3 ，低热值：56488kJ / m3

乙炔的燃烧速度：

7.5m / s( 在纯氧中 ) ，4.7m / s( 在空气中 ) 。

乙炔的点火温度为 305 ℃。

乙炔分子中的碳与碳之间是不饱和的叁键。所以乙炔化学性质很活泼，极容易发生燃烧爆炸事故。使用中要严格按照安全操作规程进行。

(2) 气割工艺参数

氧 - 乙炔切割工艺主要是通过割炬和割嘴实现的。割炬分为射吸式割炬和等压式割炬。射吸式割炬大多为手工切割，等压式割炬大多为机器切割。

氧 -乙炔火焰温度高，燃烧速度快，火焰集中，预热金属时间短，但容易导致切口上棱角烧塌。

(3)安全使用注意事项

由于乙炔化学性质很活泼，极易发生燃烧爆炸事故。

1)纯乙炔当温度大于200～300℃时即发生聚合反应。发生聚合时温度升高很容易发生爆炸，爆炸时气体温度达到2500～3000℃，压力增大10～12倍。压力愈高，则聚合过渡爆炸的温度愈低。温度愈高，则聚合过渡爆炸的压力愈低。为了解决乙炔的聚合爆炸的危险性，将乙炔溶解在丙酮里，装在有填料的专用溶解乙炔钢瓶中。

2)乙炔和铜或银及其盐类长期接触会生成乙炔铜或乙炔银，这两种物质都是极易爆炸的物质，因此规定制造乙炔器的零部件不能采用铜＼银及含量高于70％的合金。

3)乙炔中有氧存在时，其爆炸能力增大。乙炔与空气或纯氧的混合物在常压下温度达到燃点即能爆炸。乙炔在空气中的燃点为305℃，在空气中的爆炸极限是2.3％～80.7％，在氧气中的爆炸极限是2.3％～93％，所以乙炔储存时绝对避免混进空气或氧气占

4)乙炔的爆炸性与装乙炔的容器的形状、大小有关，容器直径愈大愈容易爆炸。乙炔不能直接装在使用的容器里，而乙炔气瓶制造工艺是很复杂的。

5)乙炔由于燃烧速度非常快(在空气中为4.7m／s，在氧气中为7.5m／s)，回火的速度也相当快，所以规定乙炔各级管路部位均要加装中央回火防止器和岗位回火防止器，并要经常检查其安全性。

6)发生回火时必须立即关闭乙炔阀，切断乙炔气源。回火排除以后再点火时，一定要先给一些氧气吹除残余碳粒。

氧—丙烷切割

丙烷性质丙烷是液化石油气的一种，在常温常压下是气体。为了便于储存和运输，把其加压变成液体装在储罐和钢瓶里，丙烷分子式是C3H8，相对分子质量为44.097，密度为1.96kg／m 3 。

随着石油工业的发展，丙烷作为乙炔的代用气体正在逐步被广泛应用。

丙烷与氧燃烧的化学反应式为：

C 3 H 8 +5O 2 =3CO 2 +4H 2 O+2221.5kl/mol

丙烷的燃烧热值 (标准状态): 高热值： 101266kJ／m 3 ，低热值：93240kJ／m 3 。丙烷的燃烧速度为：2m／s(在纯氧中)，1.5m／s(在空气中)。丙烷的点火温度

为 580℃。丙烷分子中的碳与碳之间是饱和键，化学性质比乙炔稳定，使用中比炔安全。

气割工艺参数同氧—乙炔切割相似，氧一丙烷切割按使用的割炬分为射吸式割炬和等压式割炬，射吸式割炬大多为手工切割，等压式割炬大多为机器切割。

氧—丙烷火焰温度虽不如氧 -乙炔火焰温度高，但火焰比较柔和，体积发热量比乙炔大。切割时切割面的上缘无明显烧塌现象，下缘不易挂渣，如有挂渣也极易清除。

使用注意事项氧－丙烷切割与氧－乙炔相比，虽然安全得多，但丙烷毕竟是可燃性气体，使用中如不注意操作注意事项，也容易发生火灾等事故。

丙烷的比重比较大，所以气瓶必须放置在通风良好的地方，不要放在地下室、半地下室或通风不良的场所，防止气体漏出存于低洼处遇火造成火灾。

丙烷气瓶将要用完时，瓶内应留有余气，便于充装前检查气样和防止其他气体进入瓶内。

当气瓶着火时，应立即关闭瓶阀。如果无法靠近，可用大量冷水喷射，使瓶体降温，然后关闭瓶阀，切断气源灭火，同时防止着火的瓶体倾倒。当不能制止气瓶阀门泄漏时，应将瓶体移至室外安全地带，让气体逸出，直到瓶内气体排尽为止。

用于气割的其他燃气

气割用燃气最早使用是乙炔。随着工业的发展，人们在探索各种各样的乙炔代用气体，目前作为乙炔的代用气体中丙烷的用量最大。除乙炔、丙烷外，作为乙炔的代用气体还有丙烯、天然气、焦炉煤气、氢气(电解水产生)、乙烯＼液化石油气(以丙＼丁烷为主要成分—)、丙炔、丙炔与丙烯的混合气、乙炔与丙烯的棍合气、乙炔与丙炔的混合气、乙炔与乙烯的混合气等，还有加有各种添加剂的其他燃气，其原料气主要也是丙烷、丙烯、液化石油气。

根据使用效果、成本、气源情况等综合分析，丙烷是乙炔的比较理想的代用燃气，丙烷的使用量在所有乙炔代用燃气中是最多的。

与通常的燃烧相比，催化燃烧具有燃烧效率高、燃烧稳定、污染物（如CO、NOx和未完全燃烧物）超低排放等优点，这是各国在近40多年来致力于催化燃烧研究的原因。催化燃烧对催化剂的基本要求是具有良好的低温活性和高温热稳定性。

COB燃烧能够实现大负荷工况下的运行，大量的浓混合气同时着火燃烧促使燃烧速度加快而实现分子裂化速度加快，化学反应更加激烈，从而使得火焰瞬间温度增高。氧——天然气切割

LNG在生产过程中脱除了水分、CO2、H2S、Hg及C5以上的重烃，组分更加纯净，燃烧效率高、清洁，由于LNG密度小于空气，泄露时不易在车间或船舱地面形成堆积，大大减少了爆炸发生的可能性。在燃烧过程中使用更安全、更环保。在生产和使用过程中，不会产生电石渣等污染废物。同时，从目前使用燃料的各行业企业燃料运行成本统计显示，LNG较柴油，汽油，乙炔，LPG等燃料运行成本最低，从而成为国家能源发展的一个主要方向，在能源结构中的比例在逐年增加。

天然气尤其用于造船行业可直接进入船舱内使用，燃气比重轻，消除了舱内气体存集的危险，大大提高了安全性。在切割厚锈钢板，平面开坡口切割，烤校，火焰喷涂等方面都有优越的性能。

缺点：天然气热值较低，在氧气中的火焰温度仅为2538℃，预热时间长，切割速度慢，需要加添加剂来提高火焰温度。

液化天然气1立方重量大约是420—460公斤，液化天然气1立方转化为气体是625立方左右，因此每公斤LNG转化为气体是1.4立方左右（625立方÷430公斤）。

丙烷液态转化为气体是1：0.6，一立方气体约需要用1.65公斤丙烷气化。

丙烷切割气按纯丙烷价格8元左右计算，一立方气体费用为（1.65×8）13.2元，由于各地天然气价格不等，加入神麒燃料增益剂后，每立方成本最多也超不过6—7元。

神麒工业燃气是以天然气为母体与SQ稀土燃气增益剂络合反应合成的金属切割气。与丙烷类工业气体工艺性能相比较，具有高效、节能、环保、安全等优点，其主要表现在以下几个方面：

1）、打孔预热时间显著缩短，40mm厚普钢，预热和打穿仅需10秒钟；切割速度提高20%～50%（因工件厚度而异），40mm厚普钢速度达到450～500mm/分钟。

2）、切割尺寸大，钢板厚度最大可达600 mm。

3）、切割质量高，割缝窄，节约钢材（300mm厚普钢，割缝仅6~8mm，对于大规模炼钢切割，效果显著）；工件切割表面光洁，变形小，棱角整齐，上缘不烧塌，下缘不易挂渣；切割面氧化皮容易清除，无需打磨，减轻操作者的劳动强度，提高了工效。