烟气空气参数

烟气热物理性质(烟气成份：R CO2=0.13；R H2O=0.11 ；R N2=0.76)

附：湿空气干、湿球温度对照表

水的汽化热为40.8千焦/摩尔，相当于2260千焦/千克

天然气是一种无毒无色无味的气体，其主要成份是甲烷，天然气的低热值为34.91MJ/Nm3。天然气(甲烷)的密度在0℃,101.352Kpa时为0.7174Kg/Nm3,相对密度(设空气的密度为1)为0.5548，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。

在封闭空间内,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。

天然气的密度定义为单位体积气体的质量。在标准状况（101325Pa，15.55℃）下，天然气中主要烃类成分的密度为0.6773Kg/m3（甲烷）-3.0454Kg/m3（戊烷）。天然气混合物的密度一般为0.7-0.75Kg/m3，其中石油伴生气特别是油溶气的密度最高可达1.5Kg/m3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相同温度、压力条件下天然气密度与空气密度的比值，或者说在相同温度、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0.5539（甲烷）-2.4911（戊烷），天然气混合物一般在0.56-1.0之间，亦随重烃及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、相对比重与相对密度在数值上完全相同。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—燃气火焰工艺以其投资少、易用性好等特点依然是国内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、能耗与成本等方面的考虑，天然气与液化石油气比乙炔、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及CO、H2S、SO2 等有害气体及污水,在使用中还存在安全性差、成本高等不足。

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行切割与焊接，并在一定范围内得到了初步应用。

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,近些年来国内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佳选择。

FD-10增效天然气是通过大量的基础研究，在对天然气增效处理基础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 基础燃气及其燃烧性能对比

可用作气焊割工业用气的燃气比较多，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。从爆炸极限范围、燃烧速度、密度等角度，天然气（甲烷）与丙烷、乙炔相比较，以不易堆积、不易回火、不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。

氧气中的燃速（m/s）7.5 3.3 2

空气中的爆炸极限范围（％） 2.5-80 5.3-14.5 2.1-9.5

实测的氧火焰温度( ℃) 3 100～3 350 1 850～2 540 2 832

着火温度点℃305 645 510

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，在消耗相同体积的三类燃气（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别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应分别为：

乙炔燃烧的化学反应方程：

丙烷燃烧的化学反应方程：

甲烷燃烧的化学反应方程：

三类燃气在消耗相同的重量(以1kg为例)时，消耗的氧气重量，燃烧产物中二氧化碳、水的重量都不相同参见表2

表2 三类燃气及其反应产物对比

乙炔甲烷(天然气) 丙烷（石油气）

分子量26 16 44

燃气消耗（kg） 1 1 1

氧消耗（kg） 3.077 4 3.64

生成二氧化碳重量（kg） 3.384 2.75 3

生成水的重量（kg）0.694 2.25 1.64

燃烧产物总重量 4.077 5.0 4.64