烟气空气参数

1、烟气热物理性质烟气成份：Rco2=0.13;Rh2O=0.11；Rn2=0,76t(C)p(kg/m3)Cp(kJ/kg.C)入X20(w/m.C)1000.9501.0683.132000.7481.0974.012500.6831.110/2800.6431.117/3000.6171.1224.843200.6001.128/3500.5711.137/4000.5251.1515.704500.4911.168/4800.4711.178/5000.4571.1856.565200.4471.191/5500.4311.199/5800.4151.208/6000.4051.2147.

2、42附：湿空气干、湿球温度对照表湿一十球温度L球温.、c:度c、相对湿度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%23.8

3、24.525.626.427.228.129.029.930.631.532.365%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

4、.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0.5548,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到达5-15%时,遇到明火就会爆炸,因而一定要预防泄漏.天然气的密度定义为单位体积气体的质量.在标准状况101325Pq15.55C下,天然气中主要姓:类成分的密度为0.6773Kg/m3甲烷-3.0454Kg/m3戊烷.天然气混合物

5、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.天然气的密度随重烧含量尤其是高碳数的重烧气含量增加而增大,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.天然气烂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,亦随重燎及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、相比照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

6、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.>>1FD

7、-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内外企业工业焊割特别是低碳钢焊割的主要选择.其中,氧一乙烘又是氧一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快外还有天然气、液化石油气、氢气和煤气等.从平安、环境保护、应用效果、能耗与本钱等方面的考虑,天然气与液化石油气比乙快、氢气、煤气等工业用气有着较为明显的优势.例如,乙快的原料为电石,是一种高耗能产品,生产乙快要排出电石渣及CO、H2S、SO2等有害气体及污水在使用中还存在平安性差、本钱高等缺乏.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

8、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、平安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,有了气源保证,在能源中的比例在大大提升,从而成为替代乙快等的最正确选择.FD-10增效天然气是通过大量的根底研究,在对天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快作为工业燃气所带来的环保、平安等问题,能彻底根治电石渣、硫化物和磷化物污染源,具有多项乙快无法比较的优点：环保、节能、平安、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

9、天然气成为全功能取代乙烘的优选产品,具有巨大的经济价值和社会效益.>>1.1技术分析1.1.1 根底燃气及其燃烧性能比照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、乙快、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、乙快相比较,以不易堆积、不易回火、不易爆炸等优点呈现出较好的平安性.同时,其质量热值最高,具备高火焰温度的潜力.乙快甲烷天然气丙烷分子式C2H2CH4C3H8分子量26.0116.0344.06密度比重,常温常压kg/m31.090.731.86净热值体积热值MJ/m347.1537.6885.77质量

10、热值MJ/kg43.351.646.1理论耗氧体积m3/m32.525量质量(kg/kg)3.07843.64氧气中的燃速m/s7.53.32空气中的爆炸极限范围2.5-805.3-14.52.1-9.5实测的氧火焰温度C31003350185025402832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,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

11、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：乙快燃烧的化学反响方程：-k丙烷燃烧的化学反响方程：C.5.1二；一甲烷燃烧的化学反响方程：,'一三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2三类燃气及其反响产物比照乙快甲烷天然气丙烷石油气分子量261644燃气消耗kg111氧消耗kg3.07743.64生成一氧化碳重

12、量kg3.3842.753生成水的重量kg0.6942.251.64燃烧产物总重量4.0775.04.64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相同,从上述两表可以看出,乙烘、甲烷、丙烷的净热值分别为43.3、51.6和46.1(MJ/kg)而每公斤燃气燃烧产物总质量分别为4.077、5.0、4.64(kg).三类燃气燃烧产物的平均比热都远远低于2000J/kg.C,它们的理论绝热火焰温度都在4000c以上,差异并不很大.然而其实际火焰温度却有较大差异参见表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

13、热水平.影响火焰温度的因素比较多,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行的,有效减少这种热交换的主要方法,第一尽可能降低火焰的辐射强度；第二使火焰范围变小,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行改善增效.1.1.2 FD-10增效天然气主要技术原理使用增效后的天然气是以降低能耗、降低污染、降低使用单位生产本钱、提升生产效率等为主要目的.通过

14、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、提升其总有效能量为主要技术途径,提升火焰温度,改善燃烧产物的成分,从而到达预期的目的.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行研究,确定高能燃气工业应用的技术途径,保证使用过程的高平安性.FD-10天然气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

15、能物质适度提升燃气的总热值；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,提升化学反响率；第四通过适当添加阻聚剂提升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及波长、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,到达火焰集中、温度高、穿透力强,热能易被工件强化吸收,节省燃气的效果.可对碳钢实施切割,焊接,矫形等,并集高效、环保、节能和平安于一体,解决了天然气不能用于碳钢焊接等世界性技术难题

16、.1.1.3 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行了应用比照实验,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工程/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m6.545.26模拟燃烧耗燃气量g65188182.4单位长度耗燃气量g/m9.536.230.4模拟燃烧耗氧气量g100012501082单位长度耗氧气量g/m153240180.3表4四类燃气实验比照工程FD-10天然气

17、丙烷乙快燃气火焰温度C3350254025203150预热时间s5-68-101311切割速度mm/min436345362371燃气耗量g/m9.536.230.416.4气种/FD-10燃气耗量比13.813.21.72耗氧量g/m153240180.3147气种耗氧量/FD-10耗氧量比11.561.180.97切割效率切割速度及效率的大小关键取决于切割火焰的温度和切割氧到达割缝时的纯度及动量.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,以及较高的切割氧纯度和动量保持水平,因而提升了其切割速度.结合合理的工艺举措,其切割效率能明显超过乙快切割效率.在相同工件实验中

18、,从单位切割长度的燃气消耗率、氧气消耗率、以及切割时间三方面对切割效率进行分析,进而获得比照效果.气割切口质量气割过程是预热火焰将切割钢材外表预热到燃点,然后通以高压氧气流,使到达燃点的金属在氧气流中剧烈地燃烧,并借以高压气流的吹力,把燃烧生成的产物吹掉,形成割缝,因而气割的实质是金属在氧气中燃烧,而不是金属的熔化.用乙快切割时,由于其燃烧速度快很难预防切口上金属的过烧而产生的金属氧化物熔渣挂渣现象,造成这种现象的原因是在切割过程中,切口金属外表层会出现增碳现象,与切口金属过烧所形成的金属氧化物或金属化合物的共同作用,在切口外表温度冷却速度极快的情况下生成了大量组织为马氏体的硬质熔渣,通常用碳

19、弧气刨和打磨等方法才得以去除,加大了工作量和本钱.FD-10增效天然气在纯氧中的燃烧速度相对较慢,虽然火焰温度较高,但通过对切割工艺的摸索能够预防割焊嘴的过热烧损,预防切口或焊缝金属的高温过烧现象,并降低焊割过程的热影响区,能够预防切断面上缘的烧塌现象,更能预防对割焊工件材质性能的影响,提升切口质量,使之具有良好的几何形状；FD-10增效天然气燃烧后,与乙快等相比产生大量的高温水蒸汽参见表2,故使切断面上的氧化皮易于去除,外表光洁度比常规切割要好很多,一般可达4以上.近日公司又分别在武船重工、威海船厂、烟台京鲁船厂等单位进行了FD-10增效大燃气与液化石油气的应用比照试验,试验包括：带坡口切割

20、；厚钢板矫正；厚钢板切割；钢板加热温度测试等工程.通过切割比照试验可以看出,在切割工作量相等的条件下,液化石油气的燃气消耗量和氧气消耗量分别是FD-10增效天然气的2.675倍和1.78倍,FD-10增效天然气可以节省约20%工时.同时,FD-10增效大燃气切割面更加光滑、不挂渣.在烤板比照试验中,在相同工件、相同时间内,液化石油气的单位变形耗气率、耗氧率是FD-10增效天然的2.392倍、2.15倍.91mJr；'LK小"H鳗亘亘二3U'ir!Sl-OSIMiQ忖!<Mg.1.1.3增效天然气供气方式示意图FD-10增效天然气的根底气源天然气,天然气的供给形式

21、主要有管道天然气、压缩天然气CNG和液化天然气LNG三种见下列图所示.FD-10增效天然气生成示意图1.2平安性分析天然气主要成分为甲烷,是可燃气体,必须按可燃气体的相关平安举措进行操作,但与乙烘或丙烷气体相比,有着显著的平安性.乙烘的化学性质活泼,自燃点和在空气中的着火温度均很低.且纯乙烘能够自身分解爆炸.其分解爆炸性能取决于乙烘的压力和温度,压力越大,爆炸温度越低,同时与乙烘中的杂质、容器的尺寸有关,因此在运输过程中不得剧烈振动或撞击,且不能过高的压力.乙烘与空气的混合爆炸极限范围极宽,露天作业时要预防日晒,以免发生乙烘爆炸的危险.甲烷的化学性质不如乙烘活泼,对压力、温度、冲击等的敏感性比

22、乙烘低得多,天然气与空气混合时具有爆炸危险的混合比值体积分数范围较乙烘小得多,与氧气混合的爆炸体积分数极限范围也比乙烘小.乙烘在使用时,当乙烘一氧气混合气体的喷射速度和混合气体的燃烧速度之间比例操作不当,即当喷射速度小于燃烧速度,喷射速度缓慢,而燃烧速度太快时,便造成火焰倒向割焊炬和胶管而产生回火现象,处理不当时会发生乙烘爆炸现象.乙烘在割焊时,假设割焊嘴过热会使混合气体受热膨胀,压力增高,局部混合气体能在割焊嘴内自燃.天然气由于其燃烧速度、火焰传播速度比较低,而对其喷射速度要求比较高,就不可能发生这种回火现象.天燃气与液化石油气主要成分丙烷相比,丙烷比重较大,如有漏气或燃烧不完全,易积于低洼

23、处、密闭或半密闭场所,遇火会燃烧成灾；丙烷对人体有麻醉作用,吸入一定量的丙烷的人员会出现中毒病症.故应严防漏气或采取相应的通凤举措.而天然气其相对密度比较低,在出现泄漏或燃烧不充分时,不会出现沉积现象,甲烷对人体没有明显的毒性.总之,天然气与丙烷相比也具有相对好的平安性.1.3本钱与环保分析目前我国的工业燃气还在大量使用的是乙烘,乙烘是工业生产燃气,每生产一吨乙烘需耗电10800度,需要3吨焦碳和3吨水,同时产生3.3吨污染渣,乙烘气中1518mg/m3的H2s和1213mg/m3的PH3,乙快燃气污染重、耗能高.天然气是天然矿产燃气,能耗低,经过处理后不含任何有毒物质.与其它工业用燃气相比,

24、由于其氢含量高,燃烧产物的二氧化碳排放量最低.而与液化石油气的比照试验得到的结果可以看出,在切割相同工件时,消耗1Kg的FD-10增效天然气,现有燃气将消耗约2.675Kg0年消耗液化石油气500吨,改用FD-10增效天然气那么仅需要187吨,节省能源折合原煤约902吨.丙烷和甲烷的燃烧化学方程式分别为丙烷燃烧的化学反响方程：'"'1甲烷燃烧的化学反响方程：士：'''二它们在化学恰当比燃烧条件下,消耗相同燃气重量以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6.消耗1Kg甲烷放出2.75Kg二氧化碳,而1Kg丙烷放出

25、3Kg二氧化碳,就是说在消耗同样质量的两类燃气,丙烷的二氧化碳排放大约是甲烷的1.09倍,考虑甲烷的节气率,丙烷耗气是甲烷的2.675倍时,二氧化碳排放将是2.91倍.年消耗丙烷500吨时二氧化碳排放1500吨,改用天然气甲烷二氧化碳排放仅为515吨左右.减少二氧化碳排放985吨.表5两类燃气及其反响产物比照甲烷天然气丙烷石油气分子量1644燃气消耗kg11氧消耗kg43.64成一氧化碳重量kg2.753生成水的重量kg2.251.64燃烧产物总重量5.04.641.4小结FD-10天然气催化增温添加剂性能居国内外领先水平,增效后的天然气优于乙快和国内外同类产品,火焰温度超过乙快燃气.预热时间

26、比乙快快1050%,切割速度比乙快快1425%;有利于切割大厚度钢材,切割断面光洁,不塌边,挂渣少,不粘渣且易消除.不仅切割质量好、速度快,而且碳钢焊接性能更有优势：抗氧化、焊池好、熔深够、能渗透、成形好、强度高、易浮渣.火焰矫正速度为乙烘的1.75倍,而且不氧化.热喷涂亦占优势.FD-10增效后的天然气可广泛应用于金属焊接、切割、热矫形、热喷涂等,在锅炉、窑炉、汽车、船舶、桥梁等领域的使用得到了良好的肯定有很好的使用前景.自己动手算：用一度电,排放了多少二氧化碳结论：在我国现阶段,终端用户每使用1kWh电能,火力发电厂就要排放0.86kg的二氧化碳.要计算这个问题,首先要明确：二氧化碳的排放

27、从哪里来化石燃料的燃烧.用电过程中又是如何排放二氧化碳的呢一一火力发电厂.所以,要从火力发电厂找答案.【资料1】标准煤的热值为2.927107J/kg.换算一下单位,是8.13kWh/kg.根据热值的概念,便是1kg标准煤完全燃烧能够产生8.13kWh的热量.但是这里问题就出现了：在火力发电厂,煤炭能完全燃烧吗这8.13kWh的热量,能完全转化为电能吗【资料2】我国火力发电厂平均热效率：数据没找到额,真是的,这个效率找不到,还怎么算啊.好在有另外一个数据：【资料3】我国火力发电厂平均发电效率：370g/kWh.意义是：发一度电,要燃烧煤炭370g.取倒数,得到：2.703kWh/kg,即燃烧1kg煤炭能够发2.703度电.接下来我从1kg煤炭出发,进行计算.1kg的煤炭已经烧完了,在发电厂得到2.703度的电.那么,这2.703度电,能一丝不差地输送到我家里的插座上么【资料4】国家电网平均线损率为6.12%.由于导线电阻的存在,发电厂的电能输送到用户