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氣 相 狀 態 |
乙 炔 氣 |
天然氣焊割氣 |
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氧氣中火焰溫度 |
3088 ℃ |
3300～3460 ℃ |
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熱 值 |
50208 kg/m3 |
52476 kg/m3 |
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空氣中的爆炸范圍 |
2.5 ～ 80.0 |
1.9 ～ 8.4 |
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回 火 率 |
高 |
低 |
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碰 撞敏 烈性 |
不穩定 |
穩定 |
火焰切割用燃氣主要性質
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燃氣種類 |
相對分子質量 |
密度/(kg/m3)(標態下) |
高熱值/(kg/m3)(標態下) |
低熱值/(kg/m3)(標態下) |
爆炸極限(%) |
氧氣/燃氣(體積比) |
氣化潛熱/(kJ/kg)(101325Pa,沸點溫度) |
低著火溫度/℃ |
燃燒熱量計溫度/℃ |
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乙炔 |
26.036 |
1.091 |
58.502 |
56.488 |
2.2～81 |
2.5 |
- |
335 |
2620 |
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丙烷 |
44.097 |
2.0102 |
101.266 |
93.240 |
2.1～9.5 |
5 |
422.9 |
450 |
2155 |
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丙烯 |
42.081 |
1.9136 |
93.667 |
87.667 |
2.0～11.7 |
4.5 |
439.6 |
460 |
2224 |
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天然氣(甲烷) |
16.043 |
0.7174 |
39.842 |
35.906 |
5.0～15 |
2 |
510.8 |
540 |
2043 |
天然氣切割特性，天然氣屬石油烴類，90%以上成分為甲烷，（天然氣主要成分烷烴，其中甲烷占絕大多數，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣和少量一氧化碳及微量的稀有氣體，如氦和氬等。在標準狀況下，甲烷至丁烷以氣體狀態存在，戊烷以上為液體。甲烷是短和輕的烴分子。）
相對其他切割燃氣具有以下優點：
(1) 在空氣中爆炸范圍為5.3%～14%(V/V)，其下限是丙烷的2.5倍，爆炸范圍小、燃燒速度慢，發生爆鳴、回火的可能性比乙炔小，安全性更高。
(2) 比重小于空氣(1：0.7)，泄漏時易向空中散發、不易在低洼地面沉積，減少了爆炸發生的可能性。
(3) 天然氣沸點較低(-160%)，不受環境溫度影響、不需氣化，無采購、運輸、儲存、換瓶、氣化等環節，氣源供應和價格更加穩定，用氣成本和管理成本大大降低。
(4) 天然氣為清潔環保能源，其經過脫硫、干燥等前期處理，燃燒后不產生有毒有害物質。據有關數據顯示，以天然氣代替丙烷切割后，二氧化碳排放量和折算標準煤能耗可下降55%～65%，節能減排效果顯著，符合國家政策導向。
天然氣切割替代乙炔氣的優點：
（1）節省能源： 生產乙炔的原料——電石，消耗大量電能，生產1噸電石耗電3700KWh，720Kg左右焦碳和50Kg電極材料，同時生產溶解乙炔氣需大量。采用天然氣替代乙炔氣，節省能源和材料，社會效益相當可觀。
（2）經濟效益：天然氣價格比乙炔氣價格便宜得多，每使用1瓶乙炔氣（按3Kg充裝）需55元左右，而1瓶乙炔氣燃燒釋放的能量相當于4立方米天然氣燃燒釋放的能量，價格只有4元左右，考慮氧用量的增加，4立方米天然氣與氧的總成本只有26.4元；即少使用1瓶乙炔氣節省成本28.6元，將近節約52%。
（3）社會效益：使用天然氣，可減少環境污染和對人體的危害，生產乙炔產生的大量電石灰難以處理，污染極大。
我國在20世紀70年代初已著手研究石油氣替代乙炔的工作，在切割工具的改進，切割工藝的總結方面取得了一定的進展。其發展方向分為二類：1）混合燃氣類，通常是乙炔、丙炔、丁二烯、乙烯等和其他烴類的混合物。2）石油烴類，主要是丙烷、丙烯、丁烷、丁烯、天然氣。也曾有過汽油切割等。據統計，我國目前仍有85％的工業燃氣沿用乙炔，年供乙炔2800萬瓶（5kg/瓶）；東南亞等發展中國家的工業燃氣也以乙炔為主，國內外市場潛力巨大。由LPG（丙烷、丙烯和烷烯烴液化氣）液化石油氣替代乙炔氣，無疑是工業技術發展的一大進步，但是沒有完全達到充分環保節能效果，尚有30％左右未充分燃燒的CH4氣體分子污染大氣并造成能源浪費，用作工業燃氣并非是替代乙炔的優化抉擇，而是一種很大的浪費。工業燃氣的發展經歷了六大技術：代乙炔；第二代為丙烷、丙烯和多組份液化石油氣；第三代為含毒性以及水性添加劑的烴燃氣；第四代為添加水和油性混合添加劑的烴燃氣；第五代為油性混合增效烴燃氣；第六代運用系統工程達到性能全功能替代乙炔烴燃氣。
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