四季燃气与天然气的比较和效益分析.doc

四季燃气与天然气及工业气体的 比较和效益分析 ————武汉大学化学与分子科学学院 刘钢铸 摘要：百年来除四季燃气活度超过乙炔气外，没有其它燃气可与之比拟，燃气活度可调在世界燃气节能环保史上为首创，在国内百家安全使用十几年。 关键词：燃气活度，燃气活度可调，三次混氧燃烧 四季新型工业节能环保焊割气主要是以液化石油气中的丙烷或液化石油气混合液体为母液加入少量的改性剂（它包括阻聚剂、催化剂、增活剂）带压改性而成，使燃气的爆炸极限即活度在一定范围内任意调配。 四季新型工业燃气的活度主要是以有百年历史的乙炔气的爆炸上限80%为活度100%100=1作为分母，及其它燃气的爆炸上限做为分子的比值。这是武汉大学化学院在世界范围内首先提出燃气燃油的活度定义，并获得国家发明专利（专利号：ZL200310113938.6）是我国在燃气焊割气中燃气活度可调的唯一发明专利，十几年来在全国有100多家安全使用。证明四季燃气焊割气有显著的节能环保功效。 在一九零三年法国科学家皮尔卡首先将氧一乙炔气运用到了金属焊割上，至今已有一百多年的历史，它在工业革命的历史上留下了不可磨灭的功迹。 ??? 但是，随着社会不断进步，人类越来越注意自身生存环境空间的质量以及人类社会对节能、环保、经济效益、安全等等要求越来越高的今天，乙炔气就暴露出越来越多的弊端和缺陷，如能耗高、每吨乙炔气生产需耗电3600度和一吨标准焦炭及碳精棒等，充装一瓶仅2公斤溶解乙炔气需5-6个小时，每吨包装钢瓶毛重24吨，由于使用过程中溶解乙炔中的丙酮溶液在高压释放中燃烧，故没有厂家愿意为乙炔钢瓶吸真空再补加丙酮溶液，造成使用企业生产成本增高，工作效率降低，溶解乙炔变成压缩乙炔，安全没有保障，年年都有安全事故发生，因乙炔发生爆炸的事件馁见不鲜，同时每生产一吨乙炔要留下3吨以上的电石渣，排放出一定量的硫化氢、磷化氢等有毒气体给环境造成持续污染具有关部门统计，国家100个GDP中有18个GDP是以破坏环境带来的，类似这样不合理的生产方法应该引起我们人类的重视。 ??? 针对上述问题，在欧美、日本和西方工业发达国家于二十世纪六十年代起就开始研制生产取代高能耗、高污染的溶解乙炔气的新型金属焊割气，取而代之的是氟莱马克斯、凯腾、特利、霞普、MaPP、丙烷、天然气。我国黑龙江哈尔滨焊接研究所九二年利用液化石油气（丙烷）替代乙炔切割，被原国家科委列为《国家级科技成果重点推广计划》，科技日报2001年对武汉大学化工研究所、武汉时代航空技术研究研制的季牌新型环保焊割气在武钢建厂给予报道。又经过几年的实践和研究，在新型燃气的高活度、活化剂的“智能控制”、大功率切割、热喷涂过程中不冻表、不留残液等难题焊割燃气的爆炸极限越宽，活度越大，耗氧低，起火快，潜热值相对降低，美国的燃气焊割气改性后虽然热值升高，但活度没有升高也是不理想的。另外要认识爆炸极限的内涵，所谓爆炸极限，即燃气与空气在一定范围内混合到一定比例，遇明火即爆炸，然而空气中的氮气对爆炸极限不起作用，实际上只有空气中的氧气对起调解作用，这一现象实质说明燃气与不同比例的氧气混合爆炸极限是不同的，燃气活度与爆炸极限氧气之间的关系，如图所示：????????????????????????? 一般规律燃油和氧化剂是不能混装，但是十年科技研究实践中我们打破了这个世界的禁区，改变传统的二次混氧燃烧为三次混氧燃烧，确保燃烧安全。同时摸索到科学添加改性剂的方法，使整个燃气在改性过程中，阻聚、活化、增碳、催化、、抗冻二次完成。理论和实践上把乙炔气的优点和新型焊割气存在的缺点完整的捏合在一起，为全世界的新型焊割气在活度上的突破及机理研究奠定了基础。 四季牌环保焊割气的活度即爆炸极限调至1%-40%，切割起步时间1-3秒，穿孔40㎜钢板时间仅5-8秒，我们可以选用质量较差的普通液化气做母液，也可选用优质丙烷作母液，在15公斤装容积为41升的钢瓶中加入的改性添加剂，把燃气活度值调到1-57%时,1瓶四季牌节能环保焊割气可带氧气瓶,相当于瓶乙炔气工作量,市场价约瓶乙炔气价格,生产时间约6分钟。我们的配方及工艺可以调整出世界上最高的燃气活度，配方及工艺可以智能控制燃气同步气化，采用改性添加剂无排泄带压灌装新工艺，改性添加剂回收为真空无排泄回收，操作上推出傻瓜焊割法，可适用各种母液的改性，发展民族工业，保护国家环境，节约有限资源，赶超世界先进水平，在乙炔气百年后的新型环保节能焊割气的实用化道路上迈出新的步。?季牌焊割气已获省企业标准证书，湖北省节能环保证书，已面向全国推广148家。实践已经证明“四季牌”新型焊割气在活度理论上的创新是替代乙炔的关键。这对我国2000多家乙炔生产家的是一个良好的开端，同时也解决了同类新型焊割气起步慢、耗氧气耗燃气量大、选用母材窄、不易焊接，改性剂