煙氣熱物理性質 (煙氣成份：rco2=0.13； rh2o=0.11 ；rn2=0.76)
附：濕空氣幹、溼球溫度對照表
水的汽化熱為40.8千焦/摩爾，相當於2260千焦/千克
天然氣是一種無毒無色無味的氣體，其主要成份是甲烷，天然氣的低熱值為34.91mj/nm3。天然氣(甲烷)的密度在0℃,101.
352kpa時為0.7174kg/nm3,相對密度(設空氣的密度為1)為0.5548，天然氣約比空氣輕一半，完全燃燒時,需要大量的空氣助燃。
1立方公尺天然氣完全燃燒大約需要9.52立方公尺空氣。如果燃燒不完全,會產生有毒氣體一氧化碳，因而在燃氣器具使用場所,必須保持空氣流通。
在封閉空間內,天然氣與空氣混合後易燃、易爆、當空氣中的天然氣濃度達到5-15％時，遇到明火就會**，因而一定要防止洩漏。
天然氣的密度定義為單位體積氣體的質量。在標準狀況（101325pa，15.55℃）下，天然氣中主要烴類成分的密度為0.
6773kg/m3（甲烷）-3.0454kg/m3（戊烷）。天然氣混合物的密度一般為0.
7-0.75kg/m3，其中石油伴生氣特別是油溶氣的密度最高可達1.5kg/m3甚至更大些。
天然氣的密度隨重烴含量尤其是高碳數的重烴氣含量增加而增大，亦隨co2和h2s的含量增加而增大。
天然氣的相對密度是指在相同溫度、壓力條件下天然氣密度與空氣密度的比值，或者說在相同溫度、壓力下同體積天然氣與空氣質素之比。天然氣烴類主要成分的相對密度為0.5539（甲烷）-2.
4911（戊烷），天然氣混合物一般在0.56-1.0之間，亦隨重烴及co2和h2s的含量增加而增大。
在標準狀況下，天然氣的比重與密度、相對比重與相對密度在數值上完全相同。天然氣中常見組分的密度和相對密度值如表所示。
天然氣在地下的密度隨溫度的增加而減小，隨壓力的增加而加大。但鑑於天然氣的壓縮性極強，在氣藏中，天然氣的體積可縮小到地表體積的1/200-1/300，壓力效應遠大於溫度效應，因此地下天然氣的密度遠大於地表溫壓下的密度，一般可達150-250kg/m3；凝析氣的密度最大可達225-450kg/m3。
天然氣在地下的密度隨溫度的增加而減小，隨壓力的增加而加大。但鑑於天然氣的壓縮性極強，在氣藏中，天然氣的體積可縮小到地表體積的1/200-1/300，壓力效應遠大於溫度效應，因此地下天然氣的密度遠大於地表溫壓下的密度，一般可達150-250kg/m3；凝析氣的密度最大可達225-450kg/m3。
>>1 fd-10增效天然氣
相對於雷射、等離子等先進焊割技術的使用,氧—燃氣火焰工藝以其投資少、易用性好等特點依然是國內外企業工業焊割特別是低碳鋼焊割的主要選擇。其中,氧—乙炔又是氧—燃氣火焰工藝中最為成熟、廣泛採用的方法。在切割與焊接技術中可用的氣體除乙炔外還有天然氣、液化石油氣、氫氣和煤氣等。
從安全、環境保護、應用效果、能耗與成本等方面的考慮，天然氣與液化石油氣比乙炔、氫氣、煤氣等工業用氣有著較為明顯的優勢。例如，乙炔的原料為電石，是一種高耗能產品,生產乙炔要排出電石渣及co、h2s、so2 等有害氣體及汙水,在使用中還存在安全性差、成本高等不足。
我國在上世紀七十年代開始，開發利用以甲烷為主要成分的天然氣和以丙烷為主要成分的液化石油氣等進行切割與焊接，並在一定範圍內得到了初步應用。
丙烷氣的密度大於空氣,不宜在船艙等半密閉場所使用。天然氣在其清潔、經濟、環保、安全等方面都有一定優勢,近些年來國內天然氣探明儲量不斷攀公升，有了氣源保障，在能源中的比例在大大提高，從而成為替代乙炔等的最佳選擇。
fd-10增效天然氣是通過大量的基礎研究，在對天然氣增效處理基礎上研製的增溫新增劑，該新增劑的應用能解決長期以來使用乙炔作為工業燃氣所帶來的環保、安全等問題，能徹底**電石渣、硫化物和磷化物汙染源，具有多項乙炔無法比擬的優點：環保、節能、安全、經濟、高效、優質等。fd-10天然氣催化增溫新增劑的使用,將增效後的天然氣成為全功能取代乙炔的「優選產品」，具有巨大的經濟價值和社會效益。
>>1.1 技術分析
1.1.1 基礎燃氣及其燃燒效能對比
可用作氣焊割工業用氣的燃氣比較多，為了有針對性地說明問題，在這裡只給出甲烷、乙炔、丙烷的相關效能引數見表1。從**極限範圍、燃燒速度、密度等角度，天然氣（甲烷）與丙烷、乙炔相比較，以不易堆積、不易回火、不易**等優點呈現出較好的安全性。同時，其質量熱值最高，具備高火焰溫度的潛力。
然而，一般來說普通天然氣（甲烷）火焰不集中，燃燒的實測氧火焰溫度較低（見表1），對金屬預熱時間長，速度慢，焊接或切割效率較低，其在焊割領域的應用受到極大的限制，為此需作進一步的分析。
根據表1中的引數值可以看出，在消耗相同體積的三類燃氣（壓強相等）其消耗的氧氣是不同的，發出來的熱也不相等。從三類燃氣的體積熱值角度來看，丙烷的體積熱值最高；而從質量（重量）熱值角度來看，甲烷的重量熱值最高。火焰溫度的實際值並不是僅僅由熱值決定的，影響火焰溫度的因素很多。
其中三類燃氣的燃燒速度和著火溫度點明顯的差別就將直接影響燃燒速度和燃燒效率，也就直接影響燃燒火焰的溫度。
三類燃氣燃燒的化學反應分別為：
乙炔燃燒的化學反應方程：
丙烷燃燒的化學反應方程：
甲烷燃燒的化學反應方程：
三類燃氣在消耗相同的重量(以1kg為例)時，消耗的氧氣重量，燃燒產物中二氧化碳、水的重量都不相同參見表2
表2 三類燃氣及其反應產物對比
理論上說，重量熱值所能將總的燃燒產物加熱的溫度就是火焰溫度，雖然重量熱值不同，但每公斤燃氣燃燒產物的重量也不相同，從上述兩表可以看出，乙炔、甲烷、丙烷的淨熱值分別為43.3、51.6和46.
1（mj/kg）而每公斤燃氣燃燒產物總質量分別為4.077、5.0、4.
64（kg）。三類燃氣燃燒產物的平均比熱都遠遠低於2000j/kg.℃,它們的理論絕熱火焰溫度都在4000℃以上，差別並不很大。
然而其實際火焰溫度卻有較大差別
參見表1
甲烷和丙烷的實際火焰溫度較低，很大程度反映了其各自燃燒的有效化學釋熱能力。影響火焰溫度的因素比較多，包括燃燒產物與環境的熱交換、燃燒效率等。
燃燒產物與環境的熱交換主要是通過對流換熱和輻射換熱進行的，有效減少這種熱交換的主要方法，第一盡可能降低火焰的輻射強度；第二使火焰範圍變小，通過減小火焰與環境空氣的接觸面積來降低對流換熱量。
影響燃氣燃燒效率的因素包括燃氣的摻混效能、活化能、點火溫度、氧－燃氣混合比等等。
通過改善天然氣的氧火焰溫度，實現天然氣在氣焊和氣割領域的高效應用，就必須對天然氣有關效能通過物理和化學方法進行改善增效。
1.1.2 fd-10增效天然氣主要技術原理
使用增效後的天然氣是以降低能耗、降低汙染、降低使用單位生產成本、提高生產效率等為主要目的。通過研發先進新增劑包為核心，改善天然氣燃燒速度與燃燒效率、提高其總有性能量為主要技術途徑，提高火焰溫度，改善燃燒產物的成分，從而達到預期的目的。
針對不同燃氣成分的物理化學特點，從燃氣各自的燃燒學、燃燒產物的傳熱學等基本規律入手，通過對流動、火焰傳播、燃氧混合等特性的研究確定其合理的匹配關係；通過對燃氣燃燒活化能、催化機理與催化劑、助燃機理與助燃劑等的研究確定新增劑包的基本組成與配比。在上述研究基礎上，對供氣系統的整體工藝流程過程進行研究，確定高能燃氣工業應用的技術途徑，確保使用過程的高安全性。
fd-10天然氣催化增溫新增劑通過高技術系統整合技術增效天然氣，新增劑包的作用主要有五方面，首先通過新增高能物質適度提高燃氣的總熱值；其次通過適當新增均相催化劑降低燃氣活化能，改善化學反應速度，實現有效的催化燃燒；第三通過適當新增助燃劑，在天然氣的燃燒過程產生足夠的自由基促進燃料與氧氣間的相互作用，提高化學反應率；第四通過適當新增阻聚劑提高燃氣的擴散摻混效能，改善天然氣與氧的混合速度和混合率；第五通過適度新增輻射改進劑，改變燃燒時火焰頻率及波長、啟用燃氣, 抑制火焰的熱輻射。使燃氣在燃燒過程能放出更多的能量,延長燃燒時間,達到火焰集中、溫度高、穿透力強,熱能易被工件強化吸收，節省燃氣的效果。可對碳鋼實施切割，焊接，矯形等，並集高效、環保、節能和安全於一體，解決了天然氣不能用於碳鋼焊接等世界性技術難題。
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