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    工業燃氣發展之現狀
    時間:2014-09-17 來源:通遼市通達氣體有限公司 點擊:0
        自從100多年前法國科學家將氧—乙炔氣運用到金屬切割和焊接領域后,乙炔氣就成為全球金屬焊割的主要燃氣,對工業大革命和人類技術創新有過不可替代的貢獻。

        乙炔是叁健的不飽和的烴類化合物,其化學性質活潑,具有爆炸性。它于1836年被英國科學家戴維(Edmund Davy)發現,但直到1892年利用電爐生產電石的方法被發明以后,它才開始被用于照明。隨著工業的發展,1903年法國首先將乙炔用于金屬的焊接與切 割,從而被廣泛應用于工業生產。

    ⑴乙炔在被工業生產大量應用時,它的來源主要依靠使用電石的發生裝置來供給。但是由于大型的乙炔發生裝置搬運不便。小型的乙炔發生裝置安全性能差,易發生爆炸事故,使用不方便。電石渣又難以集中利用,于是人們開始研究用其它方法來貯存、運輸和使用乙炔氣。

        起初人們研究把氣態乙炔像其它氣體一樣,壓縮到鋼瓶中進行了一系列運輸和使用試驗,但是由于高壓的氣態乙炔,給予很小的能量(例如當乙炔壓縮到15大氣壓 時只需要0.56×10¯³焦耳的能量)就會發生分解爆炸,試驗遭受到失敗。隨后人們又采取像液化氣體那樣把乙炔液化成液體貯存在容器中使用,但液化乙炔 更具有爆炸性,稍一不慎就發生爆炸事故。所以高壓的氣態乙炔和液化乙炔在工業上都不能得到實際應用。

        為了將這種危險性大的氣體穩定地貯存在鋼瓶中,直到1896年在法國發明了一種特殊的鋼瓶,在瓶中填滿一種多孔物質,并在多孔物質上浸潤丙酮作為溶劑,當 乙炔被壓縮充入瓶中時,由于溶劑吸附在多孔物質的毛細孔中,而高壓乙炔又被溶解在溶劑中,從而達到安全貯存、運輸和使用的目的。這種被稱為溶解乙炔氣瓶的 特殊鋼瓶的誕生,使溶解乙炔在工業上得到了更廣泛的應用。因此溶解乙炔的發展離不開乙炔瓶,所以溶解乙炔的發展史,也可以說是乙炔瓶的發展史。

        溶解乙炔在我國也已經有了六十多年的歷史,早在1920年法商在上海蘆家灣徐家匯路開設氧氣廠,引進了法國溶解乙炔的技術和設備及乙炔瓶。1932年上海 中國煉氣廠從德國引進了技術和設備。1936年法商又在青島開設東方修焊公司,這就是我國解放以前僅有的三個溶解乙炔廠(站),其規模都較小,而且主要用 于我國沿海的航標燈。
    解放以后,隨著我國工業的發展,溶解乙炔工業也有了一些發展,但由于對推廣使用溶解乙炔氣瓶的優越性認識不足,在較長一段時間內發展緩慢,直到1979年 全國生產溶解乙炔的廠(站)也僅有十一家,而且大多數又是大型企業的附屬站,規模都較小,產品主要供給本廠使用,裝置總容量僅有300米³/時,在用的乙 炔瓶也僅有約8000多只,年產乙炔約1000噸。

        1979年10月原國家勞動總局為了加強對乙炔瓶的技術監察和安全管理工作,發文委托上海市勞動局組織編寫《溶解乙炔氣瓶安全監察規程》,作為設計、制 造、充裝、使用、管理和出口乙炔瓶的技術依據和暫行法規。編寫組于1980年1月完成了“規程”征求意見稿,并于同年3月在上海召開了“規程”征求意見 會,廣泛地聽取了國內有關設計、制造、充裝、使用、管理、科研和高等院校的寶貴意見。以后又進行了一系列科學試驗,于1980年8月完成“規程”送審稿。 同年10月原國家勞動總局修改后,于1981年6月4日正式頒發在全國試行,從此我國有了第一部國家頒布的乙炔瓶法規,這就為我國推廣使用溶解乙炔氣瓶, 發展溶解乙炔工業奠定了基礎。

        為加強溶解乙炔質量的管理,我國第一部《溶解乙炔》氣體國家標準GB6819—86于1986年9月發布,1987年8月起實施,并于1996年對標準進行了修訂,該標準的實施對我國溶解乙炔行業的質量管理起到了指導性的作用。

        1989年,原機械工業部為了加強對溶解乙炔設備設計制造的管理,委托由中國空分設備公司負責《溶解乙炔設備技術條件》專業標準的起草工作。起草小組在廣 泛聽取了國內有關設計、制造、使用等單位的寶貴意見下,參照國外相關標準,于1990年12月完成了《溶解乙炔設備技術條件》的制定工作,并于1991年 9月發布實施。由于該標準在以后幾年的實施過程中遇到了一些難題,因此于2000年對該標準進行了修訂。新的標準JB/T8856-2001《溶解乙炔設 備》于2001年5月發布,2001年10月實施。

        90年以后,隨著我國溶解乙炔行業的發展,國家相繼制定發布了GB50031-91《乙炔站設計規范》、GB1359-92《溶解乙炔充裝規定》、 GB17266-1998《溶解乙炔氣瓶充裝站安全技術條件》、GB12135-1999《溶解乙炔氣瓶定期檢驗與評定》、GB13003-91《溶解乙 炔氣瓶氣壓試驗法》、溶解乙炔生產安全管理規定等一系列標準規定。

        通過標準、法規的發布、實施,使我國的溶解乙炔行業逐步走上了有序健康的發展道路。

        國家為了迅速在我國推廣使用溶解乙炔氣瓶,發展我國的溶解乙炔工業,國家科委、機械工業部和勞動人事部先后邀請日本、瑞典和美國等國家制造乙炔瓶和生產溶解乙炔及其設備的工廠和管理機構來華交流技術。

        1979年10月12~19日由國家科委、機械部邀請日本高壓氣體工業公司來華在北京交流乙炔瓶填料制造工藝和填料生產設備方面的技術,及乙炔瓶填料檢驗標準等。

        1980年12月7日瑞典AGA公司應機械部邀請來華在北京就溶解乙炔工廠設備及乙炔瓶的制造進行了技術座談。

        1984年10月29~30日,AGA公司技術商務代表團在杭州與中國空分設備公司進行了AGA公司成套、溶解乙炔設備的技術交流,技術交流同時也邀請了 四川空分設備廠、自貢機械廠、邯鄲制氧機廠和常州飛機制造廠參加。通過這次交流,使我國進一步了解了國外溶解乙炔設備的水平,明確了我國溶解乙炔設備技術 開發的方向。

        1985年9月20日~25日勞動人事部邀請美國壓力鋼瓶有限公司(USCylinders)和雷克剎(Rexarc)公司來華在沈陽對乙炔鋼瓶的制造和乙炔瓶填料生產工藝及中壓發生器溶解乙炔生產設備進行了技術交流。

        1986年2月22日~25日,我國就有關溶解乙炔氣瓶的商品檢驗技術問題和日本高壓氣體公司、關東乙炔工業公司、(株)關東氧氣工業所、關東高壓容器經 營公司以及(株)關東高壓容器制造所等單位進行會談。通過這次會談簽訂了“關東溶解乙炔氣瓶商檢技術條款備忘錄”。

        1986年12月1日~12日,根據中、日政府間國際協力事業(JICA)1986年科技交流計劃,由勞動人事部主持,在江蘇常州舉辦“中、日溶解乙炔氣 瓶技術交流講座”。日本通產省環保局,高壓氣體保安協會,和關東乙炔工業公司受日本政府委托,派員來華就溶解乙炔的生產管理、乙炔瓶的檢驗和溶解乙炔生產 工藝及事故的預防等方面進行了技術交流。

        國家在組織和國外技術交流的同時,曾多次派員出國考察。通過技術交流和考察,使我國在溶解乙炔工業的行業管理、乙炔瓶的制造和檢驗、規程和標準的制定以及溶解乙炔的生產工藝、事故的預防、設備的制造等方面有了進一步提高。

        為了在我國推廣使用溶解乙炔氣瓶,國家經委、勞動人事部先后多次發文建議在全國范圍內,根據各地具體條件,社會需要,逐步生產、推廣使用溶解乙炔氣瓶。同 時為了落實乙炔瓶的試制和生產。自1979年先后批準了十三個工廠試制、生產乙炔瓶,截止1984年先后已有十一個試制廠通過了國家技術鑒定,投入了批量 生產。到1984年底十一家乙炔瓶生產廠共生產了十一萬三千多只。以后產量逐步上升。1985年一年中就生產了約十一萬五千多只。1986年各生產廠設備 的生產能力已達年產三十三萬只,但1986年實際生產了約二十二萬只,1987年產量達三十三萬只,以后隨著我國市場經濟的深入發展,進入90年代鋼瓶生 產企業進行了大洗牌,優勝劣汰,淘汰了大部分鋼瓶生產廠家。

        國家經委和原國家勞動總局于1982年1月發文確定由機械部負責溶解乙炔廠(站)的成套設備供應,和乙炔廠(站)的系列化定型設計、設備制造、成套供應安 裝、調試和人員培訓等技術服務工作。機械部確定由中國空分設備公司統一技術歸口和組織成套供應。成套供應20m³/h、40m米³/h、80m³/h的乙 炔廠(站)設備。在1982年還主持了乙炔瓶閥門和乙炔減壓器及乙炔瓶用阻火器的鑒定,從而使國內的乙炔廠(站)得到了較快的發展,加快了溶解乙炔氣瓶推 廣使用的速度。

        從八十年代中期,我國先后從美國、瑞典、日本引進了幾十套溶解乙炔設備,在引進設備的同時,使我們了解了國外溶解乙炔生產技術的水平。從美國引進的設備基 本上是美國二戰時期設計、生產的中壓工藝裝置,采用中壓發生器、干粉凈化裝置、無水氯化鈣高壓干燥器、水浴式乙炔壓縮機。應該說除了乙炔壓縮機及控制系統 外,其它工藝裝置及生產工藝較為落后。從日本引進的乙炔設備雖然采用了低壓發生工藝,但配套了安全性差、乙炔提取率低的敞開式乙炔發生器及無水氯化鈣高壓 干燥器,其成套裝置的工藝水平也較一般。

        從瑞典AGA公司引進的溶解乙炔設備采用了低壓發生工藝,配套了安全性好,乙炔提取率高的低壓電石入水式主副發生 器、硫酸法凈化裝置、雙列活塞式乙炔壓縮機、分子篩無熱再生變壓吸附高壓乙炔干燥器及帶金屬繞性管的乙炔充裝排等,還配套了全氣動生產控制裝置和緊急處理 控制裝置。在引進設備的同時還給我們帶來首套溶解乙炔設備的設計標準——德國TRAC標準,在當時該標準向我們提供了全新的溶解乙炔設備設計理念和設計依 據。

        我國的溶解乙炔設備的開發設計、制造走過了從八十年代初的僅滿足于生產的簡陋型到九十年代中期的安全型,再到現在的安全環保型的過程。其目前的工藝水平接 近國際先進水平。隨著我國市場經濟改革的不斷深入,溶解乙炔設備設計、制造行業在取得較大發展的同時也出現了一些混水摸魚、依次充好等新的矛盾。目前在國 內生產溶解乙炔設備的企業約有七、八家,但真正有一定技術水平,有獨自進行工藝、設備開發設計能力,產品符合專業標準要求的企業為極少數。

        我國溶解乙炔廠(站)的建立是在國家統一規劃下,有計劃、有步驟的分期分批建設的。國家經委和原國家勞動總局于1982年1月發文通知全國要有組織有計劃 地發展。提出溶解乙炔廠(站)應以大、中工業城市為主進行。要充分利用現有電石廠進行布點改造。某些氧氣廠、大型企業的乙炔站,有條件改造增加瓶裝乙炔氣 供應的,也要充分利用。要求化工部對溶解乙炔的生產,在技術、質量、安全等方面要給以指導。

        為此化工部于1984年10月在江蘇吳縣召開了全國小電石生產 管理座談會,要求各地加速發展溶解乙炔,編制好本地區溶解乙炔布點規劃。生產規模以50~100萬米³/年為宜,并力求采用先進技術,加強本地區溶解乙炔 生產的管理。
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        985年5月國家經委、化工部又發出“關于加強對溶解乙炔管理的通知”進一步明確溶解乙炔列為化工部門歸口管理的產品。溶解乙炔的生產發展規劃由省、市化工廳(局)編制經同級經委批準。

        1987年12月15,經國家經委、勞動人事部、國家機械委、化工部、國家物資局聯合發出經機[1987]776號文“關于加強溶解乙炔氣站和溶解乙炔氣 瓶管理的通知”明確提出,為了有組織、有計劃、穩定、合理地在全國推廣使用溶解乙炔,避免盲目性,減少不必要的損失,作出以下幾條規定:

        (1)嚴格按發展規劃建設溶解乙炔站

        溶解乙炔是化工產品,統一由化工部實行行業管理,乙炔站必須嚴格執行國務院發布的《化學危險品安全管理條例》,由勞動、公安、環保等部門進行監督檢查;各 省、自治區、直轄市化工廳(局)負責編制本地區的溶解乙炔發展與乙炔站的布點規劃,經同級經委批準后報化工部備案,乙炔站建成后按化工部(87)化工司字 7號《溶解乙炔工程竣工投產驗收方法》進行驗收。

        (2)嚴格整頓溶解乙炔氣瓶的質量與管理

        乙炔瓶是移動式壓力容器,由國家機械委負責行業歸口管理,勞動人事部負責安全監察,國家物資局負責安排生產計劃、產品分配和主要原材料供應;乙炔瓶制造廠 必須嚴格執行《溶解乙炔氣瓶安全監察規程》和國家標準,不斷提高乙炔瓶的安全性能與使用性能;目前乙炔瓶廠,布點基本合理,供需大致平衡,因此原則上不宜 再建新廠。

        (3)嚴格控制乙炔站設備和乙炔瓶的進口

        國內已從美國、瑞典、日本等國進口約三十多套乙炔站設備,要積極做好消化吸收工作,不得再重復進口;嚴格控制乙炔氣瓶進口,按國發[1987]52號文的規定審查把關。

        乙炔在很長一段時間內成為工業切割、焊接、火焰噴圖等工藝不可替代的燃料,乙炔在特種切割中發揮了不可替代的作用,如球墨鑄鐵、鉬鋼、不銹鋼等工件的切 割。焊接工藝中乙炔較其它燃氣更具有特殊的優勢,操作簡便,適用性強,火焰噴圖因其具有速度快,質量好等優點收到廣大企業的青睞。

        但隨著生產力的發展和社會的進步,人類越來越注重環保、節能、安全、高效,對乙炔氣暴露出來的弊端和缺陷也有了越來越清晰的認識。上世紀七十年代,在歐 美、日本發達國家就已開始逐步淘汰乙炔氣,取而代之的是以丙烷、丙烯、天然氣、汽油、焦爐煤氣、氫氣等為主體的工業燃氣。

        ⑵2002年,國務院獲準通過的全國范圍內的計劃為控制污染制定出詳細的目標,并且指明了對于治理工作評估的具體方案,推出了保證計劃順利執行的政策及措 施。國家環??偩志珠L解振華表示:“中國政府從來沒有像現在這樣把環境保護問題放在如此重要的位置上。環境問題是保證國家穩定富強、人民生活幸福的關鍵所 在。”

        ⑶2009年,根據全國人大十一屆二次會議審議通過的政府工作報告和計劃報告,國家發改委又對節能減排工作進行了八項重點工作安排。

        一、大力推進產業結構優化升級。堅決遏制高耗能、高排放行業低水平重復建設。提高項目節能環保準入門檻和“兩高”行業項目資 本金比例,引導金融機構嚴格限制高耗能和產能過剩行業貸款。加快淘汰落后產能,今年計劃關停小火電機組1500萬千瓦,淘汰落后煉鐵產能1000萬噸、煉 鋼600萬噸、造紙50萬噸。中央財政采取轉移支付方式,對經濟欠發達地區淘汰落后產能給予獎勵。

        二、繼續加大重點工程實施力度。安排新增中央投資、中央預算內投資、中央財政資金支持十大重點節能工程、循環經濟和重點工業污染治理項目;支持城鎮污水、垃圾處理設施建設和重大環保技術示范項目;支持重點流域水污染防治項目。

        三、加快推廣高效節能產品。實施“節能產品惠民工程”,今明兩年通過財政補貼方式,對達到能效等級1級或2級標準的高效節能空調、電冰箱、洗衣機等10大類產品,加大推廣力度。今年通過財政補貼方式推廣節能燈1億只,支持在13個城市開展節能新能源汽車推廣應用試點。

        四、積極推進循環經濟發展。深化國家循環經濟示范試點和汽車零部件再制造試點,支持建設一批循環經濟重點項目。開展“循環經濟專家行”活動,推廣典型經驗。大力推進礦產資源綜合開發利用和報廢汽車、廢舊家電回收利用。加快再生資源回收體系建設。研究建立循環經濟評價指標體系和統計制度。

        五、加快發展節能環保產業。研究促進節能服務產業發展的政策,鼓勵專業化節能服務公司采用合同能源管理方式,為中小企業、公共機構實施節能診斷、融資和改造服務。研究制定加快推進城鎮污水、垃圾處理產業化發展意見。

        六、繼續強化目標責任評價考核。加快完善節能減排統計、監測及考核體系。開展 2008 年省級政府及重點企業節能減排目標責任現場評價考核,考核結果向社會公告,落實獎懲措施。
       七、不斷完善法規和政策。出臺固定資產投資項目節能評估和審查辦法。加快制定或修訂高耗能產品能耗限額強制性國家標準和

        主要用能產品強制性能效標準。繼續推進資源性產品價格和環保收費改革。積極落實差別電價政策。落實企業購買節能環保設備和節能環保投資項目所得稅優惠政策。研究建立循環經濟發展專項資金。
    八、進一步加強節能減排監督管理。加大對重點地區和行業經常性節能減排監督檢查力度。繼續深入開展整治違法排污企業保障群眾健康環保專項行動,集中力量對掛牌督辦企業、區域限批地區,以及重大環境事件和嚴重違法地區進行環保后督察。

        ⑷一系列的政策預示著新型能源將成為未來社會發展的主流產業,《美國清潔能源與安全法案》及在09年11月召開的哥本哈根會議將成為低碳經濟的催化劑——所有的經濟活動都將會以低碳經濟重新定義,全球將出現統一的碳交易市場。

        低碳經濟是一個很大的范疇, 低碳產業體系包括火電減排、新能源汽車、節能建筑、工業節能與減排、循環經濟、資源回收、環保設備、節能材料等諸多新興行業,更可能是一個可在未來40年高成長的、可持續關注的投資機會。
    上世紀70年代日本崛起時,油價每桶從2美元漲至20美元,出現第一次能源危機,進而演變為全球經濟危機和股市暴跌。這一次“金磚四國”的快速崛起也同樣導致了資源價格暴漲,油價每桶從30美元漲到147美元,鐵礦石價格亦暴漲,所有資源品價格都出現大幅暴漲,最后結果就是經濟崩盤。

        2008年爆發的經濟危機說明此前的高碳經濟(煤炭、鋼鐵、有色等)老路已經走不通了——如果全世界人民都像美國人那樣去買大房子和大排放量汽車,那么發展下去的結果就是地球毀滅。

        我們經歷的這個人類歷史上第六大超級熊市也告訴我們,世界上沒有簡單的經濟崛起之路,按照高耗能高消耗高排放的老路發展下去是不可持續的。新經濟體的崛起必須開創新的經濟發展道路,發展資源節約型、環境友好型的低碳經濟是中國經濟崛起的必然之路。

        目前,人類面臨兩個最大的問題:氣候問題和能源問 題。氣候問題已經非常嚴重,空氣中二氧化碳的當量濃度達到400PPM(百萬分之一),如果到了450PPM全球溫度會上升2度,北冰洋的冰層都會融化, 導致海平面上升。英國科學家講人類拯救地球的時間只有七年,氣候問題成為關系人類生存的核心問題,解決之道就是發展低碳經濟,用市場化的辦法,使高碳經濟 為低碳經濟買單。

        最近,各國都在探討對高碳行業和企業征收二氧化碳排放稅,通過排放許可權交易補貼低碳和零排放的清潔能源,達到減少二氧化碳排放和解決氣候問題的目的。
    根據國家產業政策及行業發展方向,節能環保項目逐步成為社會發展的主流,而高耗能、高污染的企業發展將會受到極大的限制。

        原國家科委于一九九二年就下文號召推廣使用氧-丙烷切割技術,并將此項目列為《國家級科技成果重點推廣計劃》;國家機械工業部也于一 九九五年作出了《不再審批新建、擴建電石、乙炔氣廠》的決定;一九九六年九月二十六日,原國家經貿委、國家計委、國家科委聯合下發國經貿資 (1996)628號文件,將新型焊割氣列為重點節能推廣項目;一九九九年 一月二十二日,原國家經貿委頒發第6號令,將電石氣列為落后的生產工藝設備,要求堅決予以淘汰,同年十一月,國家技術監督局頒發了 GB17673-1999焊割氣專用鋼瓶標準。這些文件的發布給當時興起中的烷烴類新型焊割氣產業指明了發展的道路和提供了有力的政策保障。

        而乙炔氣的生產工藝復雜,首先將焦炭與氧化鈣(分子式CaO)置于2200℃左 右的電爐中熔煉,生成碳化鈣(分子式CaC2,俗稱電石,每生產1噸電石會產生3噸以上的毫無用處的電石渣,同時排放大量的H2S、H3P等有害氣體和污 水雜質,嚴重污染環境。生產一噸乙炔氣需耗電3600度和一噸多焦炭,以及大量的人工,每瓶乙炔氣的充裝量由原先的7公斤變為現在的不足3公斤,加之丙酮 價格的攀高,生產一瓶乙炔氣直接成本在35元以上,銷售價格在60-80元不等,因而各地普遍存在短斤少兩、充裝量不足的現象,更有甚者將石油液化氣與乙 炔氣混裝,以次代好,不僅增加了使用單位的生產成本,而且嚴重擾亂了市場,導致市場競爭日趨激烈,迫使眾多乙炔生產廠家及乙炔經銷商尋找替代型產品,從而 推動了新工業燃氣的大發展。

        然而任何技術的發展都有著不斷完善的過程。上世紀九十年代末期我國開始出現了各種類型的焊割氣,但真正應用到實際生產中的是鳳毛麟角,因為要完全替代乙 炔,至少必須達到乙炔的使用功效,而這些產品普遍存在切割預熱慢,耗氧量大,不能進行焊接,烤校,火焰噴涂甚至工具也不能跟乙炔通用。雖然新技術產品存在 一些缺陷,但人們從來沒停止過對新型焊割氣的研究和開發,這是時代發展的要求,市場的呼喚,是大自然向人類提出的嚴峻的課題,是大勢所趨!

        ⑸二十世紀六十年代起國際上即著手其用于工業切割試驗,我國亦于七十年代初開始研究,并于九十年代初由哈爾濱焊接研究所等試驗成功,并由國家科委(92)國科成辦字第097號文在全國范圍內推薦使用。

        對烷烴類新型焊割氣國內外研究探索者經歷了漫長的探索,早先用丙烷或丙烯直接配合氧氣使用,溫度可達2200℃左右,只能用于切割但與乙炔相比預熱時間 長。后來,通過改進工藝,丙烷+丙烯,比例約為1:2配合氧氣溫度可達2500℃左右也達不到乙炔的切割效果。對石油液化氣用于切割的測試發現,石油液化 氣耗氧量大,殘液多,對環境溫度要求較高。通過在石油液化氣或丙烷里加上水溶性添加劑,用于切割,效果也沒有明顯改善。但這種嘗試為后來的新型焊割氣研制 奠定了初步的理論基礎,具有啟發性意義。

        采用水溶性和油溶性混合添加劑,會與母液產生分層達不到效果,不是科學和安全的方法。采用混合脂性添加劑,雖然與母液有較好的互溶性,可提高溫度至 3000℃左右,也只能用于切割,但要求母液只能用高純度丙烷,否則難以解決氣化問題,且高純度丙烷成本高。而混合脂性添加劑與油溶性添加劑共存,溫度可 達3200℃左右,活化系數提高,使用效果較好,切割效果優于乙炔。但生產工藝較復雜,添加劑的順序要求較嚴格,抗爆性差,有效期短,只能在小范圍內(僅 限于金屬切割)使用。

        實踐證明,助燃催化劑對于烷烴類燃氣的催化是有一定作用的,雖然催化劑的組成成分及催化效果各不相同,但對于新型燃氣的發展做了很好的鋪墊。

        目前國內外從事于燃氣催化的企業已發展到了一定的規模,大多是由中小型企業開發的一些助燃催化劑,對于高純度丙烷有一定的催化效果,但是對于石油液化氣、 天然氣、焦爐煤氣等效果不明顯。1962年前后由日本最大的工業燃氣公司巖谷產業開發的工業切割氣-霞普氣,于八十年代后期在我國東部沿海地區應用,霞普 氣就是純丙烯氣(C3H6),火焰溫度在3000度以內,目前國內使用較少。特利氣是近幾年于國內出現的一種燃氣,主要是由丙烷與丙烯按一定比例配合而 成,其燃燒溫度較丙烷略有提高,其性能與丙烷、氟萊瑪克斯氣、霞普氣相同,成本較丙烷略高。

        在低碳鋼等薄板切割中有一定優勢。但各地生產廠家加入的添加劑 由于產地、配方不同,內在質量不一,難以達到預期目的,添加后效果多不明顯,其火焰溫度不高、切割預熱時間長、耗氧量大、切割范圍不廣、不能噴涂、不能焊 接、難以替代乙炔氣。 金火焰燃氣是近幾年國內出現的一種燃氣品種,它采用美國技術CHEMANE2(凱騰-2)添加劑與高純度丙烷混合溶解合成,與前幾種氣體相比在安全、環保 性能方面有了較大進步,但在使用過程中仍有回火現象、預熱時間長、多層金屬切割難度較大成本高,不可焊接,烤校性能不如乙炔,不能火焰噴涂等不足,且產品 中含苯,長期使用對人體有害。

        國內近年出現的助燃催化劑如:先鋒、綠火焰、藍火焰、亞綠、TD、金火神等分別在高純度丙烷里有一定效果,但是部分催化劑本身具有很強的氧化性、腐蝕性、揮發性、固體顆粒等,長時間注入到鋼瓶內會對鋼瓶本身造成傷害,導致安全隱患。

        目前市場上的替代燃料主要有:丙烷、丙烯、石油液化氣、二甲醚、焦爐煤氣、天然氣、汽油、氫氣等。

        這些原料氣主要特性如下:

        丙烷(C3H6)是石油化工工業的副產品,來源豐富,價格低廉,且燃燒對環境無污染,是乙炔可行的替代品。由于丙烷火焰溫度較低,預熱時間相對比乙炔長, 這是目前推廣應用中遇到的一大困難。這主要是對丙烷的燃燒特性不夠了解,操作者仍沿用氧乙炔焰切割習慣所致。為降低預熱時間,采用氧化焰(氧化焰條件下可 以提高丙烷火焰溫度) 和適當調整割炬與切割表面的距離,可大大縮短預熱時間,待進入正常切割后,再適當減小供氧量。另外,通過適當改變預熱火焰的角度,集中預熱較小體積金屬使 之迅速達到燃點,以減少預熱時間。由于丙烷火焰熱量分布分散,溫度較低,由火焰導致金屬熔化的可能性較小,因此割口上沿不易造成塌邊,切口光滑平整,割口 下沿掛渣少,易清除。由于丙烷火焰溫度低,丙烷需加添加劑提高火焰溫度。

        丙烯(C3H6)的焰心和外焰都有較高的熱釋放,焰心熱量分布與乙炔相似,外焰熱量比乙炔高。因此,丙烯既具有乙炔火焰的屬性又具有丙烷外焰的高熱含量, 火焰溫度比乙炔焰約低,但比丙烷火焰溫度高,是一較好的切割用燃氣。丙烯火焰的切割特點是:火焰溫度較高,切割預熱時間與乙炔相比約有增加,但比丙烷快, 由于外焰熱含量高,對于厚大構件切割有利。

        液化石油氣來自煉廠氣、濕性天然氣或油田伴生氣。由天然氣和伴生氣中得到的液化石油氣主要成分是丙烷(為通常俗稱為殘液的主要成分)、丁烷、丁烯和少量戊 烷。液化氣成分復雜,燃燒時火焰不集中,熱量不均衡,火焰溫度低,切割預熱時間相應增長,切割速度降低,功效差。

        天然氣(CH4)是目前切割用燃氣中價格最為低廉的一種燃氣,由于其燃燒速度慢,火焰溫度低,切割預熱時間相應增長,難以應用,純天然氣熱值較低,運用到 火焰切割中預熱時間長,切割速度慢,不僅耗費燃氣,而且耗費氧氣,達不到質量要求,降低工作效率,提高了切割成本,因此純天然氣不適合用于切割,需加添加 劑提高火焰溫度。
    氫氣(H2)價格低廉,由電解水制成,無污染,著火溫度為580~590℃,與空氣混合的爆炸極限是4.0%~74.2%,與空氣相對密度小15.6℃時 0.069。氫氣雖然燃氣熱值低但由于燃燒速度快,故其燃燒強度僅次于乙炔而高于其它燃氣,但使用范圍小,不易推廣使用。

        焦爐煤氣是在煉焦爐中經高溫干餾后,在產出焦炭和焦油產品的同時所得到的可燃氣體,是煉焦產品的副產品。焦爐煤氣主要由氫氣和甲烷構成,分別占56%和27%,并有少量一氧化碳、二氧化碳、氮氣、氧氣和其他烴類,主要用于連鑄切割。

        催化劑在推進替代型燃氣中發揮了重要的作用。目前眾多業內人士在提到催化劑與燃氣是怎樣發生作用時最多的提法是混合,催化劑液體與氣體是怎么進行混合的 呢?一個是液態形式的,一個是氣態形式的,如果說催化劑液體與丙烷液體或者石油液化氣在鋼瓶內混合尚可說的過去,然而催化劑與天然氣混合的說法是沒有任何 科學依據的。如果發生混合現象只能是催化劑變為氣態才能夠與天然氣氣體發生混合,然而要使催化劑變為氣態首要的條件是催化劑本身具有很好氣化性,其汽化速 度應與丙烷汽化速度相當,或者給催化劑加溫,強制汽化 ,才能達到混合的目的。

        目前市場上的氣劑混合柜加裝在管道天然氣上如果說能夠與天然氣混合均勻,那么催化劑的反應活性應該更加活躍才能實現混合的目的。另一種可能就是天然氣在通過氣劑混合柜時將液態的催化劑攜帶出去,達到混合的目的。然而天然氣和催化劑的比例又如何控制呢?

        如果使催化劑與可燃氣體發生理化反應,達到催化助燃的目的,首先燃料在催化劑表面能夠進行完全的氧化反應。在催化燃燒反應過程中,反應物在催化劑表面形成 低能量的表面自由基,生成振動激發態產物,并以紅外輻射方式釋放出能量;催化劑與天然氣(液化石油氣)分子結合后(以離子結合方式出現或者是最大限度的互 相溶解),從而改變了燃氣的性質,在燃燒狀態下改變了氣體波長、燃燒頻率、燃燒速度等,實現了二次完全燃燒,在反應完全進行的同時,通過催化劑的選擇性來 有效地抑制生成有毒有害物質的副反應發生,基本上不產生或很少產生NOx、CO和HC等污染物,達到了高溫催化燃燒的目的。

        通過對壓縮天然氣(CNG)的研究發現,首先將催化劑加入鋼瓶內,然后充裝天然氣,與不添加催化劑的天然氣比較,催化后的天然氣火焰切割時的溫度明顯提 高,切割速度優于乙炔,氧氣、燃氣消耗量大幅度降低,切割后的鋼板表面平整,掛渣少,使用安全系數大大提高。將催化后的天然氣用于汽車,汽車的動力明顯增 強,并且達到了節約燃氣的目的。

        從甲烷、丙烷、催化甲烷、催化丙烷及乙炔的燃燒可以看出幾種燃氣的理化性質,從而直觀的驗證催化劑對烷烴氣體的催化作用。
      國家能源局相關負責人日前在第四屆再生能源金融論壇上透露,新能源振興規劃即將出臺,隨著相關發展目標的調整,中國在新能源領域的總投資將超過3萬億元,新能源產業的發展無疑已成為經濟復蘇的主脈絡之一,而國內政策的大力刺激將提速該產業發展。

        推動新能源的發展已成為各國寄托經濟復蘇的主脈絡之一,正如美國總統奧巴馬在近期所說,清潔能源行業是創造就業的一種模式。

        總之,能源危機和環境污染已經成為21世紀的國際關鍵詞,大力發展新能源則成為緩解經濟發展與能源及環境之間的矛盾的又一戰略選擇和現實途徑,各國在當前經濟危機的壓力下,之所以緊抓新能源行業不放,已經不單單是處于能源戰略和控制碳排放和調整能源產業結構的需求,而更多的是發展一種新興產業從而推動就業和經濟復蘇的需求,這大大提升了發展新能源產業的緊迫感。在未來一段時間內,替代型工業燃氣將成為投資的熱點,替代型工業燃氣圍繞新能源所形成的產業群有可能成為下一輪經濟增長的支撐點。

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