CN100392051C - 节能环保型二甲醚工业切割气 - Google Patents

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Abstract

一种节能环保型二甲醚工业切割气，以二甲醚为主，加入辅助气体和催化剂组成，其中辅助气体是乙炔或丙烷或丙烯或液化石油气中的任何一种或两种以上的混合气体，催化剂是由90#汽油100g、二茂铁3～15g、双氧水1～5g组成，其特征在于：催化剂还加入二聚环戊乙烯铁3～15g、硝酸异辛酯3～15g、碳酸氢钠3～15g；该切割气组分百分比如下：二甲醚20%、辅助气体78%、催化剂2%；或者二甲醚85%、辅助气体12%、催化剂3%。

Description

节能环保型二甲醚工业切割气
技术领域
本发明涉及一种能源新产品，尤其是一种能够单独使用，或加入辅助气体和催化剂使用的节能环保型二甲醚工业切割气。
背景技术
长期以来，乙炔氧气火焰切割占据了气体火焰切割的主导地位，其具有火焰温度高，切割、焊接速度快，工艺成熟，操作方式为实际操作人员熟悉等优点。但是，理论研究及实际应用表明：乙炔氧气火焰切割存在以下缺点：
(1)乙炔分子中含不饱和键，性质活泼，爆炸危险性高
(2)乙炔生产原料为电石，耗能巨大，污染严重；；
(3)操作过程易产生回火现象，易发生事故。
为了消除乙炔氧气切割带来的种种不利后果，人们一直在探寻乙炔气代用品，并开发了以丙烷、丙烯等石油类副产品为主的切割气。虽然它们的安全环保性能比乙炔气有明显的改善，但火焰温度和切割速度却不如乙炔氧气切割的优越，且价格高，来源单一，温度不易控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够根据需要调整热值，节能环保的、价格低廉、温度能够控制、原料来源丰富、能够适应不同应用场合的节能环保型二甲醚工业切割气。
为了达到上述目的所采用的技术方案是：
二甲醚是一种新型清洁燃料，以石油、天然气、煤为原料生产，原料来源丰富。近年来随着二甲醚大型化技术的发展，其生产成本大幅度降低，已经具备和石油类副产品竞争的价格，应用二甲醚作为切割燃气源，是本发明的首创。
所以，直接用二甲醚替代乙炔作为工业切割燃气是本发明的重大特点。
然而，二甲醚热值较低，直接燃烧火焰温度2300℃左右，在大厚度钢板上使用与乙炔气相比没有多大差别，但用于小厚度钢板切割和钎焊、开孔等则较乙炔显得速度较慢。为了弥补二甲醚这一缺陷，本发明从燃烧机理入手，通过加入少量具有助燃、催化、裂解和阻聚功能的催化剂，使二甲醚燃烧速度加快，发热集中，从而使火焰温度提高到2900℃左右，基本满足了工业普通切割的需求。具体配方是以二甲醚为主要成分，加入其它辅助气体和少量具有助燃、催化、裂解和阻聚的催化剂充分混合而成，其组分含量(wt％)如下：
二甲醚      20-90％，
辅助气体    5-80％，
催化剂      0.1-10％。
所述的辅助气体是乙炔，或丙烷，或丙烯，或液化石油气中的任何一种，或两种以上的混合气体。
所述的催化剂组分含量如下：
90#汽油                      100g，
二茂铁                       3～15g，
二聚环戊乙烯铁[(C5H5)2Fe]    3～15g，
双氧水                       1～5g，
硝酸异辛酯                   3～15g，
碳酸氢钠                     3～15g。
节能环保型二甲醚工业切割气的制备方法是：
a.按上述配比制备出具有助燃、催化、裂解和阻聚的催化剂；
b.先将催化剂充入压力罐；
c.再将二甲醚按比例充入压力罐；
d.最后将辅助气体按比例充入压力罐。
本发明的优点在于：
1.二甲醚是一种新型清洁燃料，以石油、天然气、煤为原料生产，原料来源丰富。近年来随着二甲醚大型化技术的发展，其生产成本大幅度降低，已经具备和石油类副产品竞争的价格优势将成为新型工业燃气源。
2.可以适应不同用户的需要，本发明在单一二甲醚切割气基础上引入少量辅助气体作为补充，如乙炔、丙烷、丙烯、液化石油气等，充分发挥多种气体的协同效应，使二甲醚工业燃气的热值在28.15～50.22MJ/kg范围之间随不同场合变化。二甲醚来源广泛，价格低廉，受国际油价影响较少。
3.二甲醚为含氧燃料，燃烧充分、安全、无污染。催化剂含助燃、催化、裂解和阻聚等多种功能，能够极大地提高切割气燃烧温度。
1.二甲醚切割气及其余组分含量可以调节，因此可以根据用户不同需求，调制热值范围在28.15～50.22MJ/kg之间的工业燃气。
附图说明
图1是本发明工业切割气实验结果图。
其中，实验机具：GC1-30半自动切割小车用于钢板切割，G01-30手动射吸式割枪用于开孔。实验钢板：40mm普通碳钢板；割嘴：普通梅花2#割嘴。
具体实施方式
实施例一
一种节能环保型二甲醚工业切割气，其特征在于：以二甲醚，或以二甲醚为主要成分，加入其它辅助气体和具有助燃、催化、裂解和阻聚的催化剂，充分混合而成，其组分含量(wt％)如下：
二甲醚        55％，
辅助气体      44％，
催化剂        1％。
实施例二
一种节能环保型二甲醚工业切割气，其特征在于：以二甲醚为主要成分，加入其它辅助气体和具有助燃、催化、裂解和阻聚的催化剂，充分混合而成，其组分含量(wt％)如下：
二甲醚        20％，
辅助气体      78％，
催化剂        2％。
实施例三
一种节能环保型二甲醚工业切割气，其特征在于：以二甲醚为主要成分，加入其它辅助气体和具有助燃、催化、裂解和阻聚的催化剂，充分混合而成，其组分含量(wt％)如下：
二甲醚        85％，
辅助气体      12％，
催化剂        3％。
所述的辅助气体是乙炔，或丙烷，或丙烯，或液化石油气中的任何一种，或两种、两种以上的混合气体。
所述的催化剂实施例
实施例1：90#汽油100g，二茂铁3g，二聚环戊乙烯铁[(C5H5)2Fe]3g，双氧水1g，硝酸异辛酯3g；碳酸氢钠3g。
实施例2：90#汽油100g，二茂铁9g，二聚环戊乙烯铁[(C5H5)2Fe]9g，双氧水3g，硝酸异辛酯9g  碳酸氢钠9g。
实施例3：90#汽油100g，二茂铁15g，二聚环戊乙烯铁[(C5H5)2Fe]15g，双氧水5g，硝酸异辛酯15g，碳酸氢钠15g。
本发明的制备方法实施例
实施例一
a.取上述催化剂50g，注入40L液化石油气空瓶中；
b.取工业液化丙烷500g注入上述液化石油气瓶中；
c.将工业二甲醚4450g注入液化石油气瓶中；
d.关闭阀门，摇匀放置，即完成5kg节能环保型二甲醚(SF-1)工业切割气的生产。
实施例二：
a.取催化剂50g，注入40L液化石油气空瓶中；
b.取乙炔500g注入上述液化石油气瓶中；
c.将工业二甲醚4450g注入液化石油气瓶中；
d.关闭阀门，摇匀放置，即完成5kg节能环保型二甲醚(SF-2)乙炔工业切割气的生产。
实施例三：
a.取催化剂50g，注入40L液化石油气空瓶中；
b.取工业液化丙烷1000g注入上述液化石油气瓶中；
c.将工业二甲醚3950g注入液化石油气瓶中；
d.关闭阀门，摇匀放置，即完成5kg节能环保型二甲醚(SF-3)工业切割气的生产。

Claims (1)

1.一种节能环保型二甲醚工业切割气，以二甲醚为主，加入辅助气体和催化剂组成，其中辅助气体是乙炔或丙烷或丙烯或液化石油气中的任何一种或两种以上的混合气体，催化剂是由90#汽油100g、二茂铁3～15g、双氧水1～5g组成，其特征在于：催化剂还加入二聚环戊乙烯铁3～15g、硝酸异辛酯3～15g、碳酸氢钠3～15g；该切割气组分百分比如下：二甲醚20％、辅助气体78％、催化剂2％；或者二甲醚85％、辅助气体12％、催化剂3％。
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