CN102977955A - 一种提高天然气火焰温度的助燃添加剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高天然气火焰温度的助燃剂，其特征在于：选取原料组分中组分比例为，正丁醇10-30％、异丙醇10-20％、乙醇10-20％、丙酮8-15％、异丁醇8-15％、丁辛醇10-15％、三甲基甲醇5-10％、甲基异丁基酮5-8％、甲基叔丁基醚1-5％；依次按照先后顺序逐一添加到混合容器内，并通过管道让混合后的有机组合原料进入搅拌系统，搅拌后静置48小时；安全检测；分装到包装桶中；通过添加泵把助燃剂按比例加注到管道天然气中，形成高效混合燃气。本发明有益效果：火焰频率及波长稳定，在生产过程中不产生“三废”，不回火，散发快，安全系数高；不产生磷化物、硫化物和一氧化碳等有毒气体，并大量减少CO2的排放，节能、高效，由天然气加助燃剂制成的混合气，使用成本较低。

Description

一种提高天然气火焰温度的助燃添加剂

技术领域

本发明涉及一种助燃添加剂，尤其涉及一种提高天然气火焰温度的助燃添加剂。

背景技术

目前，在金属切割领域，主要应用的切割气有乙炔气、丙烷气、石油液化气及以丙烷为主体成分加其他添加剂的混合气。乙炔气的优点是火焰温度高，切割速度快，缺点是高耗能、高污染、高成本。以丙烷及以丙烷为主体成分的加其他添加剂的混合气，在市场应用中，虽然价格成本比乙炔气便宜，但是燃烧温度相对低(2550度---2900度)，预热、切割速度慢，切割厚度低等特点，并且密度比空气大，泄露后不易挥发，在使用中存在着一定的安全隐患。《火焰学》一书，讨论了燃烧速度，燃烧温度与自由基浓度之间的关系，认为燃烧速度不仅与H原子的浓度有关，而且也与其他自由基的浓度有关，在天然气主要成分甲烷(CH4)燃烧过程中，如果没有其他催化剂的参与，而只与氧气发生氧化还原反应时，其分子的裂变和反应速度缓慢，因此燃烧速度也很慢，故而火焰温度低，不能完全满足金属切割要求。

天然气作为一种清洁、环保能源已经在民用和工业领域中，被逐步推广和应用；由于天然气燃烧速度慢，火焰温度低，在金属切割领域的造船、钢铁、机械行业，还不能完全替代乙炔气及丙烷气等。

因此，设计开发高效的天然气助燃剂，来提高天然气的火焰温度，达到甚至超过乙炔气的预热、打孔及切割速度和切割质量，并且做到节能、降耗、环保、安全、高效、经济，意义重大。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的缺陷，提供针对现有技术的不足，本发明提供了一种提高天然气火焰温度的助燃剂，该技术在有氧环境中的火焰温度提高到3200度以上，可使天然气在金属切割领域的各项性能均超过乙炔、丙烷及以丙烷为主体成分的其他混合气，实现成为新一代节能、环保、安全、高效、经济的金属切割气。本发明是通过以下技术方案实现的，研制了一种提高天然气火焰温度的助燃剂，其特征在于，包含如下方法步骤：

(1)选取原料组分包括：正丁醇、异丙醇、乙醇、丙酮、异丁醇、丁辛醇、三甲基甲醇、甲基异丁基酮、甲基叔丁基醚，并依次逐一添加到混合容器内；

(2)根据步骤(1)中组分比例为，正丁醇10-30％、异丙醇10-20％、乙醇10-20％、丙酮8-15％、异丁醇8-15％、丁辛醇10-15％、三甲基甲醇5-10％、甲基异丁基酮5-8％、甲基叔丁基醚1-5％；

(3)按照步骤(2)中先后顺序逐一添加到混合容器内混合；

(4)通过管道让混合后的有机组合原料进入搅拌系统进行搅拌；

(5)搅拌完成后静置48小时；

(6)安全检测；

(7)包装：分装到包装桶中。

(8)通过添加泵把助燃剂按比例加注到管道天然气中，形成高效混合燃气。

所述的步骤(8)中与天然气的混合重量比为1％。

本发明的有益效果：(1)由于本发明的产品原料组合中，各成分分子特性都为含C、H的化合物，与天然气(CH4)的分子组成有共性，所以助燃剂在与天然气组合燃烧时，不但火焰温度高，而且燃烧性能稳定，火焰频率及波长稳定，火焰温度相对恒定，所以在进行金属切割工作时，预热速度快，打孔和切割速度快，切口窄，切面平整，切面上缘无咬边，无烧塌，下缘无挂渣，切割质量高。(2)环保、安全用该助燃剂生产的天然气切割气，在生产过程中不产生“三废”，在使用过程中，不回火，散发快，安全系数比乙炔气和丙烷气高；使用过程不产生磷化物、硫化物和一氧化碳等有毒气体，并大量减少CO2的排放。经计算，每替代一吨丙烷气，可减少CO2排放1.1吨左右。(3)节能、高效由天然气加助燃剂制成的混合气，使用成本较低；相对于乙炔气，可降低费用50％左右；相对于丙烷气，可降低35％左右；相对于以丙烷为主体成分的加其他添加剂的混合气可降低25％左右；同时相对于以上气体，在使用过程中，还可节约氧气15％以上；在进行金属切割时，还可降低切口宽度，节约钢材。

具体实施方式

本发明为进一步说明该助燃剂的可靠性和安全性，通过如下实施例进一步说明：

一种提高天然气火焰温度的助燃剂，其特征在于：本发明选取原料组分包括：正丁醇、异丙醇、乙醇、丙酮、异丁醇、丁辛醇、三甲基甲醇、甲基异丁基酮、甲基叔丁基醚，并依次逐一添加到混合容器内，通过管道让混合后的有机组合原料进入搅拌系统，搅拌完成后静置48小时；安全检测；包装：分装到包装桶中，通过添加泵把助燃剂按比例加注到管道天然气中，(与天然气的混合重量比为1％)形成高效混合燃气。

实施例1：

：选取原料组分为正丁醇50％、异丙醇30％、丙酮10％、乙醇10％、并依次逐一添加到混合容器内，通过管道让混合后的有机组合原料进入搅拌系统，搅拌完成后静置48小时；通过添加泵把助燃剂按比例加注到管道天然气中(与天然气的混合重量比为1％)，50MM冷板打孔预热时间25-30秒，30M直线切割320MM/MIN，断面质量为I度，耗气量为0.99KG。

实施例2

选取原料组分为正丁醇20％、异丙醇18％、丙酮12％、乙醇15％、异丁醇10％、丁辛醇10％、三甲基甲醇7％，甲基异丁基酮5％、甲基叔丁基醚3％，并依次逐一添加到混合容器内，通过管道让混合后的有机组合原料进入搅拌系统，搅拌完成后静置48小时，通过添加泵把助燃剂按比例加注到管道天然气中(与天然气的混合重量比为1％)，50MM冷板打孔预热时间12-15秒，30M直线切割420MM/MIN，断面质量为II度，耗气量0.75KG。

本发明经过多年的研究，针对产品的安全性，环保性，高效性和火焰的稳定性及市场的经济性，对产品的配方做了无数次的实验与分析；在助燃剂配方的选择上，最终选择以有机成分为主体的原料组合体，无腐蚀成分和有毒成分。

在生产工艺方面，按照有机溶剂的互溶性原理，采用简单先进的预混复配式生产工艺。在生产流程方面，把采购好的原料，先按照既定的添加组分比例准备，然后按照顺序逐一添加到混合容器内；添加顺序依次为：正丁醇、乙醇、甲基叔丁基醚、甲基异丁基酮、三甲基甲醇、丁辛醇、异丁醇、丙酮、异丙醇。添加完成后，通过管道让混合后的有机组合原料进入搅拌系统，搅拌完成后静置48小时，最后分装到包装桶中。

发明人以普通天然气汽车加气站提供的天然气(CNG)作为基础气体，添加不同的物质作为助燃剂，添加量1％，与乙炔气和丙烷气进行对比实验；选用G01-100型割据，2号割咀，及半自动切割车和3号割咀，对长度30M，厚度50MM冷钢板进行预热打孔实验；

从以上实验结果可以表明，将发明人研制的天然气助燃剂按恒定比例与天然气进行充分混合，可以大幅度提高天然气的燃烧火焰温度，满足天然气在金属切割等领域的需求，理论与实践是成功的。

由于本发明的产品原料组合中，各成分分子特性都为含C、H的化合物，与天然气(CH4)的分子组成有共性，所以助燃剂在与天然气组合燃烧时，不但火焰温度高，而且燃烧性能稳定，火焰频率及波长稳定，火焰温度相对恒定。所以在进行金属切割工作时，预热速度快，打孔和切割速度快；切口窄，切面平整，切面上缘无咬边，无烧塌，下缘无挂渣，切割质量高。

本领域的普通技术人员都会理解，在本发明的保护范围内，对于上述设计原理和技术参数进行修改或替换都是可能的，其都没有超出本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种提高天然气火焰温度的助燃添加剂，其特征在于，包含如下方法步骤：

(1)选取原料组分包括：正丁醇、异丙醇、乙醇、丙酮、异丁醇、丁辛醇、三甲基甲醇、甲基异丁基酮、甲基叔丁基醚，并依次逐一添加到混合容器内；

(2)根据步骤(1)中组分比例为，正丁醇10-30％、异丙醇10-20％、乙醇10-20％、丙酮8-15％、异丁醇8-15％、丁辛醇10-15％、三甲基甲醇5-10％、甲基异丁基酮5-8％、甲基叔丁基醚1-5％；

(3)按照步骤(2)中先后顺序逐一添加到混合容器内混合；

(4)通过管道让混合后的有机组合原料进入搅拌系统进行搅拌；

(5)搅拌完成后静置48小时；

(6)安全检测；

(7)包装：分装到包装桶中。

(8)通过添加泵把助燃剂按比例加注到管道天然气中，形成高效混合燃气。

2.根据权利要求1所述的一种提高天然气火焰温度的助燃添加剂，其特征在于：所述的步骤(8)中与天然气的混合重量比为1％。