CN113372969A - 一种环保型燃烧气 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及焊枪燃气技术领域，更具体地说，它涉及一种环保型燃烧气。一种环保型燃烧气，包括如下体积比例的组分：丙烷25‑75%，余量为烯烃组成。本申请通过丙烷与烯烃的混合使用，兼具了燃烧温度与燃烧速率高的优点，且充分燃烧的产物绿色无污染。
Description
技术领域
本申请涉及焊枪燃气技术领域，更具体地说，它涉及一种环保型燃烧气。
背景技术
燃气是气体燃料的总称，它能燃烧而放出热量，供居民和工业企业使用。燃气的种类很多，主要有天然气、人工燃气、液化石油气和沼气、煤制气。其中以焊枪用燃烧气为例，主要应用于中小型空调、冰箱维修行业维修点的焊切。
相关技术中的焊枪用燃烧气为丙烷，丙烷自上世纪90年代初被应用于我国焊切领域后，就被认为是乙炔的最佳替代燃气，丙烷时石油炼制的副产品，现阶段主要用作燃料，价格更为低廉的同时，焊切质量相对较好，且安全性能强。
上述技术中的丙烷其燃烧温度远低于乙炔，且燃烧速度较慢，因而整体预热时间较长，给焊切过程带来不便。
发明内容
为保障燃烧气燃烧温度的同时，减少其预热时间，本申请提供一种环保型燃烧气。
一种环保型燃烧气，由如下体积比例的组分组成：丙烷25-75％，余量烯烃。
通过采用上述技术方案，丙烷作为饱和烃，化学性质稳定，不易发生化学反应，且具有较高的热值，因此可用作主要供热燃料，且充分燃烧后产物为二氧化碳和水，具有较高的环境效益；烯烃作为不饱和烃，其化学性质比较稳定，但比丙烷活泼，在相同温度下可以快速点燃，继而丙烷与烯烃充分混合后，可以提升燃烧气整体燃烧速度，且切割焊切质量较好、成本较低。
优选的，由如下体积比例的组分组成：丙烷45-65％，余量烯烃。
优选的，由如下体积比例的组分组成：丙烷60-65％，余量丙烯。
通过采用上述技术方案，上述体积比的燃烧气，两者混合后热值相对较高的同时，燃烧速度较快，其中丙烯作为不饱和烃，其化学性质相对稳定，但比丙烷活泼，因此在相同温度下可以快速点燃，继而丙烷与丙烯充分混合后，可以提升燃烧气整体燃烧速度，且切割焊切质量较好、成本较低。
优选的，烯烃为乙烯、丙烯、丁烯中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，上述组分的低级烯烃，来源广泛，各组分间性能相对稳定的同时，在相同温度下更易快速点燃，且整体热值较高，继而保障了燃烧气的燃烧速度和焊切质量。
优选的，烯烃为丙烯和丁烯按体积比1：(0.2-0.3)组成。
通过采用上述技术方案，上述配比及组分的烯烃，单位热值较高，在相同温度下更易快速燃烧，且与丙烷类气体的混合效果较好，继而燃烧气整体的燃烧速率较高，使用更为便捷，且无需预热处理。
优选的，所述燃烧气中碳原子数量与氢原子数量比，即碳氢比为1:(2.2-2.4)。
通过采用上述技术方案，上述碳氢比是单位体积下丙烷与烯烃混合后所能达到的优选碳氢比，保障了单位体积燃烧热值的同时，整体耗氧量较低，继而使得燃烧气可以在相同供氧条件下充分的燃烧。
优选的，所述燃烧气在使用过程中还添加有占燃烧气总体积1-2％的助燃气，所述助燃气中包括一氧化碳、二氧化碳、氢气和甲烷中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，上述比例及组分的助燃气，其可在燃烧气燃烧焊切的过程中，保障燃烧气的稳定供热，且开始进行焊切作业时，可起到保护及助燃效果，使得燃烧气可以快速燃烧，且不易造成焊件氧化发黑。
优选的，所述助燃气由如下体积比例的组分组成：一氧化碳5-8％；氢气42-45％；余量甲烷组成。
通过采用上述技术方案，上述比例及组分下的助燃气，其对燃烧气燃烧速率具有一定提升效果的同时，可保障燃烧气的稳定供热，继而进行焊切作业时，燃烧气可以充分进行燃烧。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1.本申请通过丙烷与烯烃的混合使用，兼具了燃烧温度与燃烧速率高的优点，继而焊切过程中保障了焊切的质量和便捷性，且充分燃烧后的产物清洁绿色，无污染；
2.本申请通过控制丙烷与丙烯的混合使用，进一步保障了单位体积内燃烧气热值的同时，使得燃烧气的燃烧速率可以得到保障，且可以在相同供氧条件下充分的燃烧；
3.本申请通过控制丙烷与烯烃的碳氢比，保障了单位体积内燃烧气热值的同时，整体耗氧量较低，继而使得燃烧气可以在相同供氧条件下充分的燃烧，充分燃烧后的产物为二氧化碳和水，绿色无污染。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例
实施例1-6
一种环保型燃烧气，加压装入至1L的液压罐中，其罐内储存压力在20℃时为0.8MPa，各组分及体积百分比如表1所示，其中余量烯烃为丙烯。
表1实施例1-6中环保型燃烧气各组分及其体积百分比
实施例7
一种环保型燃烧气，与实施例1的不同之处在于，烯烃为丁烯。
实施例8
一种环保型燃烧气，与实施例1的不同之处在于，烯烃为丙烯和丁烯按体积比1：0.1组成。
实施例9
一种环保型燃烧气，与实施例1的不同之处在于，烯烃为丙烯和丁烯按体积比1：0.2组成。
实施例10
一种环保型燃烧气，与实施例1的不同之处在于，烯烃为丙烯和丁烯按体积比1：0.25组成。
实施例11
一种环保型燃烧气，与实施例1的不同之处在于，烯烃为丙烯和丁烯按体积比1：0.3组成。
实施例12
一种环保型燃烧气，与实施例1的不同之处在于，烯烃为丙烯和丁烯按体积比1：0.4组成。
实施例13
一种环保型燃烧气，与实施例1的不同之处在于，燃烧气中碳原子数量与氢原子数量比，即碳氢比为1:2.1。
实施例14
一种环保型燃烧气，与实施例1的不同之处在于，燃烧气中碳原子数量与氢原子数量比，即碳氢比为1:2.2。
实施例15
一种环保型燃烧气，与实施例1的不同之处在于，燃烧气中碳原子数量与氢原子数量比，即碳氢比为1:2.3。
实施例16
一种环保型燃烧气，与实施例1的不同之处在于，燃烧气中碳原子数量与氢原子数量比，即碳氢比为1:2.4。
实施例17
一种环保型燃烧气，与实施例1的不同之处在于，燃烧气中碳原子数量与氢原子数量比，即碳氢比为1:2.5。
实施例18
一种环保型燃烧气，与实施例1的不同之处在于，按1L计，燃烧气在使用过程中还添加有占燃烧气总体积1％的助燃气，助燃气由一氧化碳、氢气和甲烷按重量比1:1:1组成。
实施例19
一种环保型燃烧气，与实施例1的不同之处在于，按1L计，燃烧气在使用过程中还添加有占燃烧气总体积1.5％的助燃气，助燃气由一氧化碳、氢气和甲烷按重量比1:1:1组成。
实施例20
一种环保型燃烧气，与实施例1的不同之处在于，按1L计，燃烧气在使用过程中还添加有占燃烧气总体积2.0％的助燃气，助燃气由一氧化碳、氢气和甲烷按重量比1:1:1组成。
实施例21
一种环保型燃烧气，与实施例19的不同之处在于，助燃气的组分及体积百分比如表2所示。
表2实施例21-23中环保型燃烧气各组分及其体积百分比
对比例
对比例1
一种环保型燃烧气，与实施例1的不同之处在于，其组分中不包括丙烯。
对比例2
一种环保型燃烧气，与实施例1的不同之处在于，其组分中不包括丙烷。
性能检测试验
检测方法
分别取实施例1-23和对比例1-2中制得的燃烧气作为测试对象，连接有氧焊炬，有氧焊炬符合JB/T 7947-2017《气焊设备焊切、切割及相关工艺用炬标准》，其焊切时氧气与燃烧气的混合比为5:1，采用G01-30型割炬配用金池104-机用快速割嘴，喷嘴压力为60MPa。
分别测试每组的预热时间(t),其中预热时间(t)为燃烧温度自室温升至最高时所对应的时间，燃烧温度升至最高温度，且5s内不再升高后，秒表计算器记录时间t，以t-5计做最终燃烧速率时间，每组测试十次，取平均值记入表3。
其中燃烧温度采用热电偶温度计测量，秒表计时器分别电信号连接焊炬开关和热电偶温度计，自按下焊炬开关后开始计时，自热电偶温度计稳定后截止计时。
表3性能检测结果
结合实施例1-6和对比例1并结合表3可以看出，实施例1-6中燃烧气在测试过程中的预热时间均小于9.0s。
对比例1中仅采用单一丙烷作为燃烧气，其预热时间大幅增加，高达10.0s。
对比例2中仅采用单一丙稀作为燃烧气，其预热时间大幅增加，高达9.7s。
实施例5为最优实施例，燃烧气在测试过程中的预热时间仅为5.9s。由此可见该组分配比下的燃烧气，其燃烧速率最为优异，可以显著提升燃烧气整体的燃烧速度。
结合实施例1、实施例7-12并结合表3可以看出，实施例7-12中燃烧气在测试过程中的预热时间均小于9.0s。
实施例10为最优实施例，燃烧气在测试过程中的预热时间仅为5.0s。由此可见该组分及配比下的烯烃，其在相同温度下更易快速燃烧，且与丙烷类气体的混合效果较好，相比单一的丙烯或丁烯，燃烧速率更快。
结合实施例1、实施例13-17并结合表3可以看出，实施例13-17中燃烧气在测试过程中的预热时间均小于8.5s。
实施例15为最优实施例，燃烧气在测试过程中的预热时间仅为7.6s。由此可见燃烧气中碳原子数量与氢原子数量比，即碳氢比为1:2.3时，整体耗氧量较低，继而在相同供氧条件下，燃烧气可以充分燃烧的同时，其预热时间较短，燃烧气可以快速燃烧。
结合实施例1、实施例18-20并结合表3可以看出，实施例18-20中燃烧气在测试过程中的预热时间均小于7.0s。
实施例19为最优实施例，燃烧气在测试过程中的预热时间仅为6.2s。由此可见当燃烧气按1L计，其中1.5％体积比的助燃气由一氧化碳、氢气和甲烷按重量比1:1:1组成时，可在燃烧焊切的过程中，保障燃烧气的稳定供热，其保护效果较好，且具有一定助燃效果。
结合实施例1、实施例21-23并结合表3可以看出，实施例21-23中燃烧气在测试过程中的预热时间均小于6.5s。
实施例22为最优实施例，燃烧气在测试过程中的预热时间仅为5.8s。由此可见当燃烧气按1L计，其中1.5％体积比的助燃气由一氧化碳、氢气和甲烷按对应比例组成时，燃烧气可以快速充分的进行燃烧，助燃气在气燃烧焊切的过程中，除保障燃烧气的稳定供热外，还具有一定的助燃效果，继而大幅提高了燃烧气的燃烧速率。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种环保型燃烧气，其特征在于，由如下体积比例的组分组成：丙烷25-75%，余量烯烃。
2.根据权利要求1所述的环保型燃烧气,其特征在于，由如下体积比例的组分组成：丙烷45-65%，余量烯烃。
3.根据权利要求2所述的环保型燃烧气,其特征在于，由如下体积比例的组分组成：丙烷60-65%，余量丙烯。
4.根据权利要求2所述的环保型燃烧气,其特征在于，烯烃为乙烯、丙烯、丁烯中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的环保型燃烧气,其特征在于，烯烃为丙烯和丁烯按体积比1：（0.2-0.3）组成。
6.根据权利要求1所述的环保型燃烧气,其特征在于，所述燃烧气中碳原子数量与氢原子数量比，即碳氢比为1:（2.2-2.4）。
7.根据权利要求1所述的环保型燃烧气,其特征在于，所述燃烧气在使用过程中还添加有占燃烧气总体积1-2%的助燃气，所述助燃气中包括一氧化碳、二氧化碳、氢气和甲烷中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的环保型燃烧气,其特征在于，所述助燃气由如下体积比例的组分组成：一氧化碳5-8%；氢气42-45%；余量甲烷组成。
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