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为什么丙烷气及石油液化气的耗氧量要比乙炔高(或者说比乙炔费氧气)?

   要想知道个答案,我们首先应该了解以下几种气体燃料的基本性质。那就先说说乙炔吧。乙炔(C2H2)是利用电石与水作用所产生的气体,相对分子质量为26.036,也称电石气。它是一种无色的碳氢化合物。乙炔发生器发生的乙炔因含有硫化氢(H2S)和磷化氢(H2P)等杂质,有强烈臭味,发生器温度越高,臭味越重。人过久地呼吸乙炔会引起头晕或中毒。
    在标准状态下,乙炔的密度为1.17kg/m3;在温度20℃、压力101.324kPa下,密度为:1.09kg/m3,比空气轻。乙炔在纯氧中完全燃烧时的化学反应式为:

C2H2+2.5O2
2CO2+H2O

由上式可知,1个体积乙炔完全燃烧的理论耗氧量为2.5个体积。由于气割(气焊)时乙炔火焰是空气中燃烧,外焰部分由空气中的氧助燃,故在割炬混合室中乙炔与氧的比例达到1:1.1时就形成中性火焰。此火焰的燃烧速度为5.8m/s,温度为3100℃。当混合比1:1.2,即氧化焰时,火焰的最高温度约3300℃。在标准状态下,乙炔的总热值为55MJ/ m3。
    接下来是丙烷气。丙烷(C3H8)是气割中常用的燃气,相对分子质量为44.094。总热值比乙炔高,但每克分子的燃烧热低于乙炔,火焰温度较低,且火焰热量较分散。丙烷在纯氧中完全燃烧时的化学反应式为 :

C3H8+5O2
3CO2+4H2O


    由上式可知,1个体积丙烷完全燃烧的理论耗氧量为5个体积。当丙烷火焰在空气中燃烧时,实际耗氧量3.5个体积即形成中性火焰(比乙炔多消耗2.4个体积的氧),火焰的温度为2520℃(比乙炔低约580℃)。而氧化焰的最高温度约2700℃(比乙炔低约600℃)。耗氧量比乙炔高。

再下面是丁烷 。丁烷(C4H10)的相对分子质量为58.12, 其总热值高于丙烷。丁烷在纯氧中完全燃烧时化学反应式为:

C4H10+ 6.5O2
4CO2+5H2O

由上式可知,1个体积丁烷完全燃烧的理论耗氧量为6.5个体积。空气中燃烧时形成中性火焰的耗氧量为4.5个体积(比乙炔多消耗3.4个体积的氧),氧耗量比丙烷高。丁烷与氧或空气的混合气体的爆炸范围窄[1.5%~8.5%(体积分数)]不易发生回火。但因其火焰温度低,故不单独用作气割的燃气。
    液化石油气,是炼油厂和石油化工厂的副产品,其成分有以丙烷和丁烷为主、兼含少量丙烯的(石化厂副产品);也有以丁烯为主、并含丁烷等的多组元混合物(炼油厂副产品)。这些石油气在常温下施加不大的压力,如0.1MPa,即能液化,故统称液化石油气。
液化石油气的燃烧特性随其组分而异,一般来说,爆炸范围较窄;因燃烧速度慢、不易发生回火;火焰温度较低,且火焰分散。与乙炔相比氧耗量大,火焰温度低,凯发官网速度慢。
    在了解了这些后,不用我说大家也已经知道了答案了。正是由于这些气体的自身性质决定了它们的实际耗氧量 。

哈尔滨凯发娱乐全球公开科环保节能设备有限公司技术部

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