供稿|王易俗，王鴻儒/ WANG Yi-su, WANG Hong-ru

稀土催化作用

稀土元素優(yōu)異的催化性能和其優(yōu)異的磁學(xué)、光學(xué)性能一樣閃現(xiàn)著誘人的光輝。稀土元素特殊的電子層結(jié)構(gòu)，使其在與其他物質(zhì)相作用時顯示出特殊的化學(xué)特征。稀土元素能與大多數(shù)非金屬元素成鍵，甚至一種化合物中同時含有幾種化學(xué)鍵的配位化合物，例如：RE—O 鍵、RE—C 鍵、RE—H 鍵，亦即稀土元素與 CH 基團(tuán)有很好的親合力，能對碳?xì)浠衔锲鸬搅己玫拇呋⒅?、阻聚、穩(wěn)定等特殊作用。高溫氣態(tài)分子運(yùn)動劇烈，瞬時碰撞加劇，鍵合與分解頻繁，容易引起連鎖反應(yīng)，有助于良好的催化、助燃機(jī)制形成。因此，有必要利用我國得天獨(dú)厚的稀土資源研制新型燃?xì)庠鲆嫣砑觿?/p>

燃?xì)庀⊥猎鲆鎰?/h2>

選用適當(dāng)?shù)南⊥粱衔?，輔以有機(jī)金屬化合物等活化催化助燃劑 (例如環(huán)茂二烯的化合物等) 及燃料清凈劑，針對燃料基體組成特點(diǎn)，按實(shí)驗(yàn)確定最佳配位，合成燃料添加劑，俗稱燃?xì)庀⊥猎鲆鎰?/p>

再將稀土增益劑與給定燃?xì)獍春侠淼谋壤旌暇鶆?，即可形成?yōu)越的工業(yè)燃?xì)猓€(wěn)定地提高火焰溫度，促進(jìn)完全燃燒，消除污染氣體及未燃完碳?xì)浠锏呐欧拧?/p>

稀土增益劑添加到天然氣中，會成倍地提高切割效率。純天然氣等燃?xì)馊紵龝r放熱緩慢，火焰溫度不高，加之金屬導(dǎo)熱快、散熱損失多，以融熔和氧化來實(shí)現(xiàn)的金屬切割除增加燃?xì)庥昧客怆y以增速增效，因此燃?xì)庾匀幌暮统杀揪痈卟幌?。?dāng)加入稀土增益劑后：稀土增益劑可降低天然氣等燃?xì)馊紵哪荛摚趩挝粫r間和單位空間內(nèi)燃?xì)馊紵幕瘜W(xué)反應(yīng)加快增多，自然所釋放出來的能量劇增；促進(jìn)燃?xì)馔耆紵?，火焰溫度大幅提高，從而能迅速熔化金屬，提高切割效率；?jié)省燃料，也減少排放。

必須指出，利用增益劑提高燃?xì)夤πВ耆衔镔|(zhì)不滅定律和能量守恒定律，而不要被“添加劑能創(chuàng)造能量”的蠱惑所誤導(dǎo)。

使用效果

一般燃料氣體如天然氣、液化石油氣、丙烷氣等在氧氣中燃燒溫度均低于 3000℃，不能作為理想的切割氣使用。燃?xì)庀⊥猎鲆鎰┮褟V泛用于丙烷氣、天然氣、煤層氣、液化石油氣、沼氣等燃?xì)庵?，只需針對不同燃?xì)膺m當(dāng)調(diào)整其配比，就能起到很好的催化活化功能，使燃?xì)饣鹧鏈囟瘸^ 3000 ℃，乃至高于氧炔焰的溫度。稀土增益劑完全可以達(dá)到一般燃料氣體在工業(yè)上替代乙炔氣的效果。

乙炔在空氣中含量在 2.5%～80% 的范圍內(nèi)均可爆炸。乙炔氣對撞擊非常敏感能自爆，貯氣瓶壓不能超過 15 個大氣壓，運(yùn)輸速度不能超過 80 km/h，貯存、運(yùn)輸均不安全。另外，乙炔會使常接觸人員中毒，導(dǎo)致頭痛昏迷、惡心嘔吐的現(xiàn)象，甚至有更大隱患。而天然氣在空氣中爆炸范圍較窄 (5%～15%)，而且密度是空氣的一半，即使稍有泄漏也容易擴(kuò)散揮發(fā)、不聚集；不存在爆炸的隱患，利于運(yùn)輸、貯存。例如，天然氣添加增益劑后形成工業(yè)用天然氣 (俗稱 SQ 天然氣) 替代乙炔氣，其切割速度比乙炔快，成本是乙炔的 50%；焊割工具與乙炔一樣，無須更換割炬；貯氣瓶內(nèi)也不需要安裝特殊的氣化裝置；在有效提高火焰溫度，節(jié)省燃?xì)舛娱L燃燒時間的同時，耗氧量減少 15% 以上；工件的焊割切口平整、不掛渣，比乙炔割口窄 0.5 mm；切割過程不回火、不爆鳴、不產(chǎn)生磷化氫、硫化氫等有毒氣體，燃燒完全；基本上消除了一氧化碳和碳?xì)浠锏呐欧偶拔廴救龔U的排放。

燃?xì)鉄嵝?yīng)

為了探究燃?xì)獾墓I(yè)應(yīng)用，就有必要正確認(rèn)識它們的燃燒過程。天然氣的成分 95% 左右是甲烷(CH4)。天然氣 (CH4)、乙炔 (C2H2)、丙烷(C3H8)的燃燒過程就是氧化釋放熱能的過程。即：

工業(yè)試驗(yàn)證明，1 m3加了 6 g 燃?xì)庀⊥猎鲆鎰┑奶烊粴?(簡稱 SQ 天然氣) 所切割的工件，需用 1.2～1.5 kg 乙炔來完成。這說明燃?xì)庀⊥猎鲆鎰┠苁固烊粴馊紵懦龅臒崮馨l(fā)揮得更充分。在包的鋼生產(chǎn)實(shí)踐證明，切割鋼坯、連鑄板時所消耗的燃?xì)?，按體積計(jì)，若需 1 體積 SQ 天然氣，就相當(dāng)于 1.5～2.5 體積的純天然氣，或 4～6 體積的焦?fàn)t煤氣。

因此，使用 SQ 天然氣不僅使成本大幅下降，而且二氧化碳的排放量也降低大半，SQ 天然氣屬低碳機(jī)制的清潔能源。

稀土增益劑的應(yīng)用

燃?xì)庀⊥猎鲆鎰┰谏a(chǎn)實(shí)踐中不斷提高質(zhì)量品格，現(xiàn)已形成一系列實(shí)用的定型產(chǎn)品。燃?xì)庀⊥猎鲆鎰┮话銥樽厣该饕后w，因成分的差別而色調(diào)不盡相同。稀土增益劑無論是氣態(tài)還是液態(tài)都均勻穩(wěn)定，無沉淀物及雜質(zhì)現(xiàn)象。對鋼鐵類金屬容器不腐蝕、不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，與燃?xì)饣旌虾蟛粧毂凇⒉唤Y(jié)晶、無沉淀物、不堵塞瓶嘴，不影響燃?xì)怃撈康氖褂脡勖?。所配制的新型燃?xì)狻猄Q 天然氣，能完全替代乙炔進(jìn)行切割、焊接、噴涂，具有預(yù)熱時間短、切割和加熱速度快的優(yōu)點(diǎn)。

稀土增益劑及新型燃?xì)庖褟V泛用于京、滬、魯、冀、晉、蘇、淮、遼等各地，所涉及的行業(yè)有鋼鐵、造船、金屬結(jié)構(gòu)等。