含碳元素的可燃气在氧气不足条件下燃烧，生成了游离态的碳单质，黑色碳单质颗粒悬浮在燃烧产物（混合气体）中，呈黑烟状。
首先了解一下可燃气，即可燃性气体。像氢气（氢气不含碳元素）、CO、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔以及其它含少于四个碳原子的烃类化合物、甲醚，等等都属于可燃性气体。当然，可燃性气体也可以是混合气，像水煤气（氢气+CO）、天然气、沼气、液化石油气等。
强调下，氧气不是可燃气！
再说一下燃烧，一般认为燃烧是伴随有发光、放热的剧烈的氧化反应。燃烧须要同时具备三个要素: 可燃物、氧气（合适的氧化剂即可）和温度达到着火点。
目前广泛使用的可燃气主要是低碳烃的混合物，即碳四以下烃的混合物。可燃气在氧气环境中（或空气环境中）剧烈燃烧，放出大量热，同时伴随发光。低碳混合烃中的碳元素在氧气充分条件下会氧化生成二氧化碳气体，如果氧气不足则可能会生成一氧化碳，两者均为无色无味气体，看不见，摸不着。当氧气严重不足时，低碳混合烃不能充分燃烧，就会生成处于游离态的碳颗粒，碳颗粒悬浮于一氧化碳和二氧化碳混合气中，就会呈现黑烟状。
最后再补充一下，由于氢气燃烧生成水蒸汽，所以氢气燃烧不冒黑烟。
烃中含碳量越高，燃烧时耗氧量越大，越容易燃烧不充分，冒黑烟。柴油比汽油含碳量高，所以柴油机更容易冒黑烟。（柴油和汽油都是燃料油，不是气体，但道理一样）
天然气主要是甲烷CH4，液化石油气主要是丙烷C3H8、丁烷C4H10，显然后者含碳量高，因此，液化石油气燃烧更容易产生黑烟。
图1：火炬燃烧
火炬中的燃料主要是丙烷C3H8，常温常压下是气体；火炬中使用的是液化丙烷
图2：甲烷、乙烯、乙炔在通常条件下燃烧
甲烷CH4、乙烯C2H4、乙炔C2H2，含碳量依次增加，燃烧产生的黑烟依次增加
图3：甲烷在氧气充足、氧气严重不足条件下燃烧的化学反应方程式
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