在工業用戶中，天然氣的應用範圍極為廣泛。與民用和商用客戶相似，工業用戶也用天然氣為他們的工廠和車間加熱並制冷。但大量的天然氣是被用於工業鍋爐、熱水器、溶解器、幹燥器和其他制造設備。對工程師與制造商來講，天然氣在工業上的應用“只有想不到的，沒有做不到的”。
美國的天然氣工業用戶被分為幾十種，但絕大多數天然氣用於產生熱量與蒸汽，它們可以用在金屬的冶煉、加工、鍛造，塑料與玻璃的加工成型，紙張的烘幹，紡織工業，塗料工業，外層包裝，玻璃的熔化以及其他工業項目。天然氣還被用來做 “工業原料”或“原材料”，用於從石油中生產化工原料，比如汽油等。
煉鋼與金屬冶煉
在過去的20年中，鋼鐵工業已經開始將更多的廢料金屬進行再循環使用，美國大約40%的鋼產品屬於此類。這種廢料金屬在電弧爐內被熔化，這是壹種非常昂貴的工藝。為了增加發熱強度，鋼鐵工人使用了高溫天然氣氧化爐，這可以提高廢料金屬熔化的效率與產量。這種“氧氣—天然氣”爐 （圖7.11）也有助於除去電爐內的冷節點。到了20世紀90年代，美國1/4以上的電弧爐用上了氧氣—天然氣燃燒爐。這種燃燒爐在其他工業 （比如玻璃的熔化）項目中也得到了大力推廣。
圖7.11 氧氣—天然氣爐 （得到天然氣研究所的許可）
天然氣還被用做鼓風爐使用的附加燃料，在這種爐內，將鐵礦石熔化煉成能生產鋼的生鐵。焦炭 （煤的壹種副產品）是鼓風爐的主要燃料，但當天然氣與氧氣的混合氣被噴射入鼓風爐後，就不需要多少焦炭了。天然氣的加入會減少煉鐵的成本，並增加鼓風爐的產量。
天然氣還被用來煉鋼，可以提高煉鋼的質量。比如，當壹條灼熱的鋼條從煉鋼廠的滾動轉送帶上卸下來時，鋼的兩端就會比中間冷卻得更快。在煉鋼的過程中，天然氣用來降溫。這壹工藝稱為連續的鋼條加熱或者 “退火”。同樣，在鋼的再加熱爐內使用天然氣爐，可以除掉鋼產品上的冷點。
特殊的天然氣爐也被用在煉鋁業及其他有色金屬的冶煉中。為了節能，美國的所有鋁制造商都使用“再生式”天然氣爐。在爐內，有兩個爐子切換開關。“關閉”的爐子從“開啟”的那個爐子的排放物獲得熱量，並用它來預熱爐內的空氣，這樣可以減少燃料的消耗 （圖7.12）。約每隔20s，這個動作重復壹次。再生爐在其他壹些行業中也得到廣泛使用，比如鑄造與熱處理。
圖7.12 再生爐 （得到北美制造公司的許可）
熱處理
幾乎所有制造業都會使用經過熱處理的產品。工業生產中，用於熱處理的爐具要遠遠多於任何其他的制造工序。實際上，美國熱處理爐具與其他工藝爐具的比例大致為3 1。熱處理 （是指人工控制的金屬或∶合金的加熱和冷卻）的目的在於給所加工的物質賦予某些特定的性質。比如，金屬產品的熱處理使其變得更為堅硬且更加耐磨損並可防止裂隙的出現。
天然氣是熱處理裝置中傳統的優良燃料。除了對產品進行加熱之外，天然氣還被用於形成爐子內的壹種“可控制空氣”，它既防止金屬被氧化又可增強化學反應，從而提高產品的質量。絕大多數熱處理爐是空氣控制型的，許多工藝使用的是再生式天然氣爐，以提高熱處理的效率。壹些較小的熱處理工廠使用白熾天然氣爐。這些爐具對產品的加熱速度要大大高於電爐，而且可以回收，擁有比較高的熱效率。白熾天然氣爐可以用金屬或陶瓷來制造，並且可以用在其他工業領域的熱處理行業中。
還有壹種熱處理爐可以產生壹個真空的內部環境，能夠防止金屬被氧化，如果對產品質量有更高的要求，可以在爐子內註入壹些化學物質 （比如碳或氮）。真空熱處理可以得到比控制空氣法質量更高的產品，但價格也要更高壹些。雖然真空爐遠不如空氣控制爐那樣普及，但它們也得到越來越多的推廣。以前，幾乎所有的真空熱處理爐都是用電加熱的。到20世紀80年代後期，天然氣真空爐也投入使用，從此，天然氣真空技術得到了快速發展，以達到許多熱處理產品所需要的高溫（1900℉或1040℃以上）。
玻璃制作
天然氣是玻璃工業中所使用的最主要的燃料。玻璃在壹個巨大的天然氣爐中加熱到2800℉ （1540℃），這種爐子每天可以生產出幾百萬噸玻璃產品。這些爐子具有專門吸收排出的熱量裝置，這些熱量隨後可以被用來預熱燃燒的空氣。許多玻璃的生產商已經安裝了氧氣壹天然氣爐子，以提高生產效率。然而，因為玻璃加工需要較高的溫度，玻璃融化爐會產生大量氮的氧化物，雖然這些揮發物並不會大範圍地擴散，但美國加利福尼亞南部的玻璃工業依然被要求必須減少這種氮氧化物的排放。
達到這壹要求的方式稱為“富氧分階”（圖7.13）。這壹技術的過程為：先使爐子內的火焰缺氧 （減少其氧氣的供應），這可以防止氮的氧化物生成。接著，在隨後的操作中，將富氧的空氣註入爐子內，以燃燒掉所有殘余的燃料或壹氧化碳。通過安裝幾個氧流量計和註入器，玻璃爐就很容易適應這種富氧空氣分階處理。天然氣工業開發了壹項新技術——脈動式燃燒，可以進壹步減少氮氧化物的排放。
圖7.13 玻璃熔化爐內的富氧空氣分階處理 （得到燃燒技術公司的許可）
玻璃的原材料或玻璃片（碎玻璃）在被熔化之前也能被預熱。預熱處理可以減少整個熔化過程中所需的燃料和氧氣量。這種裝置可以吸收來自熔化爐廢棄的熱量並用它將玻璃預熱到900～1100℉（480～500℃）。
當玻璃被熔化之後，天然氣還可以用來對玻璃制品進行回火處理。回火是生產汽車與建築用玻璃的關鍵處理步驟。常規上，人們使用電子輻射熱進行玻璃的退火處理。最近，研究人員實驗用燃氣對流熱進行回火處理，取得了極好的結果。
工業幹燥與處理
許多產品的制造過程需要幹燥處理，包括紙張、塗料、紡織、塑料，甚至壹些水果的加工。電子紅外加熱技術已在這些產品的加工過程中得到廣泛應用，但天然氣紅外爐最近已成為這壹市場上強有力的競爭者。在造紙工業中，陶瓷與金屬制成的天然氣紅外爐被用於烘幹紙和紙板上的塗層。 目前，在紙張的生產線上正在安裝這些爐具，用於提高紙產品的質量並攻克生產的瓶頸。在紙張進入常規的幹燥器之前，通過用天然氣紅外爐來預熱潮濕的紙張，可以提高產量，增加幹燥器的工作速度與能力，並可提高處理的效率。此外，壹種新型天然氣紅外幹燥器與加熱器組合正在加緊研制，將用於造紙機械。
天然氣紅外加熱還被用於自動化制造業中，以修復汽車的塗料。汽車塗料的應用正在增加，它已不用溶劑液體，而改用粉末狀材料。粉末狀塗料可以除掉那些容易揮發的化學物質，但卻需要精確地控制操作時間與溫度，以保證完美的結果。在汽車進入養護爐之前，天然氣紅外爐能夠將粉末塗料 “膠結”在需要修復之處。用天然氣預熱處理還可以使汽車更為迅速地通過養護爐，進而提高產量。
在塑料工業中，電幹燥器用來在塑料制品定型之前對其烘幹，或者將塑料擠壓、拉伸成最終產品，比如尼龍和聚酯。最近，天然氣工業已開發並引進了壹些工業幹燥器，它們是按照加工塑料樹脂的工序設計的。這些塑料幹燥器可以處理吸水的或不吸水的樹脂，這種幹燥器還可用來在聚酯塑料被壓制成飲料罐或其他產品之前改變其分子結構。
鍋爐與蒸汽的生產
生產人員將蒸汽熱量用於多種工業的工序中。比如，生產化學物品、紙張和制藥業中需要大量的蒸汽。人工制造的蒸汽是在大型工業鍋爐中生產的，這些鍋爐以天然氣、石油、煤、木材 （樹幹）為燃料，或者使用混合燃料。與其他工業處理壹樣，不斷增加的能源價格已經促進了鍋爐效率的提高，而且空氣質量的調整也開始要求鍋爐降低其排放物。
鍋爐制造商通過開發與引進燃燒天然氣的鍋爐， 已經能夠滿足上述要求，這類鍋爐高效且產生的易揮散的氮氧化物極低（少於25/ 1000000 ）。這些工業鍋爐的功率可以達到3000hp （2240kW）。通過使用天然氣作為煤和其他主要燃料的補充，大大減少了空氣汙染物。
食品加工
食品加工業是美國最大的制造業之壹，同時也是最大的能源消耗者之壹。食品加工過程中天然氣的消耗主要來自產生蒸汽的鍋爐。這些蒸汽在消毒、滅菌、罐頭制作、烹飪、烘幹、包裝、設備清洗及其他的加工工序有很大的需求。食品加工業是最早使用高效、低排放的天然氣鍋爐的能源消費大戶之壹。
食品加工工業還在清洗、漂白、發泡和滅菌等工序中使用大量的熱水。天然氣是食品工業用來加熱水和其他液體的重要工業燃料之壹。人們已經為食品和其他設置開發了壹些特制的、極為高效的工業熱水器（圖7.14）。此外，食品工廠還用天然氣來進行烘幹、烹調及焙烤、冷藏、制冰和除濕。
圖7.14 直接接觸式熱水器（得到QuikWater的許可）
熱電聯供
天然氣還廣泛地應用在發電行業，而且鍋爐所產生的蒸汽也能用來發電。當制造業不需要蒸汽時，也不會將鍋爐關閉，而是繼續保持運轉，鍋爐所產生的蒸汽可以被送往汽輪機發電。壹些大型工業鍋爐可以產生幾千千瓦的電量。
在20世紀80年代，美國聯邦法令鼓勵地方公***部門從天然氣用戶手中購買電力，許多生產商在自己的工廠與車間安裝了“現場”發電設備。這些設備還常常稱為“現場消費”或分散的發電廠。如果同時產生電力和熱量 （蒸汽或熱水），就可稱為“熱電聯供”。熱電聯供要比純發電更為高效，這是因為廢熱可以被回收並利用。熱電聯供還稱為“熱與電的結合”，在70年代，這曾被稱為“總能源系統”。
大型工業天然氣用戶率先使用現場發電與熱電聯供，但最近幾年，天然氣工業已經為小型工業與商業用戶開發出了體積較小的設備。典型的代表是這些系統所發出的電少於50MW。在較小的熱電聯供系統中，用壹臺往復式發動機代替渦輪機發電，從發動機與輻射熱流排出的熱量可以被回收。這些設施的發電量不超過5MW。
通常，只有用戶使用回收熱量時，這些較小型的商用設施才具有經濟實用性，比如用於遊泳池、洗衣店、室內熱水器或者大型建築物內的加熱與空調等 （回收的熱量適用於動力吸收式制冷機）。在這些情況下，熱電聯供系統的總體效率可達70%，高於常規的能耗設備。雖然小型的熱電聯供系統在市場上的成功率較低，但是，電力設備工業的這種反常規的系統可以為商業用戶和小型天然氣工業用戶提供多種機遇——在天然氣配氣工廠或熱電聯供系統中產生自己的電能。