氧氣
它維持生命并使燃燒成為可能。作為地球上最富饒的元素,氧在海洋中占了85%的比例,并且在大多數(shù)巖石和礦石的外殼中它的含量為46%。此外,人體中的氧含量為60%。
氧無色、無嗅、無味,微溶于水。比重為1.105,比空氣稍重。當(dāng)它被冷卻到沸點(diǎn)-297°F(-183°C)時(shí),就變成透明,淡藍(lán)色液體,比水稍重。
氧可以同除惰性氣體外的所有元素反應(yīng),形成的化合物稱為氧化物。反應(yīng)速度-也叫氧化—隨不同情況而變化。
雖然氧本身是不燃的,但它可以提高所有可燃物質(zhì)在空氣中的燃燒效率,使它們?nèi)紵旄?。這些助燃特性使氧在許多工業(yè)應(yīng)用中得到使用。
氧氣
它維持生命并使燃燒成為可能。作為地球上最富饒的元素,氧在海洋中占了85%的比例,并且在大多數(shù)巖石和礦石的外殼中它的含量為46%。此外,人體中的氧含量為60%。
氧無色、無嗅、無味,微溶于水。比重為1.105,比空氣稍重。當(dāng)它被冷卻到沸點(diǎn)-297°F(-183°C)時(shí),就變成透明,淡藍(lán)色液體,比水稍重。
氧可以同除惰性氣體外的所有元素反應(yīng),形成的化合物稱為氧化物。反應(yīng)速度-也叫氧化—隨不同情況而變化。
雖然氧本身是不燃的,但它可以提高所有可燃物質(zhì)在空氣中的燃燒效率,使它們?nèi)紵旄?。這些助燃特性使氧在許多工業(yè)應(yīng)用中得到使用。
大氣中包含78%的氮?dú)夂?1%的氧氣,大氣在攝氏零下183度時(shí)轉(zhuǎn)化成液體,在攝氏零下218.9度時(shí)轉(zhuǎn)化成固體。
在大氣壓力下,液氧的體積只是其氣態(tài)時(shí)的1/854。因此大量的氧氣通常以低溫液態(tài)的形式被運(yùn)輸和儲(chǔ)存。
氧氣最重要的特性是其活化性。氧氣幾乎能和所有的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。在富氧大氣條件下,發(fā)生氧化和燃燒的速度比在一般大氣條件下快得多。
由于氧氣是生物新陳代謝所必需的,并且在水中具有高度的溶解性,因此它還被廣泛應(yīng)用于水處理和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。
氧的應(yīng)用
氧在許多工業(yè)中有著不同的應(yīng)用,它們包括:
· 鋼鐵制造---用于高爐和平爐的空氣富氧和提高燃燒溫度;用于電弧爐,提高鋼水溫度和增強(qiáng)廢鋼的再生率;在煉鋼過程中替代焦炭作為可燃劑。
· 化工工藝---通過氧化改變供料結(jié)構(gòu),來制造硝酸、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、二氯乙烯單體和其它結(jié)構(gòu)的化學(xué)品;此外,還能提高廢料焚燒的能力和效率。
· 紙漿和造紙---使制造商的各種造紙工藝滿足嚴(yán)格的環(huán)保條例,這些工藝包括:去木質(zhì)素、漂白、氧化提取、化學(xué)品回收、黑/白液氧化以及石灰窯富氧。
· 金屬制造---用于替代空氣或?qū)諝膺M(jìn)行富氧,來提高有色和無色金屬生產(chǎn)中的燃燒溫度;為切割和焊接中的焊具制造高溫火焰。
· 金屬加工---支持氧燃料切割操作。有時(shí),在保護(hù)氣中加入少量的氧。
· 玻璃制造---提高玻璃制造爐和爐床的燃燒效率,減少氧化氮的排放以達(dá)到嚴(yán)格的環(huán)保要求。
· 石油回收和精煉---降低油井和氣井的粘度和改善流量;除了能推動(dòng)使用更重的物料,還能提高流體催化裂化工廠的能力;還能降低精煉中的硫排放。
· 保健服務(wù)---能用于恢復(fù)知覺,或者同其它氣體一起使用進(jìn)行麻醉;但最基本的還是用于急救時(shí)的生命維持系統(tǒng)或用于長(zhǎng)期治療病人的呼吸紊亂。
氮?dú)?
氮,或N2,是二價(jià)氣體,它占了地球大氣層中78%的比例。除空氣外,氮還存在于所有生命形式的蛋白質(zhì)中,存在于某些天然烴類氣體的沉淀物中,以及許多有機(jī)和無機(jī)化合物中。
氮無色、無嗅、無味、無毒,它作為不燃?xì)怏w存在于大氣溫度和壓力下。比重為0.9669,比空氣稍輕。當(dāng)?shù)焕鋮s到它的沸點(diǎn)(-320°F)時(shí),就會(huì)變成無色液體,然后可以再被壓縮成無色固狀晶體。它僅微溶于水和其它多數(shù)液體,導(dǎo)熱和導(dǎo)電性很差。
氣態(tài)氮的大多數(shù)應(yīng)用依賴于它的惰性特點(diǎn)。然而,在高溫和高壓下,氮除了同一些氣體元素如氫和氧反應(yīng)外,還會(huì)同一些活性金屬(如鋰和鎂)反應(yīng)產(chǎn)生氮化物。
氮?dú)馐遣灰兹嫉臍怏w,并具有抑制燃燒的作用。此外,用氮?dú)馓娲鯕庥糜诤粑瑫?huì)使人窒息。在大氣壓力下,氮?dú)庠跀z氏零下196度時(shí)轉(zhuǎn)化成液體。 氮?dú)獾奶匦允鞘褂脮r(shí)必須參照由工業(yè)氣體協(xié)會(huì)機(jī)構(gòu)如IGV、EIGA和CGA頒發(fā)的特別安全指導(dǎo)條例。
氮?dú)獗粡V泛應(yīng)用于工業(yè)和研究領(lǐng)域。在大多數(shù)的應(yīng)用中,氮?dú)馐亲鳛橐环N物理的制冷劑或是一種化學(xué)的惰性氣體。此外,氮?dú)庠诒皇褂煤?,可以無任何變化地回到大氣中。
二氧化碳
二氧化碳, CO2, 是一種無味、無色、無嗅、非燃的液化氣。它是自然界中生命循環(huán)的基礎(chǔ)組成部分。人體和動(dòng)物呼出的二氧化碳,被植物吸收用于生長(zhǎng)。反過來,植物又釋放人體賴以生存的氧氣。
二氧化碳在空氣中的比例不到1%, 它的化學(xué)和物理特性使其成為碳酸飲料和冷凍食品保鮮的理想工具。
不同于大氣層中的氣體,空氣分離并不是二氧化碳的主要來源。雖然有時(shí)它可以從燃料的燃燒過程中直接得到,但最經(jīng)濟(jì)的方法是將它作為一種副產(chǎn)品從其它公司的制造工藝中回收.
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