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。當它被冷卻到沸點-297°F(-183°C)時,就變成透明,淡藍色液體,比水稍重。
氧可以同除惰性氣體外的所有元素反應,形成的化合物稱為氧化物。反應速度-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在空氣中的燃燒效率,使它們燃燒更快更猛。這些助燃特性使氧在許多工業應用中得到使用。
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。當它被冷卻到沸點-297°F(-183°C)時,就變成透明,淡藍色液體,比水稍重。
氧可以同除惰性氣體外的所有元素反應,形成的化合物稱為氧化物。反應速度-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在空氣中的燃燒效率,使它們燃燒更快更猛。這些助燃特性使氧在許多工業應用中得到使用。
大氣中包含78%的氮氣和21%的氧氣,大氣在攝氏零下183度時轉化成液體,在攝氏零下218.9度時轉化成固體。
在大氣壓力下,液氧的體積只是其氣態時的1/854。因此大量的氧氣通常以低溫液態的形式被運輸和儲存。
氧氣最重要的特性是其活化性。氧氣幾乎能和所有的物質發生反應。在富氧大氣條件下,發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,因此它還被廣泛應用于水處理和環境保護領域。
氧的應用
氧在許多工業中有著不同的應用,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構,來制造硝酸、環氧乙烷、環氧丙烷、二氯乙烯單體和其它結構的化學品;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格的環保條例,這些工藝包括:去木質素、漂白、氧化提取、化學品回收、黑/白液氧化以及石灰窯富氧。
· 金屬制造---用于替代空氣或對空氣進行富氧,來提高有色和無色金屬生產中的燃燒溫度;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,在保護氣中加入少量的氧。
· 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到嚴格的環保要求。
· 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---能用于恢復知覺,或者同其它氣體一起使用進行麻醉;但最基本的還是用于急救時的生命維持系統或用于長期治療病人的呼吸紊亂。
氮氣
氮,或N2,是二價氣體,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中,存在于某些天然烴類氣體的沉淀物中,以及許多有機和無機化合物中。
氮無色、無嗅、無味、無毒,它作為不燃氣體存在于大氣溫度和壓力下。比重為0.9669,比空氣稍輕。當氮被冷卻到它的沸點(-320°F)時,就會變成無色液體,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液體,導熱和導電性很差。
氣態氮的大多數應用依賴于它的惰性特點。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外,還會同一些活性金屬(如鋰和鎂)反應產生氮化物。
氮氣是不易燃的氣體,并具有抑制燃燒的作用。此外,用氮氣替代氧氣用于呼吸,會使人窒息。在大氣壓力下,氮氣在攝氏零下196度時轉化成液體。 氮氣的特性是使用時必須參照由工業氣體協會機構如IGV、EIGA和CGA頒發的特別安全指導條例。
氮氣被廣泛應用于工業和研究領域。在大多數的應用中,氮氣是作為一種物理的制冷劑或是一種化學的惰性氣體。此外,氮氣在被使用后,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的基礎組成部分。人體和動物呼出的二氧化碳,被植物吸收用于生長。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。雖然有時它可以從燃料的燃燒過程中直接得到,但最經濟的方法是將它作為一種副產品從其它公司的制造工藝中回收.
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