氧氣
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?! ?/font>
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*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。
氮?dú)?/strong>
我們所呼吸的空氣中大約78%的含量是氮?dú)?。在?biāo)準(zhǔn)溫度下,氮?dú)馐菬o(wú)色、無(wú)嗅、無(wú)味的氣體。在低溫條件下,氮?dú)馐菬o(wú)毒的,惰性的,即氮?dú)獾幕罨阅軜O低。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?,?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**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(wú)任何變化地回到大氣中。
氬氣
氬氣是一種無(wú)色、無(wú)嗅的氣體,比重高于大氣。氬氣*重要的化學(xué)特性是它的惰性,這一特性使其成為高溫處理的保護(hù)氣體,通常被用于冶金和焊接工藝中。
在高壓下,氬氣表現(xiàn)出一種偏離理想氣體定律的“真正的特性”。例如,在200巴的壓力下,鋼瓶可以容納超過(guò)按理想氣體狀態(tài)預(yù)計(jì)的約7%的氬氣。氬氣無(wú)毒,但如同氮?dú)庖粯樱瑲鍤庖部梢蕴娲糜诤粑难鯕猓▽?dǎo)致窒息)。
此外,由于氬氣比重高于大氣,它會(huì)聚集在地表附近,特別是在低氣壓時(shí),情況更甚。
一氧化碳
一氧化碳是化工領(lǐng)域重要的媒介產(chǎn)品。 一氧化碳的制造有兩種主要技術(shù): 利用氧氣對(duì)含碳介質(zhì)進(jìn)行放熱轉(zhuǎn)化,例如局部氧化(Pox); 對(duì)輕碳?xì)浠衔镞M(jìn)行蒸汽重整(SR),或一個(gè)*簡(jiǎn)單的例子就是蒸汽甲烷重整(SMR)。
一氧化碳根據(jù)其不同的純度被應(yīng)用于各種工藝中。在標(biāo)準(zhǔn)純度下,它被用于生產(chǎn)光氣和醋酸。在超高純度下,一氧化碳可用作試驗(yàn)氣體和標(biāo)氣的一個(gè)組成部分。
二氧化碳
二氧化碳是一種無(wú)色、不易燃燒、無(wú)嗅和無(wú)味的氣體。二氧化碳在水中可以生成碳酸。
二氧化碳的特性,例如惰性和高度的水溶性,使其在很多方面成為人們?nèi)粘I詈铜h(huán)保技術(shù)中一種理想的助劑。例如在食品工業(yè),二氧化碳被用于為許多飲料“加汽”。二氧化碳可以使飲料處于良好狀態(tài),也可以中和廢水。低溫液態(tài)或固體二氧化碳(干冰)可用作制冷劑,溫度低至攝氏零下79度。
二氧化碳部分由天然生成,部分來(lái)自工業(yè)廢氣。制造合成氣體和氧化乙烯時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)品是大批量二氧化碳*經(jīng)濟(jì)的來(lái)源。
二氧化碳的天然來(lái)源主要位于火山區(qū)域。此外,有時(shí)在地表或鉆井探取沉淀物時(shí)也能發(fā)現(xiàn)二氧化碳。
保護(hù)氣體及焊接氣體
通過(guò)不同的焊接方法,如TIG,MIG和MAG,焊接保護(hù)氣在焊接技術(shù)中起著至關(guān)重要的作用。焊接保護(hù)氣很大程度上影響著焊縫的質(zhì)量和焊接的成本。 然而,在介紹焊接保護(hù)氣時(shí),過(guò)去被普遍使用的只有少數(shù)幾個(gè)單純氣體,例如,純氬用于WIG和MIG焊接,純二氧化碳用于MAG焊接,如今,混合氣體占據(jù)了主導(dǎo)位置。
這樣的標(biāo)準(zhǔn)化混合氣品種很多,因?yàn)楝F(xiàn)在除了氬氣、二氧化碳,氧氣、氦氣、氫氣和氮?dú)舛伎梢猿蔀榛旌蠚獾慕M份。不同的焊接保護(hù)氣體在歐洲標(biāo)準(zhǔn)制定的“切割與焊接保護(hù)氣體”中被分門別類。
乙炔及其它燃燒氣體
乙炔是一種高性能的燃料氣體,被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,在氣體焊接和切割技術(shù)中,乙炔是一種通用氣體。無(wú)論是切割、焊接、火焰切割、火焰噴涂或是火焰刨槽,采用乙炔都是正確的選擇。
傳統(tǒng)的乙炔生產(chǎn)方式是通過(guò)碳鈣化合物在水中的反應(yīng)。但今天的乙炔主要來(lái)自石化行業(yè)。其它燃料氣體也大都是石化行業(yè)的副產(chǎn)品。
氦氣及其他惰性氣體
除了氫氣,氦氣是自然界中**個(gè)*常見的氣體。但是,大氣中幾乎不含氦氣。因此,我們所需的所有的氦氣都是從含氦的天然氣中獲得。目前美國(guó)、北非和俄羅斯的氦氣資源供應(yīng)著整個(gè)地球的需要。
世界上*大的單獨(dú)的氦氣生產(chǎn)基地位于北美的一個(gè)礦物油生產(chǎn)商的場(chǎng)地,生產(chǎn)能力達(dá)2700萬(wàn)平方。
自1992年起,位于俄羅斯的*大的天然氣供應(yīng)商開始供應(yīng)氦氣。為了滿足對(duì)氦氣作為冷凍劑的需求并確保長(zhǎng)距離運(yùn)輸,氦氣通常以低溫液態(tài)被放在特別的真空絕緣的儲(chǔ)罐中運(yùn)輸。對(duì)于用氦大客戶,可以使用一個(gè)對(duì)已用氦氣的回收和再液化裝置來(lái)降低成本。