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工业氧气生产
1.空气冷冻分离法
空气中的主要成分是氧气和氮气。利用氧和氮的不同沸点从空气中制备氧称为空气分离。先将空气预冷、净化(除去空气中的少量水分、二氧化碳、碳氢化合物等气体和灰尘等杂质),然后压缩、冷却,成为液态空气。然后利用氧和氮的沸点差异,液态空气在精馏塔中蒸发冷凝数次,分离出氧和氮,得到纯氧(纯度99.6%)和纯氮(纯度99.9%)。空分装置产生的氧气由压缩机压缩,压缩后的氧气装入高压钢瓶储存,或直接通过管道输送到工厂和车间使用。
2、分子筛氧气法(吸附法)
利用氮分子比氧分子大的特点,用特殊的分子筛分离空气中的氧。首先,压缩机迫使干燥空气通过分子筛进入真空吸附器,使空气中的氮气分子被分子筛吸附,氧气进入吸附器。当吸附器中的氧气达到一定量(压力达到一定水平)时,可以打开氧气出口阀释放氧气。一段时间后,分子筛吸附的氮气逐渐增多,吸附能力减弱,产生的氧气纯度降低。
3.电解制氧方法
将水放入电解槽中,加入或提高水的电解程度,然后施加直流电,使水分解成氧气和氢气。
二、化学制氧
液态过氧化物-是一种无色透明的液体,有淡淡的特殊臭氧气味。它是一种非常不稳定的物质,在热、碱、杂质等很多情况下会加速其分解。温度每升高5℃,它的分解率就会增加1.5倍。即使是浓度为35%的稀释,在pH值升高的情况下超过6小时也会迅速分解。中混有少量杂质。即使在室温下,也会引起剧烈分解,产生氧气。
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气体是四种基本物质状态之一(其他三种分别为固体、液体、等离子体)。气体由单个原子(如稀有气体)、单质分子(如氧气)、多种元素构成化合物分子(如二氧化碳)等。气体混合物可以包括多种气体物质,比如空气。气体与液体和固体的显著区别就是气体粒子之间间隔很大。这种间隔使人眼难以察觉到无色气体。如果没有限制(容器或力场),气体可以扩散,其体积不受限制,也不固定。气体物质的原子或分子可以在它们之间自由移动。
气体的特性介于液体和等离子体之间,气体的温度不会超过等离子体,气体的温度下限为简并态夸克气体,现在也越来越受到重视。高密度原子气体冷却到很低的温度,根据其统计特性可分为玻色气体和费米气体,其他相态可参考相态列表。
当观测到气体时,一般参考或长度尺度。气体的大长度尺度和宏观性质或一般观点。其范围(可指体积)至少要能容纳大量的气体粒子。样品中所有气体颗粒的平均性质(如速度、温度、压力等)。相反,较小的参考长度尺度对应于气体的微观特性或颗粒级视图。
因为气体分子经常在容器中运动,所以它们的质量通常用密度来表示。密度是单位体积的质量,和比体积的倒数。气体密度在很大范围内发生变化,因为当受到压力或体积的限制时,气体分子可能会更接近。气体密度变化为可压缩性,气体密度、压力和温度为状态变量,工艺变化遵循热力学规律。
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根据用途,气体产品可分为两大类,即一般工业气体和特种气体。一般工业气体量大面广,对气体的纯度要求不高。特种气体有别于一般工业气体,它是具有特殊用途,并在特定领域中应用的,对纯度、杂质含量、组成、物化性能等方面有特殊要求的一类气体产品。与工业气体相比,特种气体的品种多而产销量小,常用混合气和标准校正气即是特种气体的重要组成部分。
通常,可以把常用的气体混合物分为一般混合气体和电子工业用混合气体两大类。标准校正气体可分为单元标准气体(高纯气体或超高纯气体)和多元标准气体(由两种或两种以上组分气配制而成)。
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氮气是一种惰性气体,在与食物接触时是中性的,因此广泛应用于食品防腐领域。食品接触空气容易氧化。食品的氧化不仅仅导致食品口感的下降,更重要的是,它会导致食品的腐烂。食品行业的重点一直是有效的防腐措施。
在啤酒生产中,氮气有效降低了溶解氧(DO),它减缓了啤酒的变质,延长了啤酒的储存期,并在不破坏啤酒中的芳香物质的情况下大大提高了啤酒的质量;在食品包装方面,由于氮气的稳定性,氮气通常被用来排斥氧气,从而减缓食物的氧化和呼吸。
大型燃煤发电厂锅炉管道的飞灰磨损是典型的高温冲蚀磨损现象之一,在管道表面电弧喷涂各种抗冲蚀涂层是解决锅炉管道磨损的有效手段之一。电弧喷涂设备的修改和氮气保护的引入可以减少氧化对电弧喷涂层结构和性能的影响,提高涂层的密性和均匀性,从而进一步提高涂层的耐腐蚀性。
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