氧气
大气中包含78%的氮气和21%的氧气,大气在摄氏零下183度时转化成液体,在摄氏零下218.9度时转化成固体。
在大气压力下,液氧的体积只是其气态时的1/854。因此大量的氧气通常以低温液态的形式被运输和储存。
氧气*重要的特性是其活化性。氧气几乎能和所有的物质发生反应。在富氧大气条件下,发生氧化和燃烧的速度比在一般大气条件下快得多。
由于氧气是生物新陈代谢所必需的,并且在水中具有高度的溶解性,因此它还被广泛应用于水处理和环境保护领域。
氮气
我们所呼吸的空气中大约78%的含量是氮气。在标准温度下,氮气是无色、无嗅、无味的气体。在低温条件下,氮气是无毒的,惰性的,即氮气的活化性能极低。氮气是不易燃的气体,并具有抑制燃烧的作用。此外,用氮气替代氧气用于呼吸,会使人窒息。在大气压力下,氮气在摄氏零下196度时转化成液体。 氮气的特性是使用时必须参照由工业气体协会机构如IGV、EIGA和CGA颁发的特别**指导条例。
氮气被广泛应用于工业和研究领域。在大多数的应用中,氮气是作为一种物理的制冷剂或是一种化学的惰性气体。此外,氮气在被使用后,可以无任何变化地回到大气中。
氩气
氩气是一种无色、无嗅的气体,比重高于大气。氩气*重要的化学特性是它的惰性,这一特性使其成为高温处理的保护气体,通常被用于冶金和焊接工艺中。
在高压下,氩气表现出一种偏离理想气体定律的“真正的特性”。例如,在200巴的压力下,钢瓶可以容纳超过按理想气体状态预计的约7%的氩气。氩气无毒,但如同氮气一样,氩气也可以替代用于呼吸的氧气(导致窒息)。
此外,由于氩气比重高于大气,它会聚集在地表附近,特别是在低气压时,情况更甚。
一氧化碳
一氧化碳是化工领域重要的媒介产品。 一氧化碳的制造有两种主要技术: 利用氧气对含碳介质进行放热转化,例如局部氧化(Pox); 对轻碳氢化合物进行蒸汽重整(SR),或一个*简单的例子就是蒸汽甲烷重整(SMR)。
一氧化碳根据其不同的纯度被应用于各种工艺中。在标准纯度下,它被用于生产光气和醋酸。在超高纯度下,一氧化碳可用作试验气体和标气的一个组成部分。
二氧化碳
二氧化碳是一种无色、不易燃烧、无嗅和无味的气体。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,使其在很多方面成为人们日常生活和环保技术中一种理想的助剂。例如在食品工业,二氧化碳被用于为许多饮料“加汽”。二氧化碳可以使饮料处于良好状态,也可以中和废水。低温液态或固体二氧化碳(干冰)可用作制冷剂,温度低至摄氏零下79度。
二氧化碳部分由天然生成,部分来自工业废气。制造合成气体和氧化乙烯时产生的副产品是大批量二氧化碳*经济的来源。
二氧化碳的天然来源主要位于火山区域。此外,有时在地表或钻井探取沉淀物时也能发现二氧化碳。
保护气体及焊接气体
通过不同的焊接方法,如TIG,MIG和MAG,焊接保护气在焊接技术中起着至关重要的作用。焊接保护气很大程度上影响着焊缝的质量和焊接的成本。 然而,在介绍焊接保护气时,过去被普遍使用的只有少数几个单纯气体,例如,纯氩用于WIG和MIG焊接,纯二氧化碳用于MAG焊接,如今,混合气体占据了主导位置。
这样的标准化混合气品种很多,因为现在除了氩气、二氧化碳,氧气、氦气、氢气和氮气都可以成为混合气的组份。不同的焊接保护气体在欧洲标准制定的“切割与焊接保护气体”中被分门别类。
乙炔及其它燃烧气体
乙炔是一种高性能的燃料气体,被广泛应用于各个领域,在气体焊接和切割技术中,乙炔是一种通用气体。无论是切割、焊接、火焰切割、火焰喷涂或是火焰刨槽,采用乙炔都是正确的选择。
传统的乙炔生产方式是通过碳钙化合物在水中的反应。但今天的乙炔主要来自石化行业。其它燃料气体也大都是石化行业的副产品。
氦气及其他惰性气体
除了氢气,氦气是自然界中**个*常见的气体。但是,大气中几乎不含氦气。因此,我们所需的所有的氦气都是从含氦的天然气中获得。目前美国、北非和俄罗斯的氦气资源供应着整个地球的需要。
世界上*大的单独的氦气生产基地位于北美的一个矿物油生产商的场地,生产能力达2700万平方。
自1992年起,位于俄罗斯的*大的天然气供应商开始供应氦气。为了满足对氦气作为冷冻剂的需求并确保长距离运输,氦气通常以低温液态被放在特别的真空绝缘的储罐中运输。对于用氦大客户,可以使用一个对已用氦气的回收和再液化装置来降低成本。