Ⅰ 哪些行業需要氣體質量流量計,閥門,接頭,氣缸,空氣泵等,有全面點的解釋嗎,哪些行業用的多
氮氣和氬氣用於焊接行業做保護氣,
氮氣也用於化工廠制氨氣,硝酸等
氮主要用於合成氨,反應式為N2+3H2=2NH3( 條件為高壓,高溫、和催化劑。反應為可逆反應)還是合成纖維(錦綸、腈綸),合成樹脂,合成橡膠等的重要原料。由於氮的化學惰性,常用作保護氣體。以防止某些物體暴露於空氣時被氧所氧化,用氮氣填充糧倉,可使糧食不霉爛、不發芽,長期保存。液氨還可用作深度冷凍劑。作為冷凍劑在醫院做除斑,包,豆等的手術時常常也使用, 即將斑,包,豆等凍掉,但是容易出現疤痕,並不建議使用。
氮是一種營養元素還可以用來製作化肥。例如:碳酸氫銨NH4HCO3,氯化銨NH4Cl,硝酸銨NH4NO3等等。
在汽車上氮氣有著非常重要的作用:
1. 提高輪胎行駛的穩定性和舒適性。氮氣幾乎為惰性的雙原子氣體,化學性質極不活潑,氣體分子比氧分子大,不易熱脹冷縮,變形幅度小,其滲透輪胎胎壁的速度比空氣慢約30~40%, 能保持穩定胎壓,提高輪胎行駛的穩定性,保證駕駛的舒適性;氮氣的音頻傳導性低,相當於普通空氣的1/5,使用氮氣能有效減少輪胎的噪音,提高行駛的寧靜度。
2.防止爆胎和缺氣碾行。爆胎是公路交通事故中的頭號殺手。據統計,在高速公路上有46%的交通事故是由於輪胎發生故障引起的,其中爆胎一項就占輪胎事故總量的70%。汽車行駛時,輪胎溫度會因與地面磨擦而升高,尤其在高速行駛及緊急剎車時,胎內氣體溫度會急速上升,胎壓驟增,所以會有爆胎的可能。而高溫導致輪胎橡膠老化,疲勞強度下降,胎面磨損劇烈,又是可能爆胎的重要因素。而與一般高壓空氣相比,高純度氮氣因為無氧且幾乎不含水份不含油,其熱膨脹系數低,熱傳導性低,升溫慢,降低了輪胎聚熱的速度,不可然也不助然等特性,所以可大大地減少爆胎的幾率。
3.延長輪胎使用壽命 使用氮氣後,胎壓穩定體積變化小,大大降低了輪胎不規則磨擦的可能性,如冠磨、胎肩磨、偏磨,提高了輪胎的使用壽命;橡膠的老化是受空氣中的氧分子氧化所致,老化後其強度及彈性下降,且會有龜裂現象,這時造成輪胎使用壽命縮短的原因之一。氮氣分離裝置能極大限度地排除空氣中的氧氣、硫、油、水和其它雜質,有效降低了輪胎內襯層的氧化程度和橡膠被腐蝕的現象,不會腐蝕金屬輪輞,延長了輪胎的使用壽命,也極大程度減少輪輞生銹的狀況。
4.減少油耗,保護環境。輪胎胎壓的不足與受熱後滾動阻力的增加,會造成汽車行駛時的油耗增加;而氮氣除了可以維持穩定的胎壓,延緩胎壓降低之外,其乾燥且不含油不含水,熱傳導性低,升溫慢的特性,減低了輪胎行走時溫度的升高,以及輪胎變形小抓地力提高等,降低了滾動阻力,從而達到減少油耗的目的。
氬的最早用途是向電燈泡內充氣。焊接和切割金屬也使用大量的氬。用作電弧焊接不銹鋼、鎂、鋁和其他合金的保護氣體,即氬弧焊
氬弧焊的危害:
(1)焊工塵肺 塵肺是指由於長期吸人超過規定濃度而引起肺組織彌漫性纖維化的粉塵所致的疾病。焊工塵肺是由於長期吸入超過允許濃度的以氧化鐵為主並有無定型的二氧化硅、硅酸鹽、錳、鐵、鉻以及臭氧、氮氧化物等混合煙塵和有毒氣體,並在組織中長期作用所致的混合性塵肺。
據有關資料表明,目前我國焊工塵肺的最短發病工齡為7年,平均發病工齡為20~30年左右,並明顯呈現北方寒冷地區發病率高,南方地區發病率較低的現象。這主要是因為北方氣候寒冷、車間關閉門窗時間長、自然通風換氣條件差的原因。
焊工塵肺主要表現為呼吸系統症狀:氣短、咳嗽、咳痰、胸悶和胸痛。部分焊工塵肺患者可呈無力、食慾減退、體重減輕以及神經衰弱癥候群(如頭痛、頭暈、失眠、嗜睡、多夢、記憶力減退等),同時對肺功能也有影響。
(2)錳中毒 錳蒸氣在空氣中能很快氧化成灰色的氧化錳(MnO)及棕紅色的四氧化三錳(Mn3O4)煙塵。焊工長期吸入超過允許濃度的錳及其化合物的微粒和蒸氣,則可能造成錳中毒。
焊工錳中毒發病很慢,大多在接觸3~5年後,甚至可達20年才逐漸發病。
慢性錳中毒早期表現為疲勞乏力,時常頭痛、頭暈、失眠、記憶力減退以及植物神經功能紊亂,如舌、眼瞼和手指的細微振顫等。中毒進一步發展,則神經精神症狀均更明顯,而且轉變、跨越、下蹲等都較困難,走路時表現左右搖擺或前沖後倒,書寫時振顫不清等。
(3)焊工金屬熱 金屬熱是接觸足夠濃度的某些金屬煙塵的工人常見的一種綜合征。焊工金屬熱是指吸人焊接金屬煙塵中0.05~0.5Pm的氧化銅、氧化鋅、氧化鋁、氧化錳及氧化鐵微粒和氟化物等,容易通過上呼吸道進入末梢細支氣管和肺泡,再進入血液,引起焊工金屬熱反應。金屬熱不是慢性病,而是一種復發性急性偶發病。其主要症狀是下班後感覺嘴裡有金屬味,食慾不振、惡心、寒戰,大多伴有低燒。焊工金屬熱在經常進行銅及銅合金焊接的工人中較為常見,經常在船艙、密閉容器內使用鹼性焊條施焊者,亦容易出現此症。
氧氣用於各種工廠1.冶煉工藝
在煉鋼過程中吹以高純度氧氣,氧便和碳及磷、硫、硅等起氧化反應,這不但降低了鋼的含碳量,還有利於清除磷、硫、硅等雜質。而且氧化過程中產生的熱量足以維持煉鋼過程所需的溫度,因此,吹氧不但縮短了冶煉時間,同時提高了鋼的質量。高爐煉鐵時,提高鼓風中的氧濃度可以降焦比,提高產量。在有色金屬冶煉中,採用富氧也可以縮短冶煉時間提高產量。
2.化學工業
在生產合成氨時,氧氣主要用於原料氣的氧化,例如,重油的高溫裂化,以及煤粉的氣化等,以強化工藝過程,提高化肥產量。
3.國防工業
液氧是現代火箭最好的助燃劑,在超音速飛機中也需要液氧作氧化劑,可燃物質浸漬液氧後具有強烈的爆炸性,可製作液氧炸葯。
4.醫療保健方面
供給呼吸:用於缺氧、低氧或無氧環境,例如:潛水作業、登山運動、高空飛行、宇宙航行、醫療搶救等時。
Ⅱ 可以用「固體氫氧化鈉中滴加濃氨水」方法制備氨氣的原因是什麼
氨水是弱鹼,在水中不完全電離,向固體氫氧化鈉中滴加氨水,會使氨水中OH-的濃度增大,從而導致水中NH3濃度的升高,同時,氫氧化鈉溶於水放熱,溫度的升高使氨氣的溶解度降低,從而會使暗器逸出。
氨氣的實驗室製法
加熱固體銨鹽和鹼的混合物反應原理:2NH4Cl+Ca(OH)2=△= CaCl2+2NH3↑+2H2O[2]
反應裝置:固體+固體加熱制氣體裝置。包括試管、酒精燈、鐵架台(帶鐵夾)等。
凈化裝置(可省略):用鹼石灰乾燥。
收集裝置: 向下排空氣法,驗滿方法是用濕潤的紅色石蕊試紙置於試管口,試紙變藍色;或將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置於試管口,有白煙產生。
尾氣裝置:收集時,一般在管口塞一團棉花球,可減少NH3與空氣的對流速度,收集到純凈的NH3.
注意事項:
不能用NH4NO3跟Ca(OH)2反應制氨氣。硝酸銨受撞擊、加熱易爆炸,且產物與溫度有關,可能產生NH3、N2、N2O、NO。
實驗室制NH3不能用NaOH、KOH代替Ca(OH)2。因為NaOH、KOH是強鹼,具有吸濕性(潮解)易結塊,不易與銨鹽混合充分接觸反應。又KOH、NaOH具有強腐蝕性在加熱情況下,對玻璃儀器有腐蝕作用,所以不用NaOH、KOH代替Ca(OH)2制NH3。
用試管收集氨氣要堵棉花。因為NH3分子微粒直徑小,易與空氣發生對流,堵棉花目的是防止NH3與空氣對流,確保收集純凈;減少NH3對空氣的污染。
實驗室制NH3除水蒸氣用鹼石灰,而不採用濃H2SO4和固體CaCl2。因為濃H2SO4與NH3反應生成(NH4)2SO4。NH3與CaCl2反應能生成CaCl2·8NH3(八氨合氯化鈣)。CaCl2+8NH3= CaCl2·8NH3
2.用氮化物製取氨氣
可以用氮化物與水反應或者疊氮化物分解。如:
Li3N + 3H2O = 3LiOH + NH3↑
3.加熱濃氨水
反應原理:NH3·H2O =△= NH3↑+H2O。
這種方法一般用於實驗室快速制氨氣。
裝置:燒瓶,酒精燈,鐵架台,橡膠塞,導管等。
注意事項:加熱濃氨水時也會有水蒸氣,需要用乾燥裝置除雜。同上,這種方法制NH3除水蒸氣用鹼石灰,而不要採用濃H2SO4和固體CaCl2。
4.濃氨水中加固態鹼性物質
反應原理:濃氨水中存在以下平衡:
NH3+H2O←→ NH3·H2O←→NH4+ +OH-,[5]
加入固態鹼性物質(如CaO,NaOH,鹼石灰等),消耗水且使c(OH-)增大,使平衡移動,同時反應放熱,促使NH3·H2O的分解。
氨氣工業製法
空氣中的氮氣加氫工藝流程有很多方案,世界各國採用的也不盡相同。至2014年世界上比較先進的有布朗三塔三廢鍋氨合成圈、伍德兩塔兩廢鍋氨合成圈、托普索S-250型氨合成圈和卡薩里軸徑向氨合成工藝。隨著大型化的發展,氨合成圈已成為降低合成氨能耗的主要單元之一。近代大型氨合成裝置的代表設計有三種:
1.布朗的三塔三廢鍋氨合成圈
布朗三塔三廢鍋氨合成圈由3個合成塔和3個廢鍋組成。塔內有催化劑筐,氣體由外殼與筐體的間隙從底部向上流過,再由上向下軸向流過催化劑床。三塔催化劑裝填量比二塔多,最終出口氨含量可以從16.5%提高到21%以上,減少了循環氣量,節省了循環壓縮功。合成塔控制系統非常簡單,各塔設有旁路用閥門調節氣體入塔溫度。由於氨合成反應平衡的限制,決定了催化劑溫度,不需要調節催化劑床層反應溫度。
2.伍德兩塔三床兩廢鍋氨合成圈
伍德兩塔三床兩廢鍋氨合成圈採用兩個較小的合成塔,3個催化劑床,兩塔塔後各連一個廢鍋。這種結構使反應溫度分布十分接近最優的反應溫度,氣體的循環量和壓降小,投資和能耗節省,副產高壓蒸汽多。
3.托普索兩塔三床兩廢鍋氨合成圈
托普索S-250系統採用無下部換熱的S-200合成塔和S-50合成塔組成。還包括:(1)廢鍋和鍋爐給水換熱器回收廢熱;(2)合成塔進出氣換熱器,水冷器,氨冷器和冷交換器,氨分離器及新鮮氣氨冷器等。合成塔為徑向流動催化劑床,採用1.5mm~3mm小催化劑,壓降為0.3MPa。由S-200型塔出來的合成氣,經廢熱鍋爐回收熱量,並保證入S-50型塔的合適溫度,以提高單程合成率。
其他方法
天然氣制氨。天然氣先經脫硫,然後通過二次轉化,再分別經過一氧化碳變換、二氧化碳脫除等工序,得到的氮氫混合氣,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳約0.1%~0.3%(體積),經甲烷化作用除去後,製得氫氮摩爾比為3的純凈氣,經壓縮機壓縮而進入氨合成迴路,製得產品氨。以石腦油為原料的合成氨生產流程與此流程相似。
重質油制氨。重質油包括各種深度加工所得的渣油,可用部分氧化法製得合成氨原料氣,生產過程比天然氣蒸氣轉化法簡單,但需要有空氣分離裝置。空氣分離裝置製得的氧用於重質油氣化,氮作為氨合成原料外,液態氮還用作脫除一氧化碳、甲烷及氬[6] 的洗滌劑。
煤(焦炭)制氨。隨著石油化工和天然氣化工的發展,以煤(焦炭)為原料製取氨的方式在世界上已很少採用。
化工上氨氣的用途
用途: 氨主要用於製造氮肥和復合肥料,氨作為工業原料和氨化飼料,用量約佔世界產量的12%。硝酸、各種含氮的無機鹽及有機中間體、磺胺葯、聚氨酯、聚醯胺纖維和丁腈橡膠等都需直接以氨為原料。液氨常用作製冷劑。
貯運: 商品氨中有一部分是以液態由製造廠運往外地。此外,為保證製造廠內合成氨和氨加工車間之間的供需平衡,防止因短期事故而停產,需設置液氨庫。液氨庫根據容量大小不同,有不冷凍、半冷凍和全冷凍三種類型。液氨的運輸方式有海運、駁船運、管道運、槽車運、卡車運。