一、氧气概述
1、氧气的性质
(1)氧在自然界中广泛存在,它以游离态存在于空气中,体积分数为20.93%;以化合态存在于水、矿物和岩层中以及一切动植物体内。
(2)氧是无色、无味、无臭的气体,比空气重,标准状态下密度为1.429kg/m3。标准大气压下液化温度为﹣182.98℃。液氧为天蓝色、透明、易流动的液体。凝固温度为﹣218.4℃,呈蓝色固体结晶,能少量溶于水,0℃水能溶氧的体积是4.9%,具有磁感性。
(3)氧是强氧化剂,与其他物质发生氧化还原反应生成氧化物,在纯氧中进行的氧化反应异常激烈,同时放出大量热,达到极高的温度。平均火焰温度超过2000℃,最高可达2830℃。
(4)氧是优良的助燃剂,与一切可燃物可以进行燃烧。与可燃气体,如氢气;乙炔,甲烷、煤气、天然气等,按一定比例混合后容易发生爆炸。氧气纯度越高,压力越大,越危险,各种油脂与压缩空气接触,易自燃。被氧气饱和的衣物及纺织品,见火即着。
2.氧气的生产方法
从水及空气中制取的方法有化学法、水电解法、空气分离法等。
(1)化学法。化学法是将氧化物在一定条件下分解,放出氧气。
(2)水电解法。水电解法是以水为原料将水电解而生产氧气。
(3)空气分离法。在空气分离法中包括低温法、变压吸附法、膜分离法。其中深度冷冻法制氧是以空气为原料,电耗低、成本低、产量高、质量好,安全运转周期长,工艺成熟,在工业上得到了广泛应用。
深度冷冻法制氧的原理是将空气加压、冷却而液化,利用氧、氮组分沸点的不同(一个大气压下氧气的沸点为﹣182.98℃,氮气为﹣195.8℃),在精馏塔内使上升蒸气与回流液体在塔板上接触,多次的冷凝蒸发,高沸点的氧组分不断冷凝进入液相,低沸点的氮组分不断从液体中蒸发变成上升蒸气,使下流液体中的氧含量越来越高,上升蒸气中氮含量越来越高,达到把空气中氧、氮分离的目的。
3.氧气在钢铁企业中的应用
氧气在钢铁企业中占有很重要的地位,用途广、用户多,按用途性质可分为:
(1)工艺用氧。工艺用氧是在冶炼过程中为强化冶炼而用的氧,例如,氧气顶吹转炉炼钢、电炉吹氧炼钢以及高炉富氧鼓风等。
(2)切焊用氧、切焊用氧是供金属烧剥、切割及焊接等用途的用氧。例如,钢材生产中采用的火焰清理、连续铸钢生产中的火焰切割、废钢处理时的火焰切割、机修的焊接切割,以及生产中的辅助用氧(烧出铁口、出钢口、出渣口和钢渣铁渣的清理等)。
钢铁企业用氧量大,而且用途广泛、从原料加工、冶炼、轧钢到机修、基建,甚至生活后勤工作,无时无处不用氧气。
钢铁企业用氧往往要求采用气态氧、液氧,低压、中压、高压均有的综合供复系统,其特点是:
①以气态氧为主,液氧为辅,必要时用汽化补充系统满足用户需要。
②用低,中、高压输往用户,但以中压供氧为主。
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