Презентация по Химии «Применение кислорода в промышленности» — скачать смотреть бесплатно

Презентация по Химии "Применение кислорода в промышленности" - скачать смотреть бесплатно Кислород

Вредность и опасность кислорода

За внешней безобидностью скрывается очень опасный газ, но об этом на нашем сайте опубликована статья про маслоопасность и взрывоопасность кислорода и мы не будем здесь дублировать информацию.

История открытия кислорода

Открытие кислорода приписывают Джозефу Пристли (Joseph Priestley). У него была лаборатория, оборудованная приборами для собирания газов. Он испытывал его физиологическое действие на себе и на мышах. Пристли установил, что после вдыхания газа некоторое время ощущается приятная легкость.

Мыши в герметически закрытой банке с воздухом задыхаются быстрей, чем в банке с O2. Поскольку Пристли был приверженцем флогистонной теории он так и не узнал, что оказалось у него в руках. Он только описал этот газ, даже не догадываясь, что он описал. А вот лавры открытия кислорода принадлежат Антуан Лоран Лавуазье (Antoine Laurent de Lavoisier), который и дал ему имя.

Лавуазье, поставил свой знаменитый опыт, продолжавшийся 12 дней. Он нагревал ртуть в реторте. При кипении образовывалась ее красная окись. Когда реторту охладили, оказалось, что воздуха в ней убыло почти на 1/6 его объема, а остаток ртути весил меньше, чем перед нагревом. Но когда разложили окись ртути сильным прокаливанием, все вернулось: и недостача ртути, и «исчезнувший» кислород.

Впоследствии Лавуазье установил, что этот газ входит в состав азотной, серной, фосфорной кислот. Он ошибочно полагал, что O2 обязательно входит в состав кислот, и поэтому назвал его «оксигениум», что значит «рождающий кислоты». Теперь хорошо известны кислоты, лишенные «оксигениума» (например: соляная, сероводородная, синильная и др.).

Кислород в баллоне

Благодаря этой таблице теперь можно легко дать ответы на вопросы, которые очень часто задают сварщики:

Для того, чтобы приблизительно узнать сколько кислорода в баллоне, нужно вместимость баллона (м3) умножить на давление (МПа). Например, если вместимость баллона 40 литров (0,04 м3), а давление газа 15 МПа, то объем кислорода в баллоне равен 0,04×15=6 м3.

Коэффициент перевода объема и массы o2 при т=15°с и р=0,1 мпа

Масса, кг Объем
Газ, м3 Жидкость, л
1,337 1 1,172
1,141 0,853 1
1 0,748 0,876

Коэффициенты перевода объема и массы o2 при т=0°с и р=0,1 мпа

Масса, кг Объем
Газ, м3 Жидкость, л
1,429 1 1,252
1,141 0,799 1
1 0,700 0,876

Методы получения кислорода

Ежегодное мировое производство (и потребление) кислорода измеряется миллионами тонн. Не считая кислорода, которым мы дышим. Попытки создать более или менее мощную кислородную промышленность предпринимались еще в прошлом веке во многих странах. Но от идеи до технического воплощения часто лежит «дистанция огромного размера»…

Особенно быстрое развитие кислородной промышленности началось в годы Великой Отечественной войны, после изобретения академиком П. Л. Капицей турбодетандера и создания мощных воздухра-зделительных установок.

Еще Карл Шееле получал кислород по меньшей мере пятью способами: из окиси ртути, сурика, селитры, азотной кислоты и пиролюзита. На подводных лодках и сейчас получают кислород, разлагая богатые этим элементом хлораты и перхлораты. В любой школьной лаборатории демонстрируют опыт — разложение воды на кислород и водород электролизом. Но ни один из этих способов не может удовлетворить потребности промышленности в кислороде.

Энергетически проще всего получить элемент № 8 из воздуху поскольку воздух — не соединение, и разделить воздух не так уж трудно. Температуры кипения азота и кислорода отличаются (при атмосферном давлении) на 12,8° С. Следовательно, жидкий воздух можно разделить на компоненты в ректификационных колоннах так же, как делят, например, нефть.

Но чтобы превратить воздух в жидкость, его нужно охладить до минус 196° С. Можно сказать, что проблема получения кислорода — это проблема получения холода.

Чтобы получать холод с помощью обыкновенного воздуха, последний нужно сжать, а затем дать ему расшириться при этом заставить его производить механическую работу. Тогда в соответствии с законами физики воздух обязан охлаждаться. Машины, в которых это происходит, называют детандерами.

До 1938 г. для получения жидкого воздуха пользовались только поршневыми детандерами. По существу, такой детандер — это аналог паровой машины, только работает в нем не пар, а сжатый воздух.

Чтобы получить жидкий воздух с помощью таких детандеров, нужны были давления порядка 200 атм, причем по неизбежным техническим причинам на разных стадиях процесса давление было не одинаковым: от 45 до 200 атм. К.п.д. установки был немногим выше,чему паровой машины. Установка получилась сложной, громоздкой, дорогой.

Получение ацетилена кислородом

Та же реакция используется для сварки и резки металлов. Правда, в этой области водород можно заменить ацетиленом. Кстати, ацетилен все в больших масштабах получат именно с помощью кислорода, в процессах термоокислительного крекинга:

6СН4 4О2 → НС=СН 8Н2 ЗСО СО2 ЗН2О

Это только один пример использования кислорода в химической промышленности. Элемент № 8 нужен для производства многих веществ (достаточно вспомнить об азотной кислоте), для газификации углей и мазута… На нужды этой отрасли расходуется немало кислорода.

Любое пористое горючее вещество, например опилки, будучи пропитанными голубоватой холодной жидкостью — жидким кислородом, становится взрывчатым веществом. Такие вещества называются оксиликвитами и в случае необходимости могут заменить динамит при разработке рудных месторождений.

Получение кислорода из воздуха

В конце 30-х годов советский физик академик П. Л. Капица предложил использовать в качестве детандера турбину. Идея — не новая, ее еще в конце прошлого века высказывал Дж. Рэлей, но к.п.д. «докапицынских» турбин для ожижения воздуха был невысок. Поэтому небольшие турбодетандеры лишь выполняли кое-какую подсобную работу при поршневых детандерах.

Капица создал новую конструкцию, которая, по словам изобретателя, была «как бы компромиссом между водяной и паровой турбиной». Главная особенность турбодетандера Капицы в том, что воздух в ней расширяется не только в сопловом аппарате, но и на лопатках рабочего колеса. При этом газ движется от периферии колеса к центру, работая против центробежных сил.

Такая конструкция турбины позволила поднять к.п.д. установки с 0,5 до 0,8. И, кроме того, турбодетандер «делает» холод с помощью воздуха, сжатого всего лишь до нескольких атмосфер. Очевидно, что 6 атм получить намного проще и дешевле, чем 200. Немаловажно для экономики и то, что энергия, которую отдает расширяющийся воздух, не пропадает напрасно, она используется для вращения ротора генератора электрического тока.

Современные установки для разделения воздуха, в которых холод получают с помощью турбодетандеров, дают промышленности, прежде всего металлургии и химии, сотни тысяч кубометров газообразного кислорода. Они работают не только у вас, но и во всем мире.

Первый опытный образец турбодетандера был невелик. Его ротор восьми сантиметров в диаметре весил всего 250 г. Но, как писал П. Л. Капица в 1939 г., «экспериментальная эксплуатация этого турбодетандера показала, что он является надежный и очень простым механизмом.

В 1942 г. построили подобную, но уже намного более мощную установку, которая производила до 200 кг жидкого кислорода в час. В конце 1944 г. вводится в строй самая мощная в мире турбокислородная установка, производящая в 6—7 раз больше жидкого кислорода, чем установка старого типа, и при этом занимающая в 3—4 раза меньшую площадь.

В наши дни быстро растет потребность в кислороде многих отраслей промышленности, в первую очередь металлургии. Соответственно растут мощности воздухоразделительных установок. А источник кислорода один — атмосфера.

Статья на тему Кислород применение

Применение в металлургии

Замена воздушного дутья «кислородным» (в мартеновскую печь или конвертор обычно подается не чистый кислород, а воздух, обогащенный кислородом) намного увеличивает производительность сталеплавильных агрегатов. Одновременно улучшается и качество стали.

При замене обычного воздуха смесью 35% кислорода и 65% азота расход кокса в процессе выплавки ферросплавов (ферромарганца, ферросилиция, феррофосфора) снижается почти в два раза, а производительность печи возрастает более чем вдвое.

Сейчас в нашей стране черная металлургия поглощает более 60% получаемого кислорода. Нужен кислород и в цветной металлургии. Так, при выплавке свинца на Усть-Каменогорском свинцово-цинковом комбинате дутье, обогащенное кислородом до 30—31%, в свое время помогло снизить расход топлива более чем на треть, а флюсов — вдвое, что дало многомиллионную экономию.

При сжигании водорода в токе кислорода образуется весьма обыкновенное вещество — Н2О. Конечно, ради получения этого вещества не следовало бы заниматься сжиганием водорода (который, кстати, часто именно из воды получают). Цель этого процесса иная, она будет ясна, если ту же реакцию записать полностью, учитывая не только химические продукты, но и энергию, выделяющуюся в ходе реакции:

Н2 0,5О2 = Н2О 68 317 кал.

Почти семьдесят больших калорий на грамм-молекулу! Так можно получить не только «море воды», но и «море энергии». Для этого и получают воду в реактивных двигателях, работающих на водороде и кислороде.

Применение кислорода

Помимо того, что все живые существам в природе, за исключением немногих микроорганизмов, при дыхании потребляют кислород, он широко применяется во многих отраслях промышленности: металлургической, химической, машиностроении, авиации, ракетостроении и даже в медицине.

В химической промышленности его применяет:

В металлургии его используют:

В медицинских целях больным, у которых нарушена нормальная деятельность органов дыхания или кровообращения, искусственно увеличивают содержание O2 в воздухе или дают дышать непродолжительное время чистым O2. Медицинский кислород, выпускаемый ГОСТ 5583, особенно тщательно очищают от всех примесей.

Применение кислорода | ооо «дипи эйр газ»

Кислород  получают из атмосферного воздуха способом низкотемпературной ректификации и электролизом воды.

Использование кислорода в металлургии и стекольной промышленности
— кислород применяется для увеличения температуры плавления в конверторном и электро-дуговом производстве стали
— кислород может использоваться для выплавки цветных металлов – меди, алюминия, свинца и т.д.
— прямое восстановление железа так же может осуществляться с помощью кислорода
— для огневой порезки и зачистки слябов
— в стекловаренных печах используется для улучшения плавления
— для дожигания отходящих газов с целью уменьшения выбросов оксидов азота до безопасных уровней.

Использование кислорода в химической и нефтехимической промышленности
— кислород используется для окисления исходных реагентов, образуя азотную и серную кислоту, этиленоксид, пропиленоксид, винилхлорид и другие основные соединения.
— кислород используют для изготовления взрывчатых веществ
— высокотемпературная конверсия природного газа так же предполагает использование кислорода
— повышения производительности установки «Клауса»
— каталитическая конверсия природного газа ( при производстве синтетического аммиака)
— для увеличения вязкости и улучшения нефтегазового потока из колодцев
— для увеличения производительности заводов по крекингу нефти (для более эффективной переработки высокооктановых компонентов)

Использование кислорода в целлюлозно-бумажной промышленности и экологии
— для отбеливания бумаги
— для очистки сточных вод и подготовки питьевой воды.
— интенсификация горения мусоросжигательных печей
— для переработки покрышек

Использование кислорода в энергетике
— для газификации твердого топлива ( угля, торфа, сланцев )
— для обогащения воздуха в промышленном производстве тепла на ТЭС.

Использование кислорода в машиностроение и металлообработке
— для газовой резки и сварки
— как плазмообразующий газ на машинах плазменной резки
— как режущий газ при лазерном раскрое
— для напыления и наплавления металлов и неметаллов

Использование кислорода в медицине и биологии 
— в кислородных барокамерах
— в палатах со специальным микроклиматом ( реанимация, роддома ), который создается с помощью кислорода
— для дыхательной аппаратуры ( ВГСЧ, скорая помощь, др. )
— для кислородных коктейлей
— в биотехнологиях ( выращивание бактерий )

Использование кислорода в авиации и космонавтике
— окислитель ракетного топлива
— в системах дыхания

Использование кислорода в сельском хозяйстве и пищевой промышленности
— для выращивания рыбы в прудовых хозяйствах (насыщение кислородом)
— кислородные коктейли для животных для прибавки в весе
— для обработки воды при изготовлении пищевых продуктов
— для обеззараживания кислородом производственных помещений и хранилищ

§

Презентация по Химии "Применение кислорода в промышленности" - скачать смотреть бесплатно

Обычный технологический процесс изготовления колбасы или котлет начинается с получения фарша. В общем-то, несложно: взять мясо и другие составляющие рецепта, измельчить, добавить шпик, соль, пряности, все хорошенько перемешать, 

§

Компания «DP Air Gas» – ведущий национальный поставщик  технических, медицинских и чистых газов, пищевых и сварочных смесей.
Сегодня компания «DP Air Gas» является лидером на рынке продаж промышленных газов, реализуя свою продукцию и услуги по всей территории Украины, а так же территории стран СНГ и Евросоюза.

Криогенные емкости компании DP Air Gas

Главной нашей задачей является обеспечение нашим партнерам бесперебойности и безопасности производственных процессов за счет качественного, надежного и стабильного обеспечения техническими, медицинскими и чистыми газами, пищевыми и сварочными смесями.

Совместно с проектной компанией «DP Engineering» мы готовы взять на себя ответственность за все процессы газообеспечения на Вашем предприятии:

Наши высококвалифицированные специалисты дадут необходимые консультации и подскажут оптимальные пути решения поставленных задач, проведут тренинги, обучения и семинары.

МЫ ПРЕДЛАГАЕМ НЕЧТО БОЛЬШЕЕ, ЧЕМ ПРОСТО ХОРОШИЙ ПРОДУКТ.

ПАРТНЕРСТВО С «DP AIR GAS» ОЗНАЧАЕТ:

Применение кислорода в металлургии для повышения выплавки металла | цеприкон

Применение кислорода в металлургии имеет особо важное значение. За много километров бывает видно, как над огромными металлургическими заводами и комбинатами встаёт прозрачная дымка. Это раскалённое дыхание металлургических печей, в которых выплавляются сталь, чугун т другие металлы. Ни одна отрасль промышленности не потребляет так много топлива и кислорода для сжигания, как металлургия. Средний металлургический завод с выплавкой 1 млн. тонн стали в год потребляет свыше 3 млрд мᶾ кислорода.

Применение кислорода в металлургии особенно при замене воздуха кислородом в дутье позволяет значительно увеличить производительность доменных и сталеплавильных печей и улучшить качество металла.

Со значительным успехом применение кислорода в металлургии начинает использоваться при кислородном дутье и металлургии стали. Процессы переработки чугуна в сталь в этом случае идут значительно быстрее и качественнее. Вредные примеси выгораю эффективнее. Сталь не насыщается азотом, механические качества металла улучшаются.

Использование кислорода в сталелитейных печах упрощает их конструкцию. В мартеновских печах становятся ненужными дорогие и громоздкие регенераторы – аппараты для нагревания воздуха.

Широкое применение кислорода в металлургии – одна из важных задач современной техники. Её успешное решение позволяет металлургической промышленности решать свои задачи по увеличению выплавки металла и улучшению его качества.
АО «ЦЕПРИКОН» для снабжения металлургических предприятий газообразным кислородом проектирует и изготавливает кислородные станции, работающие по принципу напорной (PSA) или вакуумной (VSA) адсорбции.

Данные технологии позволяют получать газообразный кислород из атмосферного воздуха:

  • чистотой 90…95%
  • производительностью до 20000 мᶾ/час
  • давлением до 8 атм.

Станции проектируются и изготавливаются согласно техническому заданию заказчика. Совместно с поставкой оборудования наша компания предлагаем дополнительные услуги:

  • проектирование кислородной станции
  • защите проекта в органах Ростехнадзора
  • проведению монтажных, шеф-монтажных работ
  • пуско-наладочные работы и запуск оборудования
  • обучение персонала заказчика
  • сервисное обслуживание оборудования. 

Всё технологическое оборудование монтируется в специальных помещениях – кислородных цехах, которые оснащены системой вентиляции, предупреждения аварийных ситуаций, управления. Станции могут работать с возможностью регулирования значений производительности, чистоты и давления получаемого газа. 

Более подробную информацию о применении кислорода в металлургии и оборудовании для его выработки, вы можете получить у сотрудников нашей компании, позвонив по контактным телефонам, указанным на сайте.

Применение кислорода в сварке

Сам по себе O2 является негорючим газом, но из-за свойства активно поддерживать горение и увеличения интенсивности (интенсификации) горения газов и жидкого топлива его используют в ракетных энергетических установках и во всех процессах газопламенной обработки.

В таких процессах газопламенной обработки, как газовая сварка, поверхностная закалка высокая температура пламени достигается путем сжигания горючих газов в O2, а при газовой резке благодаря ему происходит окисление и сгорание разрезаемого металла.

При полуавтоматической сварке (MIG/MAG) кислород O2 используют как компонент защитных газовых смесей с аргоном (Ar) или углекислым газом (CO2).

Кислород добавляют в аргон при полуавтоматической сварке легированных сталей для обеспечения устойчивости горения дуги и струйного переноса расплавленного металла в сварочную ванну. Дело в том, что как поверхностно активный элемент он уменьшает поверхностное натяжение жидкого металла, способствуя образованию на конце электрода более мелких капель.

При сварке низколегированных и низкоуглеродистых сталей полуавтоматом O2 добавляют в углекислый газ для обеспечения глубокого проплавления и хорошего формирования сварного шва, а также для уменьшения разбрызгивания.

Чаще всего кислород используют в газообразном виде, а в виде жидкости используют только при его хранении и транспортировке от завода-изготовителя до потребителей.

Специфика кислородного дутья в доменных печах и особенности электросталеплавильного производства

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

  • Характеристика основных технологий в черной и цветной металлургии. Классификация металлургических процессов. Сырье для черной металлургии и его добычи. Продукты металлургического производства. Дуговые электроплавильные печи, конвертеры, прокатные станы.

    курсовая работа [773,0 K], добавлен 16.10.2022

  • Добыча, обогащение руд цветных металлов и выплавка цветных металлов и их сплавов. Цветная металлургия как отрасль национальной экономики. Основные факторы и условия функционирования и развития цветной металлургии в стране. Доля России на мировом рынке.

    презентация [299,4 K], добавлен 31.05.2022

  • Горизонтальные конверторы с верхним отводом газов. Конструкция конвертеров цветной металлургии. Расчет основных параметров и теплового баланса конверторов цветной металлургии. Тепловой баланс конвертора. Вертикальные конверторы. Производительность.

    дипломная работа [1,4 M], добавлен 29.10.2008

  • Тепловая работа шахтных печей цветной металлургии. Плавка кусковой руды, брикетов, агломерата и различных промежуточных продуктов металлургического производства. Шахтные печи с режимом работы на базе топочного процесса. Особенности теплообмена в слое.

    курсовая работа [38,8 K], добавлен 04.12.2008

  • Обжиговые печи черной металлургии. Рациональная конструкция печи. Принцип действия и устройство шахтных печей. Способы отопления и режимы обжига в шахтных печах. Аэродинамический режим печи. Особенности теплообмена в слое. Шахтные и обжиговые печи.

    курсовая работа [550,4 K], добавлен 04.12.2008

  • Металлургический комплекс России: чёрная металлургия, цветная металлургия. Структура черной металлургии. Системы технологий и промышленное производство цветной металлургии. Олово: классификация, свойства, сплавы и применение олова в других отраслях.

    контрольная работа [1,9 M], добавлен 22.10.2007

  • Основные понятия и технологические процессы порошковой металлургии. Сущность изготовления деталей и заготовок по этому методу. Экономическая целесообразность применения порошковой металлургии в промышленности, основные направления и перспективы развития.

    контрольная работа [1,1 M], добавлен 04.06.2009

  • Способы получения кислорода

    В основном кислород получают тремя способами:

    Из атмосферного воздуха его получают методом глубокого охлаждения, как побочный продукт при получении азота.

    Также O2 добывают путем пропускания электрического тока через воду (электролиз воды) с попутным получением водорода.

    Химические способ получения малопроизводителен, а, следовательно, и неэкономичен, он не нашел широкого применения и используются в лабораторной практике.

    Наверно многие помнят химический опыт, когда в колбе нагревают марганцовку (перманганат калия KMnO4), а потом выделяющийся в процессе нагрева газ собирают в другую колбу?

    2KMnO4 = K2MnO4 MnO2 O2 ↑

    Характеристики кислорода

    Характеристики O2 представлены в таблицах ниже:

    Хранение и транспортировка кислорода

    Кислород газообразный технический и медицинский выпускают по ГОСТ 5583.

    Хранят и транспортируют его в стальных баллонах ГОСТ 949 под давлением 15 МПа. Кислородные баллоны окрашены в синий цвет с надписью черными буквами «КИСЛОРОД».

    Жидкий кислород выпускается по ГОСТ 6331. O2 находится в жидком состоянии только при получении, хранении и транспортировке. Для газовой сварки или газовой резки его необходимо снова превратить в газообразное состояние.

    Оцените статью
    Кислород
    Добавить комментарий