Конвертер газов — онлайн перевод концентраций газов. Перевод НКПР — мг/м3 — ppm — объемные доли

Конвертер газов - онлайн перевод концентраций газов. Перевод НКПР - мг/м3 - ppm - объемные доли Кислород

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Газообразный
технический и медицинский кислород должен быть изготовлен в соответствии с
требованиями настоящего стандарта по технологическим регламентам, утвержденным
в установленном порядке.

1.2. Запрещается применять
для дыхания и лечебных целей кислород, получаемый электролизом воды, а также
кислород, получаемый способом низкотемпературной ректификации с последующим
сжатием в компрессорах с поршневым уплотнением, изготовленным из фторопласта
или других материалов, не проверенных медицинским надзором.

1.3. По физико-химическим
показателям газообразный технический и медицинский кислород должен
соответствовать нормам, указанным в табл. 1.

Таблица 1

Норма для марок

Технический кислород

Медицинский кислород

Первый сорт

Второй сорт

1. Объемная доля кислорода, %, не менее

99,7

99,5

99,5

2. Объемная доля водяных паров, %, не более

0,007

0,009

0,009

3. Объемная доля водорода, %, не более

0,3

0,5

4. Объемная доля двуокиси углерода, %, не более

Не
нормируется

0,01

5. Содержание окиси углерода

То же

Должен выдерживать испытание по п. 3.6

6. Содержание газообразных кислот и
оснований

»

Должен выдерживать испытание по п. 3.7

7. Содержание озона и других
газов-окислителей

»

Должен выдерживать испытание по п. 3.8

8. Содержание щелочи

Должен
выдерживать испытание по
п. 3.9

9. Запах

Не
нормируется

Отсутствие

Примечания:

1. По
согласованию с потребителем допускается в медицинском кислороде объемная доля
кислорода не менее 99,2 %.

водяных паров не более 0,0007 %.

3.
Показатели, указанные в подпунктах 3 и 8,
нормируются только для кислорода, получаемого электролизом воды.

4. В техническом кислороде 2-го сорта, вырабатываемом на установках
высокого, среднего и двух давлений, оснащенных щелочными декарбонизаторами для
очистки воздуха от двуокиси углерода, а также на установках типа СКДС-70М
допускается объемная доля кислорода не менее 99,2 %.

(Измененная редакция, Изм. №
1, 3, 4).

1.4. Коды ОКП газообразного
технического и медицинского кислорода приведены в табл. 1а.

Таблица 1а*

* Табл. 2, 3.
(Исключены, Изм, № 4).

(Измененная редакция, Изм. №
3, 4).

Газовые смеси

Газовые смеси всегда однородны (гомогенны). Каждый компонент газовой смеси имеет свой парциальный объем (Vi) и парциальное давление (Рi) .

Парциальным называют давление компонента газовой смеси, если бы компонент занимал весь объем газовой смеси, а другие компоненты отсутствовали.

Парциальным объемом называют объем, который занимал бы компонент газовой смеси, если его давление было равно давлению в газовой смеси, а другие компоненты отсутствовали.

Согласно закону Дальтона

Рсмеси = УРi;Vсмеси = УVi.

Состав газообразной смеси чаще всего выражается в объемных или мольных долях. Объемная доля (цi) — есть отношение парциального объема компонента к общему объему газовой смеси, а мольная доля (чi) — отношение количества вещества компонента к общему количеству вещества смеси:

Конвертер газов - онлайн перевод концентраций газов. Перевод НКПР - мг/м3 - ppm - объемные доли

Объемная и мольная доли могут быть выражены в долях единицы или в процентах. Для газовых смесей значения объемной и мольной доли одного и того же компонента равны.

Парциальное давление и объем компонента газовой смеси связаны с общим объемом и давлением следующие соотношениями:

Рi = Рсмеси· цi = Рсмеси· чi

Vi = Vсмеси· цi = Vсмеси· чi.

Парциальное давление и объем связаны с остальными параметрами газовой смеси через уравнение Менделеева-Клапейрона

Рi Vсмеси = ni R T,

Рсмеси·Vi = ni R T.

Средняя молярная масса смеси веществ в любом агрегатном состоянии может быть рассчитана из значений мольных долей составляющих компонентов.

Мсмеси = М1· ч1 М2· ч2 … Мn· чn или

Мсмеси = УМi· чi,

где Мi — молярная масса i-го компонента смеси, г/моль.

Для газовых смесей вместо мольных долей можно использовать объемные доли

Мсмеси = УМi· цi.

Газовый состав воздуха

От уровня моря до высоты около 11000 м (слой тропосферы) газовый состав воздуха практически не изменяется и выглядит следующим образом:

ВеществоФормулаОбъемная доля, %Массовая доля, %

Азот

N2

78,08

75,5

Кислород

O2

20,95

23,1

Аргон

Ar

0,93

1,29

Углекислый газ

CO2

0,034

0,046

Неон

Ne

0,0018

0,0014

Гелий

He

0,000524

0,000073

Метан

CH4

0,0002

0,000084

Криптон

Kr

0,0001

0,003

Водород

H2

0,00005

0,00008

Ксенон

Xe

0,000008

0,00004

Средняя молярная масса воздуха: 29,16 г/моль

Воздух в тропосфере практически всегда содержит некоторое количество водяного пара. Влажность воздуха зависит от его температуры и высоты над уровнем моря.

Состав воздуха может незначительно меняться в зависимости от географического положения, времени года, времени суток. В крупных городах обычно повышенное содержание углекислого газа. В горах наблюдается более низкое содержание кислорода, из-за того, что кислород тяжелее азота, поэтому его плотность с высотой уменьшается быстрее.

В нижних слоях атмосферы могут содержаться во взвешенном состоянии некоторые количества мелких частиц пыли и золы, которые образуются в процессе горения различных видов топлива или в результате извержения вулканов. С присутствием в воздухе этих высокодисперсных частиц связана окраска солнечных восходов и закатов, обусловленная рассеянием на них солнечных лучей.

Единицы измерения и обозначения

Как объёмная доля, так и объёмная концентрация являются безразмерными величинами. Для удобства их часто выражают в процентах, иногда также используют промилле и миллионные доли. Иногда, чтобы подчеркнуть, что речь идет об объёмной доле (либо объёмной концентрации) пишут «% об.», или «об.%», — объёмные проценты (англ. % vol.).

ИЮПАК не рекомендует использовать такие обозначения[3], вместо этого следует явно указывать величину, к которой относится указываемое значение. Например, вместо «Концентрация кислорода в воздухе составляет 21 % об.» следует писать «Объёмная доля кислорода в воздухе составляет 21 %».

Закон объемных отношений

Как решить задачу с использованием «Закона объемных отношений»?

Закон объемных отношений: объемы газов, участвующих в реакции, относятся друг к другу как небольшие целые числа, равные коэффициентам в уравнении реакции.

Коэффициенты в уравнениях реакций показывают числа объемов реагирующих и образовавшихся газообразных веществ.

Пример. Вычислите объем воздуха, необходимый для сгорания 112 л ацетилена.

1. Составляем уравнение реакции:

Конвертер газов - онлайн перевод концентраций газов. Перевод НКПР - мг/м3 - ppm - объемные доли

2. На основании закона объемных отношений вычисляем объем кислорода:

112 / 2 = Х / 5, откуда Х = 112 · 5 / 2 = 280л

3. Определяем объм воздуха:

V(возд) = V(O2) / φ(O2)

V(возд) = 280 / 0,2 = 1400 л.

Законы идеальных газов

В расчетах, связанных с газами, часто приходится переходить от данных условий к нормальным или наоборот. При этом удобно пользоваться формулой, следующей из объединенного газового закона Бойля-Мариотта и Гей-Люссака:

pV / Т = pнVн / Тн

Где p -давление; V — объем; Т- температура вшкале Кельвина; индекс «н» указывает на нормальные условия.

Кислород высокой чистоты

ТУ 2114 — 013 — 45905715 — 12

Кислород ВЧ применяется для решения большого количества различных задач в медицине, фармацевтической промышленности, металлургии, горнодобывающей промышленности и других отраслях. Но наибольшее распространение он получил в технологиях сварки и резки металлов.

Кислород высокой чистоты позволяет выполнять работы, невозможные при использовании стандартного кислорода с концентрацией 95%. Так, он обеспечивает быструю обработку с чистым резом, без образования грата. В случае кислородной лазерной резки, возможно увеличение толщины обрабатываемой детали в 2 раза — до 50 мм.

Требования к физико-химическим показателям

Кислород газообразный высокой чистоты марка 4.0

ТУ 2114 — 013 — 45905715 — 12

Требования к физико-химическим показателям

Кислород газообразный особой чистоты

ТУ 2114 — 004 — 05015259 — 2008

Кислород особой чистоты (чистый кислород) используется в лазерных технологиях; в процессах, где примеси воздуха могут оказать отрицательное воздействие на происходящие процессы.

Требования к физико-химическим показателям

Кислород жидкий технический 1 сорт

ГОСТ 6331 — 78 (с изм. 1,2,3)

Жидкий кислород в настоящее время имеет такое же широкое применение, как и кислород газообразный. Это обусловлено тем, что использование жидкого кислорода является более выгодным и менее опасным процессом.

Требования к физико-химическим показателям

Объемная доля — кислород
— большая энциклопедия нефти и газа, статья, страница 3

Cтраница 3

При выполнении работ внутри сосудов, трубопроводов и на арматуре, расположенной на теплом и холодном концах регенераторов, в период остановок блоков разделения воздуха без слива жидкости целесообразно организовывать непрерывный контроль за объемной долей кислорода в месте проведения работ. Для этого, например, используются стационарные газоанализаторы типа Мн, размещаемые на переносной раме.
[31]

Определите объемную долю кислорода в исходной смеси, если все объемы приведены к одинаковым условиям.
[32]

Величина, стоящая в правой частя этого равенства, представляет собой количество кислорода, превращающегося в разряде в озон на единицу количества затраченной энергии. Так как К постоянно, видно, что это количество пропорционально объемной доле кислорода. Этот результат интерпретируется следующим образом — Энергия, поступающая в разряд, распределяется между аргоном и кислородом пропорционально их объемным долям в смеси. При этом постоянная часть энергии, поглощенной кислородом, используется на синтез озона, а вся энергия, поглощенная аргоном, оказывается бесполезной для синтеза. Таким образом, аргон является вредным балластом при синтезе озона и этим его роль отличается от роли водорода при электрокрекинге метана. Как было показано, в последнем случае водород является — как бы инертным разбавителем, не потребляющим энергии на себя.
[33]

Необходимо отметить опасность накопления нагара в компрессорах, предназначенных для азота и аргона. Взрывы, связанные с накоплением нагара, происходили на этих машинах неоднократно при возрастании объемной доли кислорода в компримируемом газе.
[34]

Для защиты органов дыхания лиц, работающих внутри сосудов и аппаратов, необходимо применять только шланговые противогазы. Работа без шлангового противогаза допускается только по письменному разрешению заместителя начальника ЛПУ МГ при объемной доле кислорода в сосуде, превышающей 16 %, а вредных газов — ниже предельно допустимых концентраций, предусмотренных санитарными нормами.
[35]

В трубчатый реактор с целью окисления о-ксилола до фталевого ангидрида поступает ксилоло-воздуш-ная смесь из расчета 23 5 м3 на 1 кг о-ксилола. Газообразные продукты реакции [ мольная теплоемкость 32 75 Дж / ( моль — К), объемная доля кислорода 18 % охлаждаются в теплообменнике на 180 К поступающей в реактор паро-воздушной смесью.
[36]

В сосуде находится смесь водорода и кислорода объемом 25 мл. Определите объемную долю кислорода в исходной смеси, если все объемы приведены к одинаковым условиям.
[37]

Работы внутри емкостей, аппаратов, в колодцах, траншеях и котлованах, где могут накапливаться токсичные и взрывоопасные газы, проводят в шланговом или кислородно-изолирующем противогазе. Применение фильтрующих противогазов при этих работах недопустимо, так как они могут защищать только при содержании кислорода не менее 16 %, а в ограниченных объемах при выделении газа процентное содержание кислорода резко падает. Работа внутри емкости без средств защиты органов дыхания разрешается только при следующих условиях: объемная доля кислорода в емкости составляет не менее 20 %, а содержание вредных паров и газов не превышает предельно допустимых концентраций; исключена возможность попадания вредных, взрывоопасных и взрыво-пожароопасных паров и газов извне или выделения их из отложений футеровки; обеспечивается нормальный воздушный режим в аппарате ( при естественной вентиляции или непрерывной подаче свежего воздуха в аппарат); непрерывно контролируется состояние воздушной среды; имеются шланговые противогазы в положении наготове, средства связи и сигнализации.
[38]

Во второй части зоны подогрева температура теплоносителя плавно поднимается до 1000 — 1100 С. Здесь в верхних горизонтах слоя в основном завершается удаление гидратной влаги, происходит декарбонация известняка, доломита, используемых в качестве флюсующих добавок в шихту, и окисление магнетита. Интенсивность окисления магнетитного оксида железа зависит не только от температуры газов, но и от концентрации в них кислорода. При существующем способе производства окатышей в теплоносителе объемная доля кислорода составляет 10 — 15 %, что значительно выше равновесной его концентрации в реакции окисления магнетита.
[39]

Проба АГС с неизвестной концентрацией кислорода поступает в камеру. Вследствие парамагнитных свойств кислорода газ втягивается в магнитное поле по трубке ЧЭ. В магнитном поле газ прогревается чувствительным элементом, его парамагнитные свойства ослабевают, и он выталкивается более холодным газом. В трубке ЧЭ создается поток газа ( термомагнитная конвекция), сила которого зависит от объемной доли кислорода в пробе АГС. Изменение температуры секции изменяет их сопротивления, а следовательно, приводит к разбалансу электрического моста. Разбаланс пропорционален объемной доле кислорода в пробе АГС.
[40]

Проба АГС с неизвестной концентрацией кислорода поступает в камеру. Вследствие парамагнитных свойств кислорода газ втягивается в магнитное поле по трубке ЧЭ. В магнитном поле газ прогревается чувствительным элементом, его парамагнитные свойства ослабевают, и он выталкивается более холодным газом. В трубке ЧЭ создается поток газа ( термомагнитная конвекция), сила которого зависит от объемной доли кислорода в пробе АГС. Изменение температуры секции изменяет их сопротивления, а следовательно, приводит к разбалансу электрического моста. Разбаланс пропорционален объемной доле кислорода в пробе АГС.
[41]

Страницы:  

   1

   2

   3

Объёмная доля газа в смеси

Рассматриваются основные формулы, применяемые для расчетов данного вида, и образцы решения задач.

Объёмная доля газа в смеси

Объёмная доля газа в смеси

 В воздухе содержатся различные газы : азот, кислород, углекислый газ, благородные газы, водяные пары.

В воздухе содержатся различные газы :

азот, кислород, углекислый газ, благородные газы, водяные пары.

Для того, чтобы количественно выразить состав смеси газов, используют величину, которую называют объёмной долей газов  в смеси . Определения

Для того, чтобы количественно выразить состав смеси газов, используют величину, которую называют объёмной долей газовв смеси .

Определения

Объёмная доля газа — это отношение объёма данного газа к общему объёму смеси. Определения

Объёмная доля

газа —

это отношение объёма данного газа

к общему объёму смеси.

Определения

Объёмная доля газа Объёмная доля  φ = · 100 %   Объёмная доля обозначается буквой φ . Объёмная доля газа показывает, какую часть общего объёма смеси занимает данный газ. Определения

Объёмная доля газа

Объёмная доля

φ = · 100 %

Объёмная доля обозначается буквой φ .

Объёмная доля газа показывает, какую часть общего объёма смеси занимает данный газ.

Определения

Объёмная доля газа Воздух Доказано, в 100 л воздуха 78 л азота, 21 л кислорода, 0,03 л углекислого газа и 0,97 л благородных газов. φ = · 100 %   В воздухе содержится 78 % азота, 21 % кислорода, 0,03 % углекислого газа и 0,97 % благородных газов. Сумма всех объёмных долей газов в смеси равна 1, или 100 % . Определения

Объёмная доля газа

Воздух

Доказано, в 100 л воздуха 78 л азота, 21 л кислорода, 0,03 л углекислого газа и 0,97 л благородных газов.

φ = · 100 %

В воздухе содержится 78 % азота, 21 % кислорода, 0,03 % углекислого газа и 0,97 % благородных газов.

Сумма всех объёмных долей газов в смеси равна 1, или 100 % .

Определения

 Воздух, который мы выдыхаем, содержит только 16 % кислорода , а содержание углекислого газа в нём увеличивается до 4 % .

Воздух, который мы выдыхаем, содержит только 16 % кислорода , а содержание углекислого газа в нём увеличивается до 4 % .

 Помещения, в которых много людей, нужно постоянно проветривать.

Помещения, в которых много людей, нужно постоянно проветривать.

Найдите объём кислорода в 300 л воздуха. Дано: Решение: φ (О 2 ) = 21 % V (воздуха) = 300 л V (О 2 ) = V (воздуха) · φ V (O 2 ) – ? V (О 2 ) = 300 л · 0,21 = 63 л Ответ: 63 л.

Найдите объём кислорода в 300 л воздуха.

Дано:

Решение:

φ (О 2 ) = 21 %

V (воздуха) = 300 л

V (О 2 ) = V (воздуха) · φ

V (O 2 ) – ?

V (О 2 ) = 300 л · 0,21 = 63 л

Ответ: 63 л.

Учитывая, что объёмная доля аргона в воздухе 0,9 %, найдите объём воздуха, который необходим для получения 7 л аргона. Дано: Решение: V (воздуха) = V (Ar) / φ V (Ar) = 7 л φ (Ar) = 0,9 % V (воздуха) = 7 л / 0,009 ≈ 777,8 л. V (воздуха) – ? Ответ: 777,8 л.

Учитывая, что объёмная доля аргона в воздухе 0,9 %, найдите объём воздуха, который необходим для получения 7 л аргона.

Дано:

Решение:

V (воздуха) = V (Ar) / φ

V (Ar) = 7 л

φ (Ar) = 0,9 %

V (воздуха) = 7 л / 0,009 ≈ 777,8 л.

V (воздуха) – ?

Ответ: 777,8 л.

Найдите объёмную долю каждого газа, если смешали 4 л кислорода и 5 л углекислого газа. Дано: Решение: V (смеси) = 4 л   5 л = 9 л V (О 2 ) = 4 л V (CO 2 ) = 5 л φ (О 2 ) = 4 л / 9 л ≈ 0,44, или 44 % φ (О 2 ) – ? φ (СО 2 ) ≈ 100 % - 44 % = 56 % φ (СО 2 ) – ? Ответ: 44 %, 56 %.

Найдите объёмную долю каждого газа, если смешали 4 л кислорода и 5 л углекислого газа.

Дано:

Решение:

V (смеси) = 4 л 5 л = 9 л

V (О 2 ) = 4 л

V (CO 2 ) = 5 л

φ (О 2 ) = 4 л / 9 л ≈ 0,44, или 44 %

φ (О 2 ) – ?

φ (СО 2 ) ≈ 100 % — 44 % = 56 %

φ (СО 2 ) – ?

Ответ: 44 %, 56 %.

Выводы 1. Объёмной долей газа называется отношение объёма газа к объёму газовой смеси. 2. Сумма всех объёмных долей в смеси равна 1 , или 100 % .

Выводы

1.

Объёмной долей газа называется отношение объёма газа к объёму газовой смеси.

2.

Сумма всех объёмных долей в смеси равна 1 , или 100 % .

Объёмная концентрация

Иногда используется обычно близкая по величине схожая величина, называемая объёмной концентрацией σB{displaystyle sigma _{mathrm {B} }}:

σB=VBV,{displaystyle sigma _{mathrm {B} }={frac {V_{mathrm {B} }}{V}},}

где:

Иногда эту величину также называют объёмной долей, поэтому рекомендуется указывать определения используемых величин для избежания разночтений. Например, в ГОСТ «Продукция алкогольная и сырьё для её производства. Метод определения объемной доли этилового спирта»[2] под объёмной долей понимается величина, в данной статье называемая объёмной концентрацией.

Определение

Объёмная доля определяется по формуле:

ϕB=VB∑Vi,{displaystyle phi _{mathrm {B} }={frac {V_{mathrm {B} }}{sum V_{i}}},}

где:

При смешивании некоторых жидкостей их суммарный объём может изменяться относительно суммы объёмов компонентов, в связи с чем не всегда корректно заменять сумму объёмов компонентов на объём раствора (смеси), например, в смесях этанола с водой.

Примеры решения задач

Пример 1: [1]

Смесь оксидов углерода (II) и (IV) массой 48 г занимает объем 33,6 л (при н. у.). Рассчитайте объемы газов в смеси.

Решение:

Способ 1

Определить среднюю молярную массу смеси.

Можно воспользоваться следствием из закона Авогадро:

Конвертер газов - онлайн перевод концентраций газов. Перевод НКПР - мг/м3 - ppm - объемные доли

Можно рассчитать по уравнению Менделеева-Клапейрона

Конвертер газов - онлайн перевод концентраций газов. Перевод НКПР - мг/м3 - ppm - объемные доли

Определить состав смеси в объемных долях.

Конвертер газов - онлайн перевод концентраций газов. Перевод НКПР - мг/м3 - ppm - объемные доли

Пусть , тогда .

Следовательно , а .

Найти объем каждого компонента газовой смеси

Способ 2

Пусть в смеси содержится х молей СО и y молей СО2. Выразим объем и массу смеси через введенные переменные и составим систему уравнений

Конвертер газов - онлайн перевод концентраций газов. Перевод НКПР - мг/м3 - ppm - объемные доли

Следовательно:

Конвертер газов - онлайн перевод концентраций газов. Перевод НКПР - мг/м3 - ppm - объемные доли

Часто в инженерных расчетах нужно уметь пересчитывать состав газовой смеси из объемных процентов — в массовые, для этого необходимо рассчитать массу смеси и массу каждого компонента в отдельности.

Пример 2:

Определить массу 10 м3 газовой смеси состава: 21% О2 и 79% N2 при 50°С и 100 кПа.

Решение:

Составы газовых смесей принято рассчитывать в объемных процентах, поэтому можно рассчитывать парциональные объемы кислорода и азота в смеси ().

Конвертер газов - онлайн перевод концентраций газов. Перевод НКПР - мг/м3 - ppm - объемные доли

Так как условия отличны от нормальных, то нужно найти количество вещества каждого компонента газовой смеси по формуле (3):

Конвертер газов - онлайн перевод концентраций газов. Перевод НКПР - мг/м3 - ppm - объемные доли

Найдем массу каждого компонента газовой смеси, решив ее относительно mi

Конвертер газов - онлайн перевод концентраций газов. Перевод НКПР - мг/м3 - ppm - объемные доли

Масса газовой смеси равна сумме масс ее компонентов

или .

Пример 3:

Определить металл, 0,54 г которого вытесняют из щелочи 0,743 л водорода, собранного над водой при температуре 17 °С и давлении 744,53 мм рт. ст.

Решение:

В задаче не известен металл, а, следовательно, и его степень окисления в соли, поэтому такую задачу удобно решать, используя закон эквивалентов.

По закону эквивалентов для водорода во всех реакциях , следовательно,

но эквивалентный объем водорода изменен при н.у., а в задаче объем газа измерен при t = 17 °С и Ратм = 744,53 мм рт. ст. Кроме этого, в условии задачи сказано, что водород собирали над водой, следовательно, объем вытесненного газа представляет собой газовую смесь Н2 Н2Опар, поэтому

где — давление насыщенного пара воды (см. приложение).

Пользуясь уравнением состояния идеального газа, привести объем водорода к нормальным условиям

где , , — давление водорода, объем и температура при н. у.

,, — парциальное давление водорода при температуре Т и в объеме газовой смеси V.

, тогда

Для t = 17 °С и =14,53 мм рт. ст. (см. приложение).

Рассчитать количество вещества эквивалента водорода.

Согласно закону эквивалентов

Найти молярную массу эквивалента металла

С другой стороны

=·.

Так как валентность металла неизвестна и в условии задачи не хватает данных для ее расчетного определения, то необходимо определить атомную массу металла путем перебора возможных валентностей. При переборе валентность не может быть более 4, а решением будет металл, который обладает амфотерными свойствами. Перебор удобнее представить в виде таблицы.

валентность

1

2

3

4

9

18

27

36

металл

Ве быть не может, т. к. у него нет валентности 1

Al Решение задачи, у алюминия есть валентность 3, и он проявляет амфотерные свойства

Примечания

Как только страница обновилась в Википедии она обновляется в Вики 2.Обычно почти сразу, изредка в течении часа.

Производство кислорода из воздуха

В промышленности технически чистый кислород получают двумя способами:

  • из воздуха – методом глубоко охлаждения;
  • из воды – путем электролиза.

Способ производства кислорода из воздуха более экономичный: на 1 м3 кислорода расходуется 0,5–1,6 кВт/ч электроэнергии. Чтобы получить 1 м3 кислорода путем электролиза воды требуется 10–21 кВт/ч.

Атмосферный осушенный воздух представляет собой смесь, содержащую 20,93 % кислорода и 78,03 % азота, остальное – инертные газы, углекислый газ и пр. Содержание водяных паров в воздухе может изменяться в зависимости от температуры и степени их насыщения.

Для получения технически чистого кислорода воздух подвергают глубокому охлаждению и сжижают (температура кипения жидкого воздуха при нормальном атмосферном давлении –194,5 °С). Полученный жидкий воздух подвергают дробной перегонке или ректификации в ректификационных колоннах.

Воздух, засасываемый многоступенчатым компрессором, проходит сначала через воздушный фильтр, где очищается от пыли, затем проходит последовательно ступени компрессора. За каждой ступенью компрессора давление воздуха возрастает и достигает 5–22 МПа в зависимости от системы установки и стадии производства.

Сжатый воздух из компрессора проходит через осушительную батарею из баллонов, заполненных кусками едкого натра, поглощающего влагу и остатки углекислоты. Затем сжатый воздух поступает в кислородный аппарат, где происходит охлаждение, сжижение и ректификация (разделением на кислород и азот). Газообразный азот применяют как защитный газ для сварки меди.

Кислород направляется в газгольдер и подается для наполнения кислородных баллонов под давлением до 16,5 МПа; масса 1 м3 кислорода при нормальном атмосферном давлении (0,1 МПа) и 0 °С составляет 1,43 кг, при 20 °С – 1,31 кг; масса 1 л жидкого кислорода равна 1,13 кг; в результате испарения образуется 0,79 м3 газообразного кислорода (при 0 °С и нормальном атмосферном давлении);

Расчет объема газообразного кислорода в баллоне

Объем газообразного кислорода в баллоне (V) в кубических метрах при нормальных условиях вычисляют по формуле:

где

Vбвместимость баллона, дм3. В расчетах принимают среднюю статистическую величину вместимости баллонов не менее чем из 100 шт.;
K1коэффициент для определения объема кислорода в баллоне при нормальных условиях, вычисляемый по формуле:

где

Pдавление газа в баллоне, измеренное манометром, кгс/см2;
0,968коэффициент для пересчета технических атмосфер (кгс/см2) в физические;
tтемпература газа в баллоне, °С;
Zкоэффициент сжигаемости кислорода при температуре t.

Значения коэффициента K1 приведены в таблице 3.

Таблица 3 — Значения коэффициента для определения объема кислорода в баллоне
Температура газа в баллоне, °СЗначение коэффициента K1 при избыточном давлении, МПа (кгс/см2)
13,7
(140)
14,2
(145)
14,7
(150)
15,2
(155)
15,7
(160)
16,2
(165)
16,7
(170)
17,2
(175)
17,7
(180)
18,1
(185)
18,6
(190)
19,1
(195)
19,6
(200)
20,1
(205)
20,6
(210)
-500,2320,2420,2510,2600,2690,2780,2860,2960,3030,3110,3190,3270,3350,3420,349
-400,2120,2210,2290,2360,2450,2530,2600,2690,2750,2840,2900,2980,3050,3120,319
-350,2030,2110,2190,2260,2340,2420,2490,2570,2640,2720,2780,2860,2930,2990,306
-300,1950,2020,2110,2170,2250,2320,2390,2480,2530,2610,2670,2740,2810,2880,294
-250,1880,1950,2020,2090,2170,2230,2300,2380,2430,2510,2570,2640,2700,2770,283
-200,1820,1880,1950,2020,2090,2150,2220,2290,2350,2420,2480,2550,2610,2670,273
-150,1760,1820,1890,1960,2020,2080,2150,2210,2270,2340,2400,2460,2520,2580,263
-100,1710,1770,1830,1890,1950,2020,2080,2140,2200,2260,2320,2380,2440,2500,255
-50,1650,1720,1780,1840,1900,1950,2020,2070,2130,2190,2250,2310,2360,2420,247
00,1610,1670,1720,1790,1840,1900,1960,2010,2070,2130,2190,2240,2290,2350,240
50,1570,1620,1680,1740,1790,1850,1900,1960,2010,2070,2120,2170,2230,2280,233
100,1530,1580,1630,1690,1740,1800,1850,1910,1960,2010,2060,2110,2170,2220,227
150,1490,1540,1590,1650,1700,1750,1800,1860,1910,1960,2010,2060,2110,2160,221
200,1450,1500,1560,1600,1660,1710,1760,1810,1860,1910,1960,2010,2060,2110,215
250,1420,1470,1520,1570,1620,1670,1720,1770,1820,1860,1910,1960,2010,2060,210
300,1390,1430,1480,1530,1580,1630,1680,1730,1770,1820,1870,1920,1960,2010,206
350,1360,1400,1450,1500,1540,1590,1640,1690,1730,1780,1820,1870,1920,1960,201
400,1330,1370,1420,1470,1510,1560,1600,1650,1700,1740,1780,1830,1880,1920,196
500,1270,1320,1360,1410,1450,1490,1540,1580,1630,1670,1710,1750,1800,1840,188

Решение задач с долей вещества в смеси, в соединении

Ключевые слова конспекта: массовая доля вещества в смеси или растворе, молярная доля вещества, объемная доля вещества, массовая доля элемента в соединении, масса элемента, массовая доля элемента.

Транспортирование и хранение

Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение газообразного технического и медицинского кислорода – по ГОСТ 26460.

Номинальное давление кислорода при 20 °С при наполнении, хранении и транспортировании баллонов и автореципиентов должно составлять (14,7 ± 0,5) МПа [(150 ± 5) кгс/см2] или (19,6 ± 1,0) МПа [(200 ± 10) кгс/см2].

Технический и медицинский кислород транспортируют также автомобильными газификационными установками, осуществляющими газификацию жидкого кислорода непосредственно у потребителя.

Технический кислород транспортируют и по трубопроводу. Давление кислорода, транспортируемого по трубопроводу, должно быть согласовано между изготовителем и потребителем. К месту сварки кислород доставляется в кислородных баллонах, и в жидком виде – в специальных сосудах с хорошей теплоизоляцией.

Для превращения жидкого кислорода в газ используют газификаторы или насосы с испарителями для жидкого кислорода. При нормальном атмосферном давлении и температуре 20 °С 1 дм3 жидкого кислорода при испарении дает 860 дм3 газообразного.

Возвратные баллоны и автореципиенты должны иметь остаточное давление кислорода не ниже 0,05 МПа (0,5 кгс/см2).

Чистый и технический кислород

Виды продукции:

Кислород газообразный технический 1 сорт

Кислород газообразный высокой чистоты марка 3.5

Кислород газообразный высокой чистоты марка 4.0

Кислород газообразный особой чистоты

Кислород жидкий технический 1 сорт

Кислород газообразный технический 1 сорт

ГОСТ 5583 — 78

Технический газообразный кислород применяют для газопламенной обработки металлов и других технических целей.

Медицинский газообразный кислород применяют для дыхания и лечебных целей.

Требования к физико-химическим показателям

Кислород высокой чистоты

ТУ 2114 — 013 — 45905715 — 12

Кислород ВЧ применяется для решения большого количества различных задач в медицине, фармацевтической промышленности, металлургии, горнодобывающей промышленности и других отраслях. Но наибольшее распространение он получил в технологиях сварки и резки металлов. Кислород высокой чистоты позволяет выполнять работы, невозможные при использовании стандартного кислорода с концентрацией 95%. Так, он обеспечивает быструю обработку с чистым резом, без образования грата. В случае кислородной лазерной резки, возможно увеличение толщины обрабатываемой детали в 2 раза — до 50 мм. Кроме того, с помощью кислорода ВЧ можно сваривать более тугоплавкие металлы, поскольку он создает повышенную температуру пламени.

Требования к физико-химическим показателям

Кислород газообразный высокой чистоты марка 4.0

ТУ 2114 — 013 — 45905715 — 12

Требования к физико-химическим показателям

Кислород газообразный особой чистоты

ТУ 2114 — 004 — 05015259 — 2008

Кислород особой чистоты (чистый кислород) используется в лазерных технологиях; в процессах, где примеси воздуха могут оказать отрицательное воздействие на происходящие процессы.

Требования к физико-химическим показателям

Кислород жидкий технический 1 сорт

ГОСТ 6331 — 78 (с изм. 1,2,3)

Жидкий кислород в настоящее время имеет такое же широкое применение, как и кислород газообразный. Это обусловлено тем, что использование жидкого кислорода является более выгодным и менее опасным процессом.

Требования к физико-химическим показателям

Оцените статью
Кислород
Добавить комментарий