- Основные правила эксплуатации
- Баллоны для газов
- Безопасность при обращении с жидкими криогенными продуктами | техногаз-сервис
- Газ кислород
- Жидкий кислород
- Измерение объема газа
- История
- История открытия
- Модели
- Отбор жидкости и газа из баллонов
- Очистка газов
- Применение
- Принцип действия
- Сосуды дьюара купить в москве или сравнить цены в интернет-магазинах на promportal.su
- Требования к персоналу, обслуживающему сосуд
- Эксплуатация баллонов
Основные правила эксплуатации
- Сосуд Дьюара должен храниться и использоваться в помещениях, оборудованных принудительной вентиляцией. Работая с жидким азотом, необходимо, чтобы концентрация кислорода в воздухе помещения была не ниже 18–20%.
- Не следует плотно закрывать емкость, поскольку газ должен иметь выход через горловину, иначе скапливающиеся в сосуде пары азота могут привести к повреждению сосуда или даже к взрыву. Стандартная крышка выполнена с учетом этого.
- Нельзя ронять или ударять сосуд. В случае его повреждения, может нарушиться вакуум, азот будет интенсивно испаряться. Появление наледи на внешних поверхностях сосуда свидетельствует о его повреждении. В этом случае необходимо обратиться в сервисный центр.
- Нельзя слишком резко погружать в наполненный сосуд какие-либо предметы, это может привести к образованию брызг или к кипению жидкого азота. Нельзя погружаемыми предметами касаться внутреннего сосуда.
- Сосуд Дьюара следует регулярно дезинфицировать.
Баллоны для газов
Баллоны для хранения и транспортировки сжатых и сжиженных газов представляют собой цилиндрические сосуды, изготовленные из стальных бесшовных труб, со слегка выпуклым днищем (рис. 138). В горловине баллона находится запорный вентиль с боковым штуцером. Вентиль открывается и закрывается поворотом маховичка, надетого на шпиндель (стержень).
Баллоны различаются по типу резьбы запорного вентиля: вентили баллонов с водородом, этиленом, пропаном и некоторыми другими горючими газами имеют левую резьбу, с остальными газами (СO2, O2, N2 и др.) — обычную правую.
На кольцо горловины надевают колпак, защищающий вентиль баллона от грязи и повреждений. Колпак имеет два отверстия для пломбировки баллона.
Вентиль вмонтирован в штампованный корпус с боковым штуцером для присоединения редуктора и заглушкой, закрывающей отверстие штуцера и предохраняющей его от засорения и повреждения резьбы. Вентиль кислородного баллона ввинчивают в горловину баллона на водной замазке из глета, не содержащего жировых веществ, на фольге или жидком натриевом стекле.
Несколько иначе устроены баллоны для хлора и фосгена. Вентиль этих баллонов имеет сифонную трубку, доходящую почти до дна баллона (рис. 139). При работе баллон перевертывают вверх дном, и тогда по сифонной трубке в вентиль поступает газообразный хлор или фосген. К вентилю присоединяют газовый редуктор, позволяющий регулировать давление выпускаемого газа.
В зависимости от газа баллоны окрашивают снаружи в различные цвета, делают соответствующие надписи и наносят отличительные цветные полосы в соответствии с правилами.
На верхней сферической части каждого баллона должны быть отчетливо нанесены клеймением следующие данные: товарный знак завода-изготовителя; номер баллона; фактическая масса порожнего баллона; дата (месяц и год изготовления) и год следующего освидетельствования баллона; рабочее давление Р; пробное давление П; вместимость баллона; клеймо ОТК завода-изготовителя; номер стандарта для баллонов вместимостью свыше 55 л.
На баллонах вместимостью до 5 л паспортные данные могут быть выбиты на пластинке, припаянной к баллону, либо нанесены эмалевой или масляной краской.
Безопасность при обращении с жидкими криогенными продуктами | техногаз-сервис
Жидкие криогенные продукты (жидкие кислород, азот и аргон) имеют очень низкую температуру кипения (при атмосферном давлении около 90 К и ниже), что обуславливает основные опасности при их применении. Во-первых, это физиологическая опасность при работе на криогенном оборудовании и с жидкими и газообразными криогенными продуктами (возможность обмораживания). Человеческое тело в основном состоит из воды. При низких температурах вода замерзает и образующийся лед повреждает и разрушает биологические ткани. Поэтому, когда поверхность тела соприкасается с криогенными жидкостями и газами, находящимися при криогенных температурах, а также с охлажденными поверхностями (особенно металлическими), происходят так называемые «холодные ожоги». Поражение тела очень напоминает ожог, степень которого зависит от времени контакта с охлажденными предметами или криогенными жидкостями и ряда других факторов. Недостаточно защищенные части тела при соприкосновении с неизолированными поверхностями, охлажденными до криогенных температур, могут быстро к ним примерзнуть, а при отдергивании возможно значительное повреждение кожного покрова. Весьма опасна работа с криогенными продуктами во влажных одежде или рукавицах, так как это может привести к обмораживанию. Особую чувствительность к низким температурам имеют слизистые оболочки глаз, носа, полости рта и гортани. Поэтому очень опасно вдыхание холодного воздуха, что может привести к серьезным заболеваниям легких. Первый признак обмораживания — потеря чувствительности, сопровождающаяся обычно изменением цвета обмороженных участков тела до восковидного и бледно-желтого. После оттаивания обмороженное место становится очень болезненным, на коже появляются пузыри, весьма подверженные инфекции.
Работа при криогенных температурах требует особого внимания к конструкционным материалам, так как в таких условиях у многих из них существенно изменяются физико-механические свойства. Для широко применяемых конструкционных материалов при понижении температуры такие характеристики, как временное сопротивление, предел текучести, предел усталости, как правило, повышаются, но понижаются показатели пластичности и, что самое важное, ударная вязкость. В результате у многих металлических материалов при низких температурах появляется склонность к хрупкому разрушению (разрушению без заметной макропластической деформации, явление хладо-ломкости). К таким материалам относятся углеродистые и низколегированные стали. При этом ударная вязкость понижается настолько, что применение стали этой группы при температурах ниже 230 К недопустимо.
Криогенные жидкости хранятся и транспортируются в специальных сосудах с качественной теплоизоляцией (порошково-вакуумной или экранно-вакуумной). О том, для какого криогенного продукта предназначен сосуд, свидетельствуют окраска сосуда и надпись на нем. При необходимости их применения для другого криогенного продукта выполняются специальные, оговоренные в технической документации изготовителя мероприятия, включающие, например, при переходе с азота на кислород обезжиривание внутренних полостей и испарителя.
Учитывая, что при хранении жидких криогенных продуктов в сосудах происходит их постоянное испарение, надо принимать меры, исключающие возможность возрастания давления в сосуде. С этой целью сосуды должны быть оснащены предохранительными клапанами или предохранительными мембранами. При их отсутствии выход газа из сосуда должен быть постоянно открыт.
Недопустимо быстрое нагревание жидких криогенных продуктов в сосудах с узкой горловиной. Работать с жидкими криогенными продуктами следует очень осторожно, не допуская их разбрызгивания и вскипания. Персонал, проводящий такие работы, должен быть одет в чистую спецодежду, в которой отсутствуют наружные карманы, иметь очки и рукавицы, брюки должны быть одеты поверх обуви. Попадание случайных предметов в ванны и сосуды с жидкими криогенными продуктами должно быть полностью исключено. Заполнять сосуды жидким криогенным продуктом следует осторожно, не допуская интенсивного вскипания жидкости. Особенно это относится к сосудам с открытой горловиной, так как при их быстром заполнении возможно выбрасывание жидкости в помещение. Количество жидкого криогенного продукта, заливаемого в резервуар, не должно превышать для жидкого кислорода 1,08, а для жидкого азота 0,77 кг/дм3 вместимости.
Переливание жидких криогенных продуктов из одного резервуара в другой и заполнение их из транспортных резервуаров должно производиться на бетонных площадках. Производить сливоналивные операции с криопродуктами на площадках, покрытых асфальтом, категорически запрещено ввиду того, что система асфальт — жидкий кислород (или жидкость, обогащенная кислородом) взрывоопасна и имеет очень малую энергию зажигания.
При переливании жидких криогенных продуктов в сосуды небольшой емкости или сосуды Дьюара следует пользоваться специальными воронками. Верхняя часть воронки должна быть частично закрыта для уменьшения разбрызгивания жидкости. При переливании жидких криогенных продуктов металлические шланги следует применять для какой-либо одного жидкого криогенного продукта. Применение шлангов для одного, а затем для другого жидкого криогенного продукта не допускается. Шланги, которые не используют, должны быть закрыты заглушками для предотвращения их загрязнения и проникновения воды. Состояние шлангов следует регулярно проверять. По окончании переливания жидкий криогенный продукт должен быть полностью удален из шлангов во избежание их разрыва в случае герметичного закрытия с обоих концов.
При эксплуатации сосудов и резервуаров с жидкими криогенными продуктами необходимо постоянно обращать внимание на состояние трубопроводов и устройств, по которым из них отводится образующийся пар. Известны неоднократные случаи, когда в результате вымораживания атмосферной влаги и образования льда на внутренних поверхностях горловин сосудов Дьюара и внутри сбросных трубопроводов давление в сосудах повышалось до опасных значений.
Отбор проб жидких криогенных продуктов на анализ следует осуществлять в предварительно охлажденные сосуды. Заполнять сосуды надо медленно, не допуская выбрасывания жидкостей из горловины. Жидкие криогенные продукты имеют температуру 77-90К (196— 183 °С). В связи с этим обращаться с ними следует осторожно. Попав на кожу, они быстро растекаются на поверхности и вызывают сильное охлаждение, что может привести к обмораживанию. Особенно опасно попадание капель сжиженных газов в глаза, что приводит к серьезным травмам. Кратковременное воздействие капель жидкого криогенного продукта на кожу не вызывает ее повреждения ввиду очень малой теплоемкости сжиженных газов. Однако опасность обмораживания существенно возрастает при попадании капель жидкого криогенного продукта за воротник одежды или внутрь обуви. При работе с жидким криогенным продуктом необходимо защищать глаза лицевым щитком или защитными очками, имеющими боковые щитки. Верхняя одежда должна быть наглухо закрыта, а брюки должны закрывать обувь. Опасно прикосновение руками к предметам и стенкам сосудов, охлажденных криогенными жидкостям. В связи с этим операции по заливанию, переливанию и переносу жидких криогенных продуктов следует производить в асбестовых, кожаных или брезентовых рукавицах, которые следует надевать на руку свободно, чтобы при необходимости их можно было легко сбросить. При попадании жидких криогенных продуктов на незащищенный участок тела его следует немедленно обмыть водой.
В помещениях, где ведутся работы с жидкими криогенными продуктами, должна быть организована хорошая вентиляция и контроль за содержанием кислорода в воздухе помещения. Следует иметь в виду, что кислород и аргон при комнатной температуре значительно тяжелее воздуха. Поэтому при утечках в помещение содержание этих газов в приямках и траншеях могут быть значительно выше содержаний в помещении. Этим обуславливается необходимость контроля содержания кислорода в приямках и траншеях перед доступом туда людей для выполнения каких-либо работ. После окончания работ с жидкими криогенными продуктами или перерыве в работах на значительное время сосуды с жидкими крио-продуктами из помещения необходимо удалить, а из открытых ванн и сосудов криопродукты следует слить. Если по каким-либо причинам сосуды с криопродуктами были оставлены в закрытом помещении, вход в него персонала может быть допущен только после контроля содержания кислорода в помещении. Категорически запрещается выливать жидкие криогенные продукты на пол помещений ввиду того, что испарение их приводит к значительному загрязнению атмосферы помещения, а также к охлаждению перекрытий, что может привести к разрушению последних. Слив в помещении жидкого кислорода может привести к пожару или взрыву. Неиспользованные жидкие криогенные продукты необходимо сливать в специальные испарители или резервуары. Слив их на грунт неоднократно приводил к сильным взрывам, так как криогенные жидкости постепенно пропитывают грунт и могут проникать на значительную глубину, достигая находящиеся там горючие предметы. В помещениях, где проводят работы с жидкими криогенными продуктами, должны быть обеспечены необходимая вентиляция и регулярный контроль за содержанием кислорода в воздухе. Проведение каких-либо работ запрещается, если содержание кислорода в воздухе более 23 или менее 19 %.
Жидкие криогенные продукты относятся к опасным грузам. Классификация их по степеням опасности согласно ГОСТ 19433-81 «Грузы опасные» и особенности их транспортировки изложены в Правилах перевозки автомобильным транспортом инертных газов и кислорода сжатых и жидких.
Особенности обращения с жидким кислородом.
Особую опасность при контакте с жидким кислородом представляют вещества, например дерево, асфальт, которые пропитываются им и образуют так называемые оксиликвиты, по своим взрывным свойствам близкие к наиболее сильным взрывчатым веществам.
Опасно также соприкосновение жидкого кислорода с маслом, жирами, тканями. Все оборудование, предназначенное для работы с жидким кислородом, должно быть обезжирено и соответственно обработано для удаления остатков растворителя. При хранении и использовании инструмента и оборудования, предназначенных для работы с жидким кислородом, следует обеспечить их чистоту.
В помещениях, где проводятся работы с жидким кислородом, должны быть вывешены плакаты «Осторожно, кислород!».
Ремонт аппаратов, сосудов, приборов и коммуникаций, в которых находился жидкий кислород, можно проводить только после их отогрева до положительных температур и удаления из них газообразного кислорода продувкой воздухом.
Оборудование, предназначенное для работы с жидким кислородом, категорически запрещается использовать для работы с другими криогенными продуктами, так как при этом оно может быть загрязнено.
В помещениях, где проводят работы с жидким кислородом, категорически запрещается курить, зажигать спички, пользоваться открытым огнем и электронагревателями с открытой спиралью. В этих помещениях должны быть вывешены специальные плакаты.
Одежду, в которой проводили работы с жидким кислородом, следует хранить в шкафах в специальных отделениях, изолированно от загрязненной спецодежды. Одежда должна висеть свободно. Если она была облита жидким кислородом, необходимо заменить ее другой, а пропитанную кислородом одежду надо проветрить в течение не менее чем 30 мин.
При работе с жидким кислородом неоднократно происходили взрывы, обусловленные взрывоопасностью большинства органических веществ в жидком кислороде, а также тем, что многие из них (асфальт, дерево, хлопчатобумажные ткани, опилки) пропитываются жидким кислородом, образуя взрывчатые вещества (оксиликвиты). Например, известно несколько взрывов с весьма тяжелыми последствиями, происшедших в результате проливов на асфальт жидкого кислорода во время его переливания из одного резервуара в другой. Во время одного из них взрыв был инициирован падением молотка на асфальт, пропитанный жидким кислородом. К взрывам большой силы приводили проливы жидкого кислорода на деревянные шпалы железнодорожных путей. Один из них был вызван трещиной в паяном соединении трубки, предназначенной для отбора жидкого кислорода на анализ. В результате во время стоянки железнодорожной емкости жидкий кислород капал на шпалы достаточно длительное время и после начала движения состава произошел сильный взрыв, повредивший участок железнодорожного пути и вагон, расположенный после кислородной цистерны. Также было повреждено остекление домов, расположенных в районе железнодорожного пути. Поэтому совершенно недопустимо переливать жидкий кислород или производить работы с ним в помещениях или на площадках, имеющих асфальтовое покрытие. Шпалы на путях, где производятся сливно-наполнительные работы с жидким кислородом, должны быть железобетонные. Наличие на промышленных площадках, а иногда и в помещениях, резервуаров с жидкими криогенными продуктами создает предпосылки для возникновения серьезных аварий в результате разливов жидких криогенных продуктов или их выпуска на грунт. В мировой практике известен ряд случаев с разливом жидкого кислорода, сопровождающихся очень тяжелыми последствиями. Например, на одном из химических предприятий жидкий кислород, ввиду отсутствия потребителей, в значительных количествах сливали на грунт. Постепенно, пропитав грунт, он проник до слоев битумной гидроизоляции, взрыв которой привел к значительным разрушениям. Мероприятия по предотвращению подобных аварий следует всегда прорабатывать при проектировании производств разделения воздуха. Особенности обращения с жидким кислородом должны учитываться при обращении с жидким воздухом и первичным криптоновым концентратом.
Газ кислород
Кислород – один из важнейших элементов на планете. Он участвует в процессе дыхания, в метаболизме живых организмов, а также в круговороте веществ в биосфере. Кроме того, он способствует гниению и разложению органических остатков.
В нормальных условиях он является бесцветным газом, который не имеет вкуса и запаха. Он тяжелее воздуха и с трудом растворяется в воде. В химическом плане он очень активен и способен образовывать соединения практически со всеми элементами.
В свободном состоянии в виде молекул О2, состоящих из двух атомов оксигена, он находится в атмосфере. Благодаря такому строению элемент также называется «дикислородом», но он может существовать и в других вариациях. При определенных условиях его атомы могут образовывать «трикислород» с молекулой О3, которая представляет собой голубой газ озон со специфическим запахом.
В атмосфере содержание кислорода составляет примерно 21 % по массе, в земной коре его доля значительно выше и составляет около 47 % по массе. Элемент входит в состав более полутора тысяч разнообразных пород и минералов, большая часть из которых являются силикатами.
Жидкий кислород
Как и другие вещества, кислород может пребывать в различных агрегатных состояниях. Чтобы превратить газ в твердое тело или жидкость, его нужно сильно охладить. При давлении в 51 атмосферу он становится жидким уже при -119 °C. При нормальном давлении превращение происходит только при -183 °C. Охлаждаясь до температуры -220 °C, он затвердевает, образуя светло-голубые снегоподобные кристаллы.
В жидком состоянии кислород окрашивается в голубой оттенок и усиливает некоторые свойства газообразного вещества. Так, он ведет себя более агрессивно в химических реакциях, а также становится сильным парамагнетиком и может притягиваться магнитом.
Он закипает только при -183 °C, а плавится при 219 °C. Благодаря устойчивости к столь низким температурам жидкий кислород обладает криогенными свойствами и может использоваться в качестве хладагента. В нормальных условиях он быстро испаряется, превращаясь в газ.
Измерение объема газа
В лабораторной практике объем газа измеряют с помощью газовых бюреток, газометров, реометров, ротаметров и газовых часов.
Для точного измерения относительно небольших объемов газа (до 100 мл) применяют газовые бюретки. Это градуированные стеклянные трубки, на одном конце которых имеется кран. К другому концу бюретки с помощью резиновой трубки присоединяется уравнительная склянка, заполненная запирающей жидкостью (раствор соли, ртуть).
Перед отсчетом объема газа в бюретке, через несколько минут после отбора пробы, давление газа в бюретке уравнивают с атмосферным. Для этого уравнительную склянку подносят вплотную к бюретке и устанавливают в таком положении, чтобы поверхность жидкости в бюретке и уравнительной склянке была на одном уровне.
При отсчете показаний бюретки глаз наблюдателя должен быть на одном уровне с установленным уровнем запирающей жидкости. Отсчет в бюретке с ртутным затвором производят по верхнему мениску, а с водным — по нижнему.
Поскольку объем газа изменяется в зависимости от температуры и давления, одновременно с ним измеряют эти величины.
Объем газа обычно приводят к нормальным условиям, т. е. к температуре 0°С и давлению 1013 гПа (760 мм рт. ст.) по уравнению:
где V — объем газа при температуре опыта; Р — давление, при котором измерен объем газа.
Если газ содержит пары воды, или находился в сосуде над водой или водным раствором, его объем к нормальным условиям приводят по уравнению:
где P1 — давление паров воды при температуре опыта.
Чтобы устранить ошибки при измерении объема газа, обусловленные изменением температуры и атмосферного давления, применяют бюретки с компенсационной трубкой и водяным манометром (рис. 141). Все отсчеты производятся при одной и той же высоте жидкости в обоих коленах манометра 1.
Если компенсационная трубка 4 во время измерения не сообщается с атмосферой, то изменение атмосферного давления не влияет на давление в компенсационной трубке и все измерения объема газа производятся при одном давлении; изменение объема газа в бюретке, обусловленное изменением температуры, уравновешивается изменением давления воздуха в компенсационной трубке.
Компенсационная трубка, по размеру близкая к размеру бюретки, помещается в муфту рядом с бюреткой. Нижний конец трубки запаян, верхний открыт. В трубку вводят около 1 мл дистиллированной воды. Жидкость (подкрашенная вода) в обоих коленах манометра устанавливают на одном уровне.
Одно колено присоединяют к открытому концу компенсационной трубки, другое — к бюретке. Для проведения отсчета объема газа поворотом крана 2 колено манометра сообщают с воздухом, а бюретку — с манометром. Осторожным поднятием или опусканием напорной склянки 5 жидкость в обоих коленах манометра доводят до одного уровня и перекрывают краны манометра и бюретки.
В бюретку набирают пробу газа и с помощью напорной склянки уравнивают давление в бюретке с атмосферным, после чего сообщают бюретку с манометром. Поднятием или опусканием напорной склянки доводят жидкость в обоих коленах манометра до одного уровня и производят отсчет.
Газометры, предназначаемые для отбора и хранения газов, также могут быть использованы для измерений объема газа.
При измерении объема газа градуированными газометрами с напорной воронкой (рис. 142) отсчет производят после приведения объема газа к атмосферному давлению, которое устанавливают по манометру 1. При повышенном давлении выпускают часть воды через кран 3, при пониженном добавляют воду из воронки, открывая кран 4.
С увеличением вместимости газометра точность измерения объема газа снижается.
Дозирование газов часто осуществляют путем измерения скорости движения газового потока в единицу времени. Для этой цели используются реометры и ротаметры.
Стеклянные лабораторные реометры выпускаются двух модификаций: РКС — со съемным и постоянным капиллярами и РДС — с диафрагмой (рис. 143). При пропускании газа через капиллярную трубку реометра на концах ее создается разность давлений, отмечаемая жидкостным дифференциальным манометром, одно колено которого включено в систему до капилляра, а другое — после капилляра. С увеличением скорости пропускания газа увеличивается разность уровней жидкости в манометрической трубке.
Капилляр реометра перед употреблением должен быть проградуирован по тому газу, для измерения которого он предназначен. В первую очередь заполняют манометрическую трубку реометра жидкостью (водой, дибутилфталатом, парафиновым маслом и др.). Чем меньше плотность жидкости, наполняющей реометр, тем последний чувствительнее и тем меньший объем газа можно измерять с его помощью.
Чистый капилляр присоединяют к манометрической трубке и реометр включают в систему, состоящую из емкости с газом, манометра и газометра, заполненного водой (рис. 144). Газ, предназначенный для градуировки, пропускают с постоянной скоростью через реометр и избыток выводят через кран 7 в вытяжную систему.
Когда установится постоянная скорость газа, поворотом крана 7 соединяют реометр с газометром и включают секундомер. Воду, вытесняемую из газометра, сливают через кран 8, чтобы давление в газометре в течение всего опыта было равно атмосферному. Через определенные промежутки времени записывают показания реометра и объем вытекшей воды.
Каждый капилляр градуируют на 3-4 различные скорости и определение повторяют 3-4 раза. По окончании градуировки строят градуировочную кривую, выражающую зависимость скорости газового потока от высоты столба жидкости в манометре.
Для измерения скорости потока газа применяются также ротаметры с различными диапазонами измерений. Ротаметр (рис. 145) представляет собой стеклянную трубку, сужающуюся книзу и тщательно отшлифованную внутри. Газ поступает в ротаметр снизу и выходит в верхней его части. В зависимости от скорости газового потока волчок, находящийся внутри трубки, поднимается на определенную высоту.
Для измерения больших объемов газа применяют барабанный газовый счетчик с жидкостным затвором типа ГСБ-400 (газовые часы). Недостаток газовых часов заключается в том, что они не пригодны для работы с агрессивными газами и газами, хорошо растворимыми в воде, так как изготовляются из металла, а запирающей жидкостью в них служит вода.
История
Так называемый сосуд Дьюара начинает свою историю с 1881 года. Немецкий ученый Адольф Фердинанд Вейнхольд разработал самый первый контейнер, который использовался для хранения сжиженного газа.
Он представлял собой стеклянный ящик, имеющий двойные стенки. Особенностью конструкции было то, что из межстеночного пространства воздух откачивался. В таком сосуде можно было хранить жидкий кислород. Изобретатель назвал сосуд «бутылкой Вайнхольда».
В 1892 г. шотландский химик и физик сэр Джеймс Дьюар внес в конструкцию А. Ф. Вейнхольда некоторые усовершенствования. Стеклянный ящик изменил форму и стал колбой с узким горлом, что позволило значительно сократить испарение жидкости. Кроме того, по указанию Дьюара было посеребрено межстеночное пространство. Впервые был получен и сохранен не только жидкий, но и твердый водород.
Первая демонстрация состоялась на публичной лекции в январе 1893 года, а массовое производство сосудов было начато в 1904 году. Фирма Thermos GmbH (Германия) была основана для изготовления термосов, она и взялась за внедрение изобретения для коммерческих целей.
История открытия
Официально считается, что кислород был открыт английским химиком Джозефом Пристли 1 августа 1774 путём разложения оксида ртути в герметично закрытом сосуде (Пристли направлял на это соединение солнечные лучи с помощью мощной линзы).
Однако Пристли первоначально не понял, что открыл новое простое вещество, он считал, что выделил одну из составных частей воздуха (и назвал этот газ «дефлогистированным воздухом»). О своём открытии Пристли сообщил выдающемуся французскому химику Антуану Лавуазье.
Несколькими годами ранее (возможно, в 1770-м) кислород получил шведский химик Карл Шееле. Он прокаливал селитру с серной кислотой и затем разлагал получившийся оксид азота. Шееле назвал этот газ «огненным воздухом» и описал своё открытие в изданной в 1777 году книге (именно потому, что книга опубликована позже, чем сообщил о своём открытии Пристли, последний и считается первооткрывателем кислорода). Шееле также сообщил о своём опыте Лавуазье.
Важным этапом, который способствовал открытию кислорода, были работы французского химика Петра Байена, который опубликовал работы по окислению ртути и последующему разложению её оксида.
Наконец, окончательно разобрался в природе полученного газа А. Лавуазье, воспользовавшийся информацией от Пристли и Шееле. Его работа имела громадное значение, потому что благодаря ей была ниспровергнута господствовавшая в то время и тормозившая развитие химии флогистонная теория.
[Лавуазье провел опыт по сжиганию различных веществ и опроверг теорию флогистона, опубликовав результаты по весу сожженных элементов. Вес золы превышал первоначальный вес элемента, что дало Лавуазье право утверждать, что при горении происходит химическая реакция (окисление) вещества, в связи с этим масса исходного вещества увеличивается, что опровергает теории флогистона.]
Таким образом, заслугу открытия кислорода фактически делят между собой Пристли, Шееле и Лавуазье.
Модели
Во многих отраслях промышленности сосуд Дьюара применяют для различных целей. Существуют несколько моделей:
- серия Х, ХТ, LD – алюминиевые, горловина стеклопластиковая, применяются для перевозки и хранения жидкого азота и биоматериалов;
- серия СК, СДП – со стеклопластиковой горловиной, изготовлены из алюминия, применяются для транспортировки, хранения небольшого количества жидкого азота;
- серия СДС – алюминиевые, горловина стеклопластиковая применяются для транспортировки и хранения биоматериалов;
- вертикальные (объем 28-660 литров) – изготовлены из нержавеющей стали, применяются для транспортировки и хранения закиси азота жидкого азота, углекислоты, аргона, кислорода;
- горизонтальные – выполнены из нержавеющей стали, служат для хранения жидкого азота.
Кроме того, освоен выпуск огромных железнодорожных и автомобильных цистерн. Есть и специально оборудованные корабли, перевозящие крупные партии сжиженного газа.
Отбор жидкости и газа из баллонов
Отбор сжиженного газа из баллона осуществляется довольно просто. Баллон с газом перевертывают вентилем вниз и наклоняют его так, чтобы жидкость могла вытекать через открытый вентиль. При этом следует учитывать, что низкокипящие жидкости интенсивно испаряются и сильно охлаждаются.
В ряде случаев баллоны со сжиженными газами оборудованы специальной трубкой, позволяющей отбирать жидкости из баллона, находящегося в горизонтальном положении. При открытии вентиля сжиженный газ выталкивается из баллона давлением паров и может быть подан по трубке в нужный сосуд.
Перед отбором из баллона сжатого газа сперва следует установить и укрепить баллон. Затем отворачивают колпак (разводным ключом) и снимают его с баллона. Внимательно осматривают вентиль баллона, нет ли на нем следов масла, не просачивается ли газ и не повреждена ли резьба бокового штуцера.
Неплотности в вентиле баллона проверяют, смачивая вентиль мыльной водой. Если вентиль неисправен, образуются пузыри. Категорически запрещается применять для проверки открытое пламя.
Отбор проб газа из баллонов должен производиться через редуктор (мембранный вентиль) или через запорный игольчатый вентиль. Схема присоединения редуктора к баллону приведена на рис. 140.
Большинство запорных вентилей и редукторов изготовляют из бронзы. При работе с аммиаком и ацетиленом, реагирующим с медью, используют железные вентили.
Между резьбой запорного вентиля баллона и накидной гайкой редукционного вентиля помещают уплотняющие прокладки. Для баллонов с H2, N2, СO2 и другими не вызывающими коррозии газами используют кожаные, резиновые или фибровые прокладки. При работе с вызывающими коррозию газами – Cl2, НСl, SO2, NH3 — применяют асбестовые уплотнения. Для кислородных баллонов уплотняющие прокладки должны изготовляться из негорючих материалов.
До присоединения редуктора рекомендуется провести продувку вентиля; для этого открывают вентиль быстрым поворотом маховичка на 1/4 оборота против часовой стрелки и тотчас закрывают. При продувке вентиля экспериментатор должен стоять сбоку или сзади бокового штуцера вентиля.
Затем осматривают накидную гайку редуктора и прокладку в ней, ослабляют регулировочный винт редуктора, поворачивая его налево, и присоединяют редуктор к вентилю баллона, надежно закрепляя накидную гайку ключом. Закрепив редуктор, начинают медленно и осторожно открывать вентиль баллона, поворачивая маховичок против часовой стрелки.
Когда манометр высокого давления на редукторе покажет давление газа в баллоне, то с помощью регулировочного винта редуктора выпускают газ и устанавливают ток нужной скорости или нужное рабочее давление (по показанию манометра низкого давления). Скорость тока газа легко контролируется с помощью счетчика пузырьков — небольшого стеклянного сосуда, в котором газ пробулькивает через жидкость (например, склянка Тищенко с конц.
По окончании работы вентиль баллона плотно закрывают, дают снизиться давлению в манометре высокого давления редуктора и только тогда закрывают выход газа из редуктора, поворачивая регулировочный винт влево.
Очистка газов
Чаще всего газ очищают от примесей, пропуская его через поглотительные сосуды, содержащие соответствующие жидкие и твердые поглотители. Эффективность поглощения компонентов газовой смеси жидкими поглотителями существенно зависит от поверхности и времени соприкосновения газа с поглотителем.
Особенно тесный контакт между жидкостью и газом достигается при проведении тонкого вспенивания. Газ продавливают через газопромыватель со стеклянной пористой пластинкой в жидкость, содержащую пенообразователь (0,1% раствор натриевой соли желчной или гидрокоричной кислоты, 0,1% раствор NaOH, 0,1% раствор СН3СООН). Подбором пенообразователя и его концентрации можно изменить устойчивость пены.
При анализе газов в качестве поглотительных сосудов применяют пипетки Гемпеля (рис. 146) с двумя и четырьмя шарами (для жидких поглотителей), с одним и тремя шарами (для твердых поглотителей). Пользуясь уравнительной склянкой 2, набирают в газовую бюретку 1 пробу газа, отмеряют объем взятой пробы, затем газ переводят в пипетку Гемпеля.
Для очистки газов пропусканием через слой твердого поглотителя применяют те же устройства, что и для осушения газов.
Применение
Способность жидкого кислорода окислять другие вещества и усиливать горение ценятся во многих сферах производства. В конце XIX – середине XX века из него изготавливали взрывчатку «Оксиликвит», которую использовали в горной промышленности для подрыва породы, а также в качестве оружия во Второй мировой войне.
Сегодня его чаще применяют в медицине, фармацевтике, в металлургии, стекольной, химической, бумажной и других видах промышленности. С его помощью получают различные полезные соединения, например окись титана, которая участвует в производстве лакокрасочных изделий, бумаги и пластмасс.
При изготовлении стекла он нужен для поддержания жара в печах, а также для уменьшения количества окиси азота, попадающей в атмосферу. В космической авиации жидкий кислород является одним из компонентов ракетного топлива, где он используется в качестве окислителя, а в роли самого топлива выступает водород или керосин.
В медицине и фармацевтике без него тоже не обходится. Жидкий кислород входит в состав биореакторов, а также используется в качестве добавки к ферментам. В медицине он необходим для анестезии, приготовления кислородных ванн и коктейлей, лечения или облегчения состояния при интоксикации, астме и других недугах. Здесь он чаще всего не используется напрямую в виде жидкости, а является источником газообразного кислорода.
Принцип действия
Как же работает сосуд Дьюара? Устройство аппарата поражает своей гениальной простотой: стеклянная или металлическая колба, имеющая двойные стенки, между которыми откачан воздух. Такая система значительно уменьшает теплопроводность стенок.
Оставшееся очень незначительное количество молекул воздуха переносит к содержимому сосуда Дьюара температуру окружающей среды. Такая остаточная теплопроводность провоцирует постоянное и постепенное испарение жидкого газа.
Это, в свою очередь, приводит к увеличению давления внутри емкости. Чтобы избежать неминуемого взрыва, аппарат снабжают предохранительным клапаном либо его неплотно закрывают. На испарение жидкого азота неплотно закрытая пробка влияет мало. Передача тепла снизу вверх происходит медленно, а площадь отверстия в сосуде ничтожно мала.
Таким образом, газ понемногу стравливается. Потери вещества незначительны, например, один килограмм жидкого воздуха за 10 дней при хранении потеряет всего 4 грамма.
Такое устройство позволяет в течение длительного времени сохранять и транспортировать газ в жидком состоянии, что очень важно для современной промышленности.
Сосуды дьюара купить в москве или сравнить цены в интернет-магазинах на promportal.su
В каталоге портала PromPortal.su представлено 134 предложений раздела «Сосуды Дьюара». В списке вы легко найдете
интересующие товары или услуги.
Цена начинается от 8 800 руб.
Сравните цены на нашем сайте и ознакомьтесь с отзывами покупателей и
действующих клиентов. Также вы можете сопоставить характеристиками
продукта самостоятельно. Описание и фото есть в карточке каждого
товара.
Купить сосуды Дьюара вы можете онлайн с доставкой в Москве.
Информация о рассрочке и способах оплаты, контактные номера
продавца указаны в карточке товара. Узнайте о рассрочке, условиях
оптовых закупок, бонусах и действующих акциях по телефону.
§
§
Требования к персоналу, обслуживающему сосуд
К работе с сосудом Дьюара допускаются сотрудники не моложе 18 лет, специально подготовленные и прошедшие инструктаж по ТБ при работе с криогенным оборудованием.
Работающие с сосудами Дьюара обязаны знать:
- устройство оборудования и особенности его работы;
- правила эксплуатации сосудов Дьюара;
- признаки неисправности сосудов, их причины;
- правила технической эксплуатации и обслуживания сосудов Дьюара;
- правила ТБ при работе с жидким азотом;
- опасные и вредные факторы, которые могут возникнуть во время работы и их действие на персонал.
Они должны:
- выполнять только свою работу;
- использовать средства индивидуальной защиты (очки, фартук, рукавицы и др.);
- выполнять требования всех запрещающих, предупреждающих и предписывающих плакатов, знаков, надписей;
- уметь оказать первую медицинскую помощь пострадавшему.
Эксплуатация баллонов
Баллоны эксплуатируют в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением». Эти правила распространяются на все виды сосудов (баллоны, реакторы, автоклавы), работающие под избыточным давлением свыше 0,07 МПа.
Согласно правилам, запрещается наполнять газом баллоны, у которых истек срок периодического освидетельствования, нег установленных клейм, неисправны вентили, поврежден корпус, окраска и надписи не соответствуют требованиям. Никогда не следует снижать давление газа в баллоне до атмосферного. Остаточное давление газа в отработанном баллоне должно быть не менее 0,05 МПа.
Газы из баллонов в емкость с более низким давлением выпускают только через редуктор, предназначенный исключительно для данного газа; окраска редуктора должна соответствовать окраске баллона с газом. При неисправности вентиля баллон с газом возвращают на завод или наполнительную станцию с надписью «полный, неисправен вентиль».
Наполненные баллоны с насаженными башмаками хранят в вертикальном положении в специальных стойках или прикрепляют с помощью железных хомутов к рабочему столу или вытяжному шкафу. Баллоны малого объема могут быть укреплены на рабочем столе с помощью штатива.
При падении баллона может произойти взрыв, особенно при минусовых температурах, когда ударная вязкость стали понижается и она делается хрупкой. Переносить баллоны можно только на носилках или специальных лямках-креплениях. Запрещается переносить баллоны на руках.
Прочность баллонов может нарушиться из-за переполнения их сжатыми и особенно сжиженными газами, что приводит к повышению давления выше допустимого значения, поэтому количество заполняющих баллоны газов строго регламентируется по массе и давлению.
Особые требования предъявляются к баллонам с ацетиленом, который может разлагаться со взрывом в результате повышения давления и температуры, а также в присутствии инициаторов разложения. Чтобы уменьшить опасность взрыва, баллоны заполняют пористой массой (уголь, пемза), пропитанной ацетоном, в котором растворим ацетилен.
Баллоны с газами рекомендуется устанавливать вне здания в специальных металлических шкафах. При такой установке баллонов газ к рабочим местам подается по медным трубам, а ацетилен — по стальным бесшовным трубам.
В одном металлическом шкафу (или в одном помещении) запрещается размещать баллоны с кислородом и горючим газом.
В помещении лаборатории запрещается хранить более одного баллона, наполненного горючим газом.
Баллоны, наполненные газами, должны быть удалены от электрических щитков и отопительных батарей на расстояние не менее 1 м и защищены от действия солнечных лучей, так как повышение температуры газа в баллоне приводит к резкому повышению давления и может быть причиной разрыва баллона.
В помещении лаборатории производить какой-либо ремонт арматуры баллонов со сжатыми и сжиженными газами запрещается.
Перед работой с наполненным баллоном необходимо тщательно проверить, не истек ли срок очередного освидетельствования баллона, соответствуют ли окраска и надписи на баллоне действующим правилам Госгортехнадзора, нет ли видимых повреждений на корпусе баллона, исправен ли вентиль, нет ли следов жира или масла на баллоне, нет ли пропуска газа из запорного вентиля.
