怎样存储氮气和氧气呢?如何在常温下分离氮气和氧气

测评百科 bcvbfgjt165798 2024-04-30 12:38 2 0

一、氮气可以充入氧气瓶使用吗

氮气不能充入氧气瓶使用。因为首先这样做容易让其他人分不清瓶中的气体的种类,在使用过程中引起不必要的事故。其次,氧气瓶中一般都留有残余的氧气,这时再充入氮气,容易造成氮气不纯,在使用中造成事故。

但是,氧气瓶可以由专门的检测机构改成氮气瓶再使用

二、如何区分氧气、氮气、空气

氧气有助燃性,能使燃着的木条燃烧更旺;氮气不燃烧,也不支持燃烧,能使燃着的木条熄灭;空气中也有氧气,燃着的木条伸入后无明显变化.故答案为:用点燃的木条分别插入三个集气瓶中,燃烧更旺的是氧气;燃烧没有明显变化的是空气;立即熄灭的是氮气.

先将气体分别通入澄清石灰水中,出现浑浊的那瓶就是通入了二氧化碳气体;然后用带有火星的木条深入另外三种气体:如果火星复燃,那么说明气体是氧气;如果火星立即熄灭,那么说明气体是氮气,那么剩下的就是空气。空气是指地球大气层中的气体混合,为此,空气属于混合物,它主要由氮气、氧气、稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙、氡),二氧化碳以及其他物质(如水蒸气、杂质等)组合而成。其中氮气的体积分数约为78%,氧气的体积分数约为21%,稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙、氡)的体积分数约为0.934%,二氧化碳的体积分数约为0.034%,其他物质(如水蒸气、杂质等)的体积分数约为0.002%。

空气的成分不是固定的,随着高度的改变、气压的改变,空气的组成比例也会改变。在自然状态下空气是无色无味的。空气中的氧气对于所有需氧生物来说是必须的。所有动物都需要呼吸氧气,绿色植物的呼吸作用也需要氧气。此外绿色植物利用空气中的二氧化碳进行光合作用,二氧化碳是几乎所有植物的唯一的来源。

将带火星木条伸入集气瓶中,如果无明显变化则为空气;如果木条复燃则为氧气;如果木条熄灭则为氮气。原因是:氧气有助燃性,能使带火星的木条复燃;氮气不燃烧,也不支持燃烧,能使带火星的木条熄灭;空气中也有氧气,所以带火星的木条伸入瓶子后无明显变化。

三、氧气瓶和氮气瓶不能混装吗

氧气瓶和氮气瓶不能混装吗?

氮气瓶

液氮是低温液体,沸点在-196°,在常温状态下,会大量蒸发,快速消失;

储存在液氮罐中,利用罐子真空绝热的特点,可以将液氮长期保存。

虽然说两者的沸点都在零下一百多度,但其性质不同。

液氮,是属于无毒气体,且不易燃,安全隐患存在较小;

液氧,有一定的危险性,液氧助燃,遇到明火易发生火灾,且过量的液氧有一定的毒性。若放到液氮罐中,一旦发生意外,会造成不可预估的后果。

另一方面,液氮罐大多采用航空铝制成,液氮属于惰性,不会和铝发生反应;

而有些液体会和铝发生反应,若将其转入液氮罐中,可能会将罐子内胆腐蚀,导致液氮罐损坏。

四、如何在常温下分离氮气和氧气

空气的主要成分是氮气(占78%)和氧气(占21%),因此,可以说空气是制备氮气和氧气取之不尽的源泉。氮气主要用于合成氨、金属热处理的保护气氛、化工生产中的惰性保护气(开停车时吹扫管线、易氧化物质的氮封、压料)、粮食贮存、水果保鲜和电子工业等。氧气主要用于冶金、助燃气、医疗、废水处理和化学工业中的氧化剂等。如何廉价地分离空气制取氧气和氮气,这是化工工作者长期潜心研究解决的问题。

工业上分离空气的传统方法是采用深冷分离法,即将空气冷却到-150℃以下,再用低温精馏的方法实现分离。该法可以同进得到氮气和氧气,还可以得到液氮和液氧。但是,低温精馏法存在能耗高、流程长、启动过程长、设备维护要求高等缺点,因此近十几年来受到了变压吸附法和膜分离法等新兴分离方法的严峻挑战。

变压吸附法变压吸附法分离空气的机理有两种。一种是利用5A沸石分子筛的选择吸附特性,即5A沸石分子筛对氮气的平衡吸附量大于对氧气的平衡吸附量,这样当空气通过沸石床层时氮气就被吸附,流出氧气作为产品。当沸石吸附氮气饱和后,停止通入空气,并把床层抽成真空,抽出的氮气作为产品。另一种是利用碳分子筛的运态吸附特性,即碳分子筛对氧气和氮气的平衡吸附量相差不大,但由于氧气的分子尺寸(2.8×3.9)比氮气的分子尺寸(3.0×4.1)小,因而氧气在碳分子筛中的扩散速度快,吸附量也大,于是氧气在碳分子筛中的扩散速度快,吸附量也大,于是氧气被吸附,流出氮气作为产品。隔一段时间后,停止通入空气,把床层抽真空使碳分子筛再生。该法通常是在吸附阶段为0.1~0.5×106Pa、解吸阶段为常压或真空及常温的条件下进行的,在工业上很容易实现。

用变压吸附法分离空气可以得到富氧空气和99.9%的纯氮气,耗电量均小于1.0kwh/m3。目前,世界上用5A沸石分了筛制氧以日本最为成熟,氧浓度可达96%,耗电量仅为0.4kwh/m3。

总之,用变压吸附法分离空气具有能耗低、流程短、开停车时间短、自动控制、产品浓度可调等等优点,可望有较大的发展。

膜分离法膜法分离空气利用的是渗透原理,即氧气和氮气在非多孔高分子膜内的扩散速率不同。当氧气和氮气吸附在高分子膜表面时,由于膜两侧存在着浓度梯度,使气体扩散并通过高分子膜,接着在膜的另一侧解吸。因为氧气分子的体积小于氮气分子,因而氧气在高分子膜内的扩散速率大于氮气,这样,当空气通入膜的一侧时,在另一侧就可以得到富氧空气,同一侧得到氮气。

用膜法分离空气可以连续得到氮气和富氧空气。目前的高分子膜对氧、氮分离的选择性系数只有3.5左右,渗透系数也较小。分离得到的产品氮气浓度为95~99%,氧气浓度仅为30~40%。膜法分离空气一般是在常温和压力为0.1~0.5×106Pa的条件下操作的。

由于变压吸附法和膜法的崛起,中小规模的深冷空分装置已开始让出一部分市场。目前,变压吸附法和膜法的主要缺点是产品浓度不够高、回收率较低,这要通过改进吸附剂和高分子膜来克服。

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