
氧气是大气中的一种活跃且至关重要的生命元素。其在大气中的占比约为20.94%(体积)或23%(重量),是地球上广泛存在的元素之一。由于其几乎能与所有的化学元素形成化合物,除了惰性气体,地球上的氧气大多以化合物的形式存在,如硅酸盐、氧化物和水等。氧气也溶解在河流、湖泊和海洋中。分子氧几乎完全存在于大气之中。
在18世纪,瑞典剂师卡尔-威廉-谢勒、英国牧师约瑟夫-普里斯特利和法国化学家安托万-洛朗-拉瓦锡开始研究并记录氧气的存在。拉瓦锡在1777年首次命名了这种元素。后来,人们逐渐发现了其高度的化学反应性。
氧气可以通过多种方式进行生产。一种常见的方法是通过低温空气分离厂对环境空气的液化和蒸馏,以气体或液体的形式大量生产,且纯度很高。吸附技术(如变压吸附(PSA)或真空变压吸附(VPSA或VSA)也可以用于在商业规模上生产低纯度的气体(通常约为93%)。非常纯净的氧气则可以通过电解水来生产。气态氧简称为GOX,而液态氧简称为LOX。
液氧是一种特殊的低温液体,其沸点为-183摄氏度。由于产品与其周围环境之间存在较大的温差,液氧需要特别的储存方式,必须隔绝其周围的热量。
对于氧气储存和运输,也有专门的技术和设备。尽管氧气主要作为气体使用,但通常也会以液体形式储存,因为与同等容量的高压气态储存相比,液体储存更加轻便且成本较低。一个典型的储存系统包括一个低温储存罐、一个或多个蒸发器以及一个压力控制系统。低温储罐的结构类似于真空烧瓶,内部容器被外部容器包围,两者之间的环形空间含有绝缘介质,并且完全排除了空气。蒸发器负责将液态氧转化为气态,然后由压力控制歧管控制其输送到工艺或应用中的压力。
氧气的使用非常广泛。其主要工业应用是燃烧,许多通常不在空气中燃烧的材料会在氧气中燃烧,因此将氧气与空气混合可以大大提高燃烧效率。氧气还在钢铁制造、、呼吸器、金属分析仪器、量热仪以及气焊、气割等工艺中发挥着重要作用。
氧气的特性也非常独特。虽然本身不可燃,但它能极大地促进燃烧,使所有可燃材料更有力地燃烧。其高度的氧化性和反应性说明它在许多工业应用中的用途。尽管氧气本身不可燃,但它与可燃材料会发生剧烈反应,释放出热量。纯氧在高压下甚至可能与普通材料发生剧烈反应。几乎所有的材料,包括纺织品、橡胶甚至金属,在氧气中都会剧烈燃烧。与氧气有关的安全问题也非常重要。虽然氧气在正常压力下没有急性毒性,但在高压下吸入时毒性会增大。一些材料可能与氧气发生性反应,因此在设计和使用与氧气相关的设备时,必须非常小心。只能使用经过测试并证明是与氧气兼容的材料和部件。对于输送氧气的管道系统,流动速度是一个重要的危险因素,必须保持在较低水平以避免危险发生。另外还需特别注意避免静电的产生和材料的点火问题。在使用氧气瓶时也要特别小心以防止火灾和等危险情况的发生另外在使用过程中需注意很多重要安全因素以避免意外的危险事件为了避免这类事情发生采取所有预防措施保护生命安全是必要的而且要定期维护保养这种服务中的器材这也是必要的操作步骤虽然发生突发事件很罕见但其严重性却是巨大的务必立即撤离所有相关地区以避免受到严重的后果无论如何安全和预防是永远的首要任务以避免可能的损失我们必须牢记这一准则以保护自己和他人安全这就是生命的价值和意义所在”。关于管道系统的选型设计速度是基于设备的正常运行和排放而不是基于机械故障或其他异常情况的速度设计速度是基于在所有规定的工作压力温度和流量下的平均轴向速度对于管道设备速度应基于部件的最小横截面流面积以避免可能出现的安全隐患处理与氧气相关的安全问题不仅需要高度的专业知识和对设备操作的经验也需要具备高度责任心和严格的职业准则来处理氧气带来的各种挑战同时也提醒人们在日常生活中也应该重视与保护我们的生命安全以及周围的生态环境毕竟我们的生命只有一次必须珍惜每一次机会保护我们的生命安全!
