氣體的一般概念

1.1氣體的一般概念

      1.1.1比容

      比容是單位重量物質(zhì)所占有的容積，用符號V表示，氣體比容單位用m/kg,液態(tài)比容7/kg表示。

   1.1.2臨界溫度和臨界壓力

   因?yàn)槿魏螝怏w在一點(diǎn)溫度和壓力下都可以液化，溫度越高，液化所需要的壓力也越高，但是當(dāng)溫度超過某一數(shù)值時(shí)，即使在增加多大的壓力也不能液化，這個(gè)溫度叫臨界溫度，在這一溫度下zui低的壓力就叫做臨界壓力，例如：水的臨界溫度為374.15℃，臨界壓力為225.65kgf/cm,氨的臨界溫度為132.4℃，臨界壓力為115.2kgf/cm病

   1.1.3汽化和凝結(jié)

   汽化是指物質(zhì)由液態(tài)變成氣體的過程，其包括蒸發(fā)和沸騰。凝結(jié)是汽化的逆過程，也即由氣體變成液體的過程。汽化器就是利用汽化原理而設(shè)計(jì)的，冷凝器是利用冷凝原理設(shè)計(jì)的。

   1.1.4壓力

     包圍在地球表面一層很厚的大氣層對地球表面或表面物體所造成的壓力稱為“大氣壓”,符號為B；直接作用于容器或物體表面的壓力，稱為“壓力”，壓力值以真空作為起點(diǎn)，符號為PABS。

   用壓力表、真空表、U型管等儀器測出的壓力叫“表壓力”（又叫相對壓力），“表壓力”以大氣壓力為起點(diǎn)，符號為Pg。

   三者之間的關(guān)系是：PABS==B+Pg壓力的法定單位是帕（Pa），大一些的單位是兆帕（Mpa）1Mpa=106,1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=0.1013Mpa在舊的單位制中，壓力用kgf/cm（公斤/平方厘米）作單位，1kgf/cm=0.098Mpa。

      1.1.5溫度

    溫度是物質(zhì)分子熱運(yùn)動的統(tǒng)計(jì)平均值。溫度：以氣體分子停止運(yùn)動時(shí)的zui低極限溫度為起點(diǎn)的溫度，記為T。單位為“開（開爾文）”，符號為K。攝氏溫度：以冰的溶點(diǎn)為起點(diǎn)的溫度，單位為“攝氏度”，符號為℃。此外英國科學(xué)家還經(jīng)常用“華氏溫度”，符號為º F。溫度單位之間的換算關(guān)系是：T（K）=t（℃）+273.16     t（º F）=1.8t（℃） +32

   1.1.6露點(diǎn)

它是指氣體中的水份從未飽和水蒸氣變成飽和水蒸氣的溫度，當(dāng)未飽和水蒸氣變成飽和水蒸氣時(shí)，有極細(xì)的露珠出現(xiàn)，出現(xiàn)露珠時(shí)的溫度叫做“露點(diǎn)”，它表示氣體中的含水量，露點(diǎn)越低，表示氣體中的含水量約少，氣體越干躁。露點(diǎn)和壓力有關(guān)，因此又有大氣壓露點(diǎn)（常壓露點(diǎn)）和壓力下露點(diǎn)之分。大氣壓露點(diǎn)是指在大氣壓力下水份的凝結(jié)溫度，而壓力下露點(diǎn)是指該壓力下的水份凝結(jié)溫度，兩者有換算關(guān)系（可查換算表），如壓力0.7Mpa時(shí)壓力露點(diǎn)為5℃，則相應(yīng)的大氣壓（0.101Mpa）露點(diǎn)則為-20℃。在氣體行業(yè)中，若無特殊說明，所指的露點(diǎn)均為大氣壓露點(diǎn)。

1.1氣體的一般概念

   1.1.7純度

      純度是氮?dú)獾囊粋€(gè)重要技術(shù)參數(shù)，按國標(biāo)氮?dú)獾募兌确譃楣I(yè)用氮?dú)?、純氮和高純氮三級，它們的純度分別為99.5%（Ｏ2小于等于0.5%）,99.99%（Ｏ2小于等于0.01%）和99.99%（Ｏ2小于等于0.001%）。

  1.1.8 流量

      流量是指氣體流動過程中，單位時(shí)間內(nèi)通過任一截面的氣體量。流量有兩種方式來表示，即體積流量和質(zhì)量流量。前者指通過管路任一截面的氣體體積，后者為通過的氣體質(zhì)量，在氣體工業(yè)中一般均采用體積流量以m/h（或L/H）為計(jì)量單位。因氣體體積與溫度、壓力和濕度有關(guān)，為便于比較通常所說的體積流量是指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（溫度為20℃，壓力為0.101Mpa，相對濕度為65%）而言，此時(shí)的流量以Nm/h為單位，"N"即表示標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。

   實(shí)際流量=流量計(jì)讀數(shù)×

1.1.9 壓縮空氣

       空氣具有可壓縮性，經(jīng)空氣壓縮機(jī)做機(jī)械功使本身體積縮小、壓力提高后的空氣叫壓縮空氣。壓縮空氣是一種重要動力源。與其它能源比，它具有下列明顯的特點(diǎn)：清晰透明、輸送方便、沒有特殊的有害性能，沒有起火危險(xiǎn)，不怕超負(fù)荷，能在許多不利環(huán)境下工作，空氣在地面上到處都有，取之不盡?？諌簷C(jī)排出的壓縮空氣里含有很多雜質(zhì)：1.水，包括水霧、水蒸氣、凝結(jié)水；2.油：包括油污、油蒸氣；3.各種固態(tài)物質(zhì)如：銹泥、金屬粉末、橡膠粉末、焦油粒及濾材、密封材料的細(xì)末等；此外還有多種有害的化學(xué)異味物質(zhì)等。壓縮空氣可以通過加壓、降溫、吸附等方法來除去其中的水蒸氣?？赏ㄟ^加熱、過濾、機(jī)械分離等方法除去液態(tài)水份。

  1.1.10 吸附

      吸附是氣體中一個(gè)或多個(gè)組分在多空固體表面的選擇性濃縮，被吸附的組分稱作吸附介質(zhì)，多孔固體稱為吸附劑。吸附劑與吸附介質(zhì)的連接力是化學(xué)鍵，而吸附介質(zhì)的解析靠升溫或降低該組分在氣壓中分壓。另一種情況是吸附組分與固體吸附劑去化學(xué)反應(yīng)時(shí)，稱為化學(xué)吸附，化學(xué)吸附一般情況下不能再生。

  1.1.11 膜滲透

      在氣體凈化領(lǐng)域方面是相對較新的技術(shù)，在此過程中聚合物分離氣體是基于一個(gè)或多個(gè)氣體組分從膜的一邊選擇性的滲透到另一邊。該組分溶解于聚合物膜的表面，并沿著膜傳遞形成一濃度差，保持此濃度差是靠膜一邊組分的分壓高于膜另一邊該組分的分壓。雖然膜滲透技術(shù)在其凈化操作上應(yīng)用的還不多，但其發(fā)展是很迅速的。

  1.2 常用氣體的性質(zhì)

     1.2.1 氮 （N2）

     1.2.1.1 氮的理化性質(zhì)

      1.在常溫常壓下，氮是無色無味無嗅的惰性氣體。氮在空氣中約占78.1%。液態(tài)氮也是無色無嗅，比水輕。在空氣中不燃燒。常溫下呈惰性，但在高溫高壓下有催化劑時(shí)與化物合成氨。

                         N2+O2      2 NO                        N2+3H2         2NH3

      2.減壓放電可得到活性氮。在高溫與金屬化合成氮化物（Mg3N2，Cu3N2等）。在1000℃與碳化鈣反應(yīng)生成氨晴鈣

      3.微溶于水、酒精和醚。在25℃、101.325kpa時(shí)的溶解度在甲醇中為16.45mL/100mL、在乙醇中為14.89mL/100mL，在醚中為29.30mL/100mL，在水中的溶解度為0.02354mL/g（0℃），0.01258mL/g（30℃），0.01023mL/g（60℃）

      4.氮的分子量為28.0134，熔點(diǎn)（三相點(diǎn)，12.53kPa）是-210.0℃，液體密度（-210.0℃，12.534kPa）為869.5kg/m，導(dǎo)熱系數(shù)（100kPa，280K）是0.02447W/（M-K）。