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(hào)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(guò)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(guò)程，其包括蒸發(fā)和沸騰,。凝結(jié)是汽化的逆過(guò)程,，也即由氣體變成液體的過(guò)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(duì)地球表面或表面物體所造成的壓力稱(chēng)為“大氣壓”,符號(hào)為B；直接作用于容器或物體表面的壓力,，稱(chēng)為“壓力”,，壓力值以真空作為起點(diǎn)，符號(hào)為PABS,。

   用壓力表,、真空表、U型管等儀器測(cè)出的壓力叫“表壓力”（又叫相對(duì)壓力）,，“表壓力”以大氣壓力為起點(diǎn),，符號(hào)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(dòng)的統(tǒng)計(jì)平均值,。溫度：以氣體分子停止運(yùn)動(dòng)時(shí)的zui低極限溫度為起點(diǎn)的溫度，記為T(mén),。單位為“開(kāi)（開(kāi)爾文）”,，符號(hào)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(hào)為℃,。此外英國(guó)科學(xué)家還經(jīng)常用“華氏溫度”，符號(hào)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(wú)特殊說(shuō)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(guó)標(biāo)氮?dú)獾募兌确譃楣I(yè)用氮?dú)狻⒓兊透呒兊?jí),，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(dòng)過(guò)程中，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)任一截面的氣體量,。流量有兩種方式來(lái)表示,，即體積流量和質(zhì)量流量。前者指通過(guò)管路任一截面的氣體體積,，后者為通過(guò)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(shuō)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(duì)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?jiǎng)恿υ?。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(méi)有特殊的有害性能，沒(méi)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,。空壓機(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(guò)加壓,、降溫,、吸附等方法來(lái)除去其中的水蒸氣?？赏ㄟ^(guò)加熱,、過(guò)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(chēng)作吸附介質(zhì)，多孔固體稱(chēng)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(chēng)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(duì)較新的技術(shù)，在此過(guò)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(wú)色無(wú)味無(wú)嗅的惰性氣體,。氮在空氣中約占78.1%。液態(tài)氮也是無(wú)色無(wú)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）,。