Применение кислорода в металлургии кратко
Обновлено: 08.07.2024
В металлургии
Конвертерный способ производства стали или переработки штейнов связан с применением кислорода. Во многих металлургических агрегатах для более эффективного сжигания топлива вместо воздуха в горелках используют кислородно-воздушную смесь.
Ракетное топливо
В качестве окислителя для ракетного топлива применяется жидкий кислород, пероксид водорода, азотная кислота и другие богатые кислородом соединения. Смесь жидкого кислорода и жидкого озона — один из самых мощных окислителей ракетного топлива (удельный импульс смеси водород — озон превышает удельный импульс для пары водород-фтор и водород-фторид кислорода) .
В медицине
Кислород используется для обогащения дыхательных газовых смесей при нарушении дыхания, для лечения астмы, декомпрессионной болезни, профилактики гипоксии в виде кислородных коктейлей, кислородных подушек.
В химической промышленности
В химической промышленности кислород используют как реактив-окислитель в многочисленных синтезах, например, — окисления углеводородов в кислородсодержащие соединения (cпирты, альдегиды, кислоты) , аммиака в окислы азота в производстве азотной кислоты. Вследствие высоких температур, развивающихся при окислении, последние часто проводят в режиме горение.
Применение кислорода в металлургии имеет особо важное значение. За много километров бывает видно, как над огромными металлургическими заводами и комбинатами встаёт прозрачная дымка. Это раскалённое дыхание металлургических печей, в которых выплавляются сталь, чугун т другие металлы. Ни одна отрасль промышленности не потребляет так много топлива и кислорода для сжигания, как металлургия. Средний металлургический завод с выплавкой 1 млн. тонн стали в год потребляет свыше 3 млрд мᶾ кислорода.
Применение кислорода в металлургии особенно при замене воздуха кислородом в дутье позволяет значительно увеличить производительность доменных и сталеплавильных печей и улучшить качество металла.
Со значительным успехом применение кислорода в металлургии начинает использоваться при кислородном дутье и металлургии стали. Процессы переработки чугуна в сталь в этом случае идут значительно быстрее и качественнее. Вредные примеси выгораю эффективнее. Сталь не насыщается азотом, механические качества металла улучшаются.
Использование кислорода в сталелитейных печах упрощает их конструкцию. В мартеновских печах становятся ненужными дорогие и громоздкие регенераторы – аппараты для нагревания воздуха.
- чистотой 90…95%
- производительностью до 20000 мᶾ/час
- давлением до 8 атм.
- проектирование кислородной станции
- защите проекта в органах Ростехнадзора
- проведению монтажных, шеф-монтажных работ
- пуско-наладочные работы и запуск оборудования
- обучение персонала заказчика
- сервисное обслуживание оборудования.
Более подробную информацию о применении кислорода в металлургии и оборудовании для его выработки, вы можете получить у сотрудников нашей компании, позвонив по контактным телефонам, указанным на сайте.
Кислород – химический элемент VI группы периодической системы Менделеева и самый распространенный элемент в земной коре (47% от ее массы). Кислород является жизненно важным элементом почти всех живых организмов. Более подробно о функциях и применении кислорода в этой статье.
Общие сведения
Кислород представляет собой бесцветный газ без вкуса и запаха, который плохо растворяется в воде. Он входит в состав воды, минералов, горных пород. Свободный кислород образуется благодаря процессам фотосинтеза. Кислород играет наиважнейшую роль в жизни человека. Прежде всего кислород необходим для дыхания живых организмов. Также он принимает участие в процессах разложения погибших животных и растений.
Воздух содержит около 20,95% по объему кислорода. В гидросфере содержится почти 86% по массе кислорода.
Кислород был получен одновременно двумя учеными, но сделали они это независимо друг от друга. Швед К. Шееле получил кислород при прокаливании селитры и других веществ, а англичанин Дж. Пристли – при нагревании оксида ртути.
Рис. 1. Получение кислорода из оксида ртути
Применение кислорода в промышленности
Области применения кислорода обширны.
В металлургии он необходим для производства стали, которую получают из металлолома и чугуна. Во многих металлургических агрегатах для лучшего сжигания топлива используют воздух, обогащенный кислородом.
В авиации кислород используется как окислитель топлива в ракетных двигателях. Также он необходим для полетов в космос и в условиях, где нет атмосферы.
В области машиностроения кислород очень важен для резки и сварки металлов. Чтобы расплавить металл нужна специальная горелка, состоящая из металлических труб. Эти две трубы вставляются друг в друга. Свободное пространство между ними заполняют ацетиленом и зажигают. Кислород же в это время пускают по внутренней трубке. И кислород и ацетилен подаются из баллона под давлением. Образуется пламя, температура в котором достигает 2000 градусов. При такой температуре плавится практически любой металл.
Рис. 2. Ацетиленовая горелка
Применение кислорода в целлюлозно-бумажной промышленности очень важно. Он используется для отбеливания бумаги, при спиртовании, при вымывании лишних компонентов из целлюлозы (делигнификация).
В химической промышленности кислород используется в качестве реагента.
Для создания взрывчатых веществ необходим жидкий кислород. Жидкий кислород производится путем сжижения воздуха и последующего отделения кислорода от азота.
Применение кислорода в природе и жизни человека
Кислород играет наиважнейшую роль в жизни человека и животных. Свободный кислород существует на нашей планете благодаря фотосинтезу. Фотосинтез – это процесс образования органического вещества на свету с помощью углекислого газа и воды. В результате этого процесса образуется кислород, который необходим для жизнедеятельности животных и человека. Животные и человек потребляют кислород постоянно, растения же расходуют кислород только ночью, а днем производят его.
Применение кислорода в медицине
Кислород находит применение и в медицине. Особенно актуально его использование при затрудненном дыхании во время некоторых заболеваний. Он применяется для обогащения дыхательных путей при туберкулезе легких, а также используется в наркозной аппаратуре. Кислород в медицине используется для лечения бронхиальной астмы, болезней желудочно-кишечного тракта. Для этих целей используют кислородные коктейли.
Также большое значение имеют кислородные подушки – прорезиненная емкость, заполненная кислородом. Она служит для индивидуального применения медицинского кислорода.
Рис. 3. Кислородная подушка
Что мы узнали?
Кислород, имеющий формулу О2, — химически активный неметалл, входящий в состав более 1,5 тыс. соединений земной коры. В атмосферном воздухе образуется свободный кислород (примерно 21% от общего объема), а в составе воды, ископаемых, растений и живых существ этот элемент находится в связном состоянии (89% по массе). Он широко применяется в химии, промышленности и медицине.
Для чего нужен кислород
Он играет ключевую роль в жизнедеятельности существ, поскольку участвует в процессе дыхания. Без кислорода невозможны процессы гниения и тления. В результате таких реакций органика распадается на простые вещества. В итоге появляются:
По той же схеме эти элементы снова вступают в круговорот веществ в природе.
Без О2 невозможна жизнь на земле. Он легко взаимодействует с разными химическими элементами. Он активно используется в промышленности. О2 добывают из воздуха. В лаборатории применяют кислород, предназначенный для промышленного производства. Он поставляется в больших баллонах.
О2 для лечения заболеваний
О2 используется для обогащения состава газовых смесей, им наполняют кислородные подушки. Медицинский кислород имеет высокую концентрацию, в нем нет примесей. Химическое вещество получают из баллона, наполненного жидким или газообразным О2.
В лечебных целях используются концентраторы. Их преимущества: надежность, мобильность, удобство в эксплуатации. О2 применяют в неотложных ситуациях, когда необходимо спасать жизнь пациента. Например, при подаче наркоза или для проведения реанимационных манипуляций.
Кислород требуется для искусственной вентиляции легких. Его применяют в терапии дыхательной недостаточности, при опасных состояниях, например инфаркте, инсульте. Лечение О2 назначается пациентам, у которых выявлены:
- бронхиальная астма,
- тяжелая форма бронхита,
- туберкулез,
- воспаление легких,
- интоксикация.
Кислород улучшает окислительно-восстановительные процессы организма. Химический элемент применяют для газоснабжения реанимаций. О2 эффективен в лечении инфекций анаэробного происхождения, он улучшает трофику тканей. Для вентиляции легких газ вводят методом ингаляции.
В медицинские учреждения он поставляется в сжатом виде. Жидкий кислород удобен в эксплуатации. Вещество долго хранится, перед подачей переводится в газообразное состояние.
Химически активный неметалл применяют в чистом виде или включают в состав смесей с другим газом в основе. В зависимости от характера заболевания и особенностей организма человека О2 вводят подкожно, внутривенно, энтерально. В медицине кислород также используют для получения концентратов.
Транспортировка, меры предосторожности
Кислород, предназначенный для технического применения, перевозят в голубых металлических баллонах (ГОСТ 949−73). Такой груз относится ко 2 классу опасности, поэтому транспортировка осуществляется в соответствии с действующими правилами.
Жидкий О2 технического типа перевозят в цистернах, предназначенных исключительно для этих целей. На их поверхности нанесена синяя полоса, имеется надпись с названием вещества. Жидкий газ помещают в криогенные емкости, транспортируют автомобилем.
- не горит,
- не взрывается,
- не выступает в качестве токсина.
Однако он является мощным окислителем, усиливает способность материалов к горению. Когда О2 взаимодействует со смазочными веществами, происходит взрыв. Чтобы этого избежать, следует предохранять баллоны с кислородом от нагрева. При контакте с емкостями нельзя курить, разводить огонь.
В процессе испарения жидкого О2 температура газа резко понижается, но повышается его плотность. При неправильной эксплуатации кислород в жидком виде вызывает кожные травмы, напоминающие ожоги.
Нельзя допускать контакта с неизолированными узлами, иначе кожа прилипнет и будет повреждена при попытке отрыва. В такой ситуации надо обильно полить ее водой (ничем не протирать), после чего обратиться к врачу.
Запрещается долго вдыхать О2 в газообразном виде, это вызывает поражение органов дыхания. Жидкий кислород не должен соприкасаться со сталью, поскольку она становится хрупкой при воздействии низких температур.
При контакте с таким веществом требуется использовать защитные средства: перчатки, очки, специализированную обувь и костюм. Одежда должна быть чистой, без маслянистых следов. В помещение не пускать посторонних, тем более без средств защиты, после использования спецодежду проветрить.
Кратко: кислород — жизненно важный химический элемент, без него живые существа не могли бы дышать. О2 безопасен, нетоксичен, но при контакте с ним необходимо соблюдать все меры предосторожности. Чтобы приготовить доклад на эту тему, нужно обязательно учитывать все свойства элемента и сферы его применения.
Читайте также: