Инертный газ

редактировать
Газ, который не вступает в химическую реакцию в указанных условиях

инертный газ является газ, который не вступает в химические реакции при определенных условиях. благородные газы часто не вступают в реакцию со многими веществами и исторически назывались инертными газами. Инертные газы обычно используются, чтобы избежать нежелательных химических реакций, ухудшающих качество образца. Эти нежелательные химические реакции часто представляют собой реакции окисления и гидролиза с кислородом и влагой в воздухе. Термин инертный газ зависит от контекста, потому что некоторые благородные газы могут вступать в реакцию при определенных условиях.

Очищенные газы аргон и азот чаще всего используются в качестве инертных газов из-за их высокого естественного содержания (78,3% N 2, 1% Ar в воздухе) и невысокой относительной стоимостью.

В отличие от благородных газов, инертный газ не обязательно является элементарным и часто является составным газом. Подобно благородным газам, тенденция к нереактивности обусловлена ​​валентностью, причем самая внешняя электронная оболочка завершена во всех инертных газах. Это тенденция, а не правило, поскольку благородные газы и другие «инертные» газы могут реагировать с образованием соединений.

Элементы группы 18 включают гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон. Их называют благородными газами или инертными газами. Общая конфигурация валентной оболочки - nsnp. Все эти элементы находятся в свободном состоянии в атмосфере. Это бесцветные газы без вкуса и запаха. Они обладают низкими температурами плавления и кипения. У них высокая положительная энтальпия усиления электронов и высокая энтальпия ионизации.

Содержание

  • 1 Производство
  • 2 Применение
    • 2.1 Системы инертного газа на кораблях
    • 2.2 Системы инертного газа на самолетах
    • 2.3 Сварка
    • 2.4 Дайвинг
  • 3 См. Также
  • 4 Ссылки

Производство

Инертные газы получают фракционной перегонкой воздуха, за исключением гелия, который отделяется от нескольких источники природного газа, богатые этим элементом, путем криогенной дистилляции или мембранного разделения. Для специальных применений очищенный инертный газ должен производиться на месте. Они часто используются на танкерах-химовозах и танкерах-продуктовозах (меньшие, но не большие, а также специализированные генераторы инертных газов для резервуаров также доступны для лабораторий.

Области применения

Из-за отсутствия реактивные свойства инертных газов; они часто используются для предотвращения нежелательных химических реакций. Пища упаковывается в инертный газ для удаления газообразного кислорода. Это предотвращает рост бактерий. Это также предотвращает химическое окисление кислородом в нормальных условиях. воздух. Примером является прогоркание (вызванное окислением) пищевых масел. В пищевой упаковке инертные газы используются в качестве пассивного консерванта, в отличие от активных консервантов, таких как бензоат натрия (антимикробный ) или BHT (антиоксидант ).

Исторические документы также можно хранить в атмосфере инертного газа, чтобы избежать разрушения. Например, исходные документы Конституция США хранятся в атмосфере увлажненного аргона. Ранее использовался гелий, но я Он был менее подходящим, потому что он выходит из корпуса быстрее, чем аргон.

В химической промышленности часто используются инертные газы. На химическом заводе реакции могут проводиться в среде инертного газа, чтобы минимизировать опасность возгорания или нежелательных реакций. На таких заводах и нефтеперерабатывающих заводах передаточные линии и резервуары можно продувать инертным газом в качестве меры предотвращения пожара и взрыва. В лабораторных условиях химики проводят эксперименты с чувствительными к воздуху соединениями, используя безвоздушные методы, разработанные для работы с ними в атмосфере инертного газа. Гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон - инертные газы.

Системы инертного газа на судах

Инертный газ вырабатывается на борту танкеров для перевозки сырой нефти (более 8000 тонн) (с 1 января 2016 г.) с использованием либо керосина, либо сжигания керосина в специальной генератор инертного газа. Система инертного газа используется для предотвращения попадания атмосферы в грузовых танках или бункерах во взрывоопасную зону. Инертные газы поддерживают содержание кислорода в атмосфере резервуара ниже 5% (на нефтеналивных судах, меньше для танкеров-продуктовозов и танкеров-газовозов), что делает любую смесь воздуха / углеводородного газа в резервуаре слишком богатой (слишком высокое значение соотношение топлива и кислорода) для воспламенения. Инертные газы являются наиболее важными во время разгрузки и во время балластного рейса, когда в атмосфере танка может присутствовать больше углеводородных паров. Инертный газ также можно использовать для очистки резервуара от летучей атмосферы при подготовке к дегазации - замене атмосферы пригодным для дыхания воздухом - или наоборот.

Система дымовых газов использует выхлопные газы котла в качестве их источника, поэтому важно, чтобы соотношение топливо / воздух в горелках котла было правильно отрегулировано, чтобы гарантировать производство инертных газов высокого качества. Слишком много воздуха приведет к содержанию кислорода выше 5%, а слишком много мазута приведет к уносу опасного углеводородного газа. Дымовой газ очищается и охлаждается в башне скруббера. Различные устройства безопасности предотвращают избыточное давление, возврат углеводородного газа в машинное отделение или подачу IG со слишком высоким содержанием кислорода.

Танкеры-газовозы и танкеры-продуктовозы не могут полагаться на системы дымовых газов (потому что они требуют IG с содержанием O 2 1% или менее), и поэтому вместо них используют генераторы инертного газа. Генератор инертного газа состоит из камеры сгорания и скруббера, снабженного вентиляторами, и холодильной установки, охлаждающей газ. Осушитель, включенный последовательно с системой, удаляет влагу из газа перед его подачей на палубу. Грузовые цистерны на газовозах не инертированы, но все пространство вокруг них инертировано. Такая компоновка позволяет поддерживать охлаждение танков с помощью небольшой высоты груза, когда судно находится в балласте, сохраняя при этом защиту от взрыва, обеспечиваемую инертным газом.

Системы инертного газа на самолетах

Инертный газ вырабатывается на борту коммерческих и военных самолетов для пассивирования топливных баков. В жаркие дни пары топлива в топливных баках могут иначе образовать легковоспламеняющуюся или взрывоопасную смесь, которая в случае окисления может иметь катастрофические последствия. Обычно для выработки инертного газа используются модули разделения воздуха (ASM). ASM содержат селективно проницаемые мембраны. В них подается сжатый воздух, который способствует отделению кислорода от воздуха. Для пассивации топливного бака нет необходимости удалять весь кислород, но достаточно, чтобы оставаться ниже предела воспламеняемости бедной смеси и предела взрываемости бедной смеси.

Сварка

При газовой вольфрамовой дуговой сварке (GTAW) для защиты вольфрама от загрязнения используются инертные газы. Он также защищает жидкий металл (образованный от дуги) от реактивных газов в воздухе, которые могут вызвать пористость в затвердевшей сварочной ванне. Инертные газы также используются при дуговой сварке металла в газовой среде (GMAW) для сварки цветных металлов. Некоторые газы, которые обычно не считаются инертными, но которые ведут себя как инертные газы во всех обстоятельствах, которые могут встретиться при некотором использовании, часто могут использоваться в качестве замены инертного газа. Это полезно, когда можно найти подходящий псевдоинертный газ, который является недорогим и распространенным. Например, углекислый газ иногда используется в газовых смесях для GMAW, поскольку он не реагирует на сварочную ванну, создаваемую дуговой сваркой. Но он реагирует на дугу. Чем больше углекислого газа добавлено к инертному газу, например, аргону, тем выше будет проникновение. Количество углекислого газа часто определяется тем, какой тип переноса вы будете использовать в GMAW. Самым распространенным является перенос дуги со струйным переносом, и наиболее часто используемая газовая смесь для переноса дуги с распылением состоит из 90% аргона и 10% диоксида углерода. (В зависимости от поставщика газа перечислено столько разных названий).

Дайвинг

В подводном погружении инертный газ является компонентом дыхательной смеси, который не является метаболически активным и служит для разбавления газовой смеси. Инертный газ может оказывать воздействие на дайвера, но считается, что это в основном физические эффекты, такие как повреждение тканей пузырьками при декомпрессионной болезни. Наиболее распространенными инертными газами, используемыми в дыхательных газах для коммерческого дайвинга, являются азот и гелий.

См. Также

  • Дыхательный газ - газ, используемый для дыхания человека
  • Промышленный газ - Газообразные материалы, производимые для использования в промышленности
  • Система инертизации для самолетов
  • Покрытие резервуаров
  • Продувка (газ), процедура предотвращения пожара и взрыва для предотвращения образования воспламеняющейся атмосферы, осуществляется путем промывки замкнутой системы инертным газом
  • Инертизация (газ), процедура предотвращения пожара и взрыва для создания безопасной воспламеняющейся атмосферы, выполняемая путем впрыска инертного газа

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-24 14:29:32
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте