氧氣、氮氣和氬氣 -對現代生活至關重要的工業氣體

氧氣、氮氣和氬氣 -對現代生活至關重要的工業氣體

氮氣、氧氣和氬氣是空氣的三種主要成分，可在空分設備中從空氣中回收。這些工業氣體中的每一種都因其特定的特性而被廣泛應用于工業、醫療、能源等各個領域。

氧氣的價值在于反應性。它支持許多行業的生物過程和燃燒。它用于煉鋼和其他金屬精煉和制造過程，以及化工、制藥、石油加工、玻璃和陶瓷制造、紙漿和造紙、醫療保健、環境保護（通過處理城市污水和工業廢水）和其他雜項用途。

氧氣通常與空氣一起使用或代替空氣使用，以最大限度地增加可用于燃燒或生物活動的氧氣量，它用于在醫院和其他地方輔助呼吸。在工業中，氧氣用于工業設備和工藝中的反應速率，以提高現有設備的生產能力，并為新設備提供更小的尺寸。

在某些情況下，例如工業和市政污水處理，普通氧氣 (O2) 首先轉化為臭氧 (O3)，臭氧是一種更具活性的氧氣形式。使用臭氧代替普通氧氣可提高反應速率并確保完全消除不需要的化合物。

在許多工業應用中，氣態氮因其惰性而受到重視它用于保護潛在的反應材料不與氧氣接觸。它有助于在眾多應用中保持質量并確保安全。（它不是真正的惰性材料，因為它會在非常高的溫度下氧化，并且在某些生物過程中經常被消耗）。

液氮的價值在于 寒冷加上惰性。蒸發液氮并將氣體加熱到環境溫度會吸收大量熱量。 液氮結合了惰性和嚴寒，是某些特殊應用的理想冷卻劑。其中之一是食品冷凍，其中非常快速的冷凍導致冰晶對細胞的損害最小，解凍后可改善外觀、味道和質地。液氮也用于促進軟或熱敏材料的加工或斷裂. 其中包括塑料、某些金屬、藥品，甚至是撕碎舊輪胎的復雜工藝——將難以處理的廢品轉化為可以回收利用成其他有用產品的材料。

氬因其完全的 惰性 而受到重視。它用于關鍵的工業過程，例如生產高質量不銹鋼和生長用于半導體制造的無雜質硅晶體。它被用作關鍵焊接應用中的保護氣體、燈泡的填充氣體以及高效多窗格窗戶中玻璃面板之間空間的比空氣重的

所謂的“稀有”氣體氖氣、氪氣和氙氣在空氣中的濃度非常低，這使得它們只能在大型空分設備中經濟地回收。所有 這些氣體都是單原子的。它們 因其化學惰性和帶電時 的發光特性而受到重視。

氖的沸點明顯低于氮氣（低于除氦氣和氫氣外的所有氣體）。它可用作制冷循環中的極低溫工質。氪和氙還有其他用途，利用它們的惰性和高分子量（分別為 83.80 和 131.30）。在 28.0 時，氪和氙的重量約為氬氣（分子量 39.95）的 2 至 3 倍，約為氮氣（不是真正的惰性氣體）的 3 至 4 倍。

氪氣和氙氣用于非常高絕緣價值的多窗格窗戶 ，因為它們可以最大限度地減少由于窗格之間的對流引起的熱損失。這些氣體也用于燈泡，其中它們作為填充氣體的存在減緩了熱鎢絲的蒸發，導致更長的使用壽命和/或使用更高效率、更細的燈絲的能力，同時仍保持可接受的使用壽命。