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m³/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 ，在這一溫度下最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/cm²,氨的臨界溫度為132.4℃，臨界壓力為115.2kgf/cm²。
   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，稱為“絕對(duì)壓力”，絕對(duì)壓力值以絕對(duì)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/cm²(公斤/平方厘米)作單位，1kgf/cm²=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。絕對(duì)溫度：以氣體分子停止運(yùn)動(dòng)時(shí)的最低極限溫度為起點(diǎn)的溫度，記為T。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)。
    1.1.7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)?、純氮和高純氮三?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m³/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Nm³/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(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)與氰化物合成氨。
                      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，在乙醚中為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/m³，導(dǎo)熱系數(shù)（100kPa，280K）是0.02447W/（M-K）。
1.2.2.4 氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程
   1、管道和附件應(yīng)選用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的產(chǎn)品，并應(yīng)適合氫氣工作壓力、溫度的要求。氫氣管道應(yīng)采用無(wú)縫金屬管道，禁止使用鑄鐵管道。
   2、管道的連接一般應(yīng)采用焊接或其它有效防止漏氣的連接方式。
   3、管道上應(yīng)設(shè)放空管、取樣口和吹掃口，其位置應(yīng)能滿足管道內(nèi)氣體吹掃、置換的要求。
   4、當(dāng)氫氣作焊接、切割、燃料和保護(hù)氣體等使用時(shí)，每臺(tái)(組)用氫設(shè)備的支管上應(yīng)設(shè)阻火器。
   5、管道敷設(shè)應(yīng)符合下列要求：
    A.氫氣管道宜采用架空敷設(shè)，其支架應(yīng)為非燃體。架空管道不應(yīng)與電纜、導(dǎo)電線路敷設(shè)在同一支架上。氫氣管道與燃?xì)夤艿?、氧氣管道平行敷設(shè)時(shí)，中間宜有不燃物料管道隔開(kāi)，或凈距離不小于250毫米。分層敷設(shè)時(shí)，氫氣管道應(yīng)位于上方。氫氣管道與建筑物、構(gòu)造物或其他管線的最小凈距可參考有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
    B.室內(nèi)管道不應(yīng)敷設(shè)在地溝中或直接埋地，室外地溝敷設(shè)的管道，應(yīng)有防止氫氣泄露、積聚或竄入其它溝道的措施。埋地敷設(shè)的管道埋深不宜小于0.7米。含濕氫氣的管道應(yīng)敷設(shè)于冰凍層以下。
    C.管道穿過(guò)墻壁或樓板處，應(yīng)設(shè)套管。套管內(nèi)的管段不應(yīng)有焊縫，管道和管套之間應(yīng)用不燃材料物填塞。
    D.管道應(yīng)避免穿過(guò)地溝、下水道及鐵路汽車道路等，當(dāng)必須穿過(guò)時(shí)應(yīng)設(shè)套管。
    E.管道不得穿過(guò)生活間、辦公室、配電房、儀表室、樓梯間和其它不使用氫氣的房間，不宜穿過(guò)吊頂、技術(shù)(夾)層，當(dāng)必須穿過(guò)吊頂或技術(shù)(夾)層，應(yīng)采用安全措施。
   6、室內(nèi)外架空或埋地敷設(shè)的管道和匯流排及其連接的氣瓶均應(yīng)互相跨接和接地，跨地和接地措施按國(guó)家現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
   7、放空管：
    A.氫氣貯罐的放空閥、安全閥和管道系統(tǒng)均設(shè)放空管。
    B.放空管采用金屬材料，不準(zhǔn)使用塑料管或橡皮管。
    C.放空管應(yīng)設(shè)阻火器，凡條件允許，可與滅火蒸汽或惰性氣體管線連接，以防著火。
    D.室內(nèi)放空管的出口，應(yīng)高于房屋2米以上。室外設(shè)備的放空管應(yīng)高于附近有人操作的最高設(shè)備2米以上。
    E.放空管應(yīng)采用靜電接地，并在避雷保護(hù)范圍之內(nèi)。
    F.應(yīng)有防止雨雪侵入和外來(lái)異物堵塞放空管的措施。
   1.2.2.5 氫氣系統(tǒng)運(yùn)行安全要點(diǎn)
   1、輸入系統(tǒng)的氫氣含氧量不得超過(guò)0.5%。
   2、氫氣系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，不準(zhǔn)敲擊，不得超壓，嚴(yán)禁負(fù)壓。
   3、管道、閥門和水封裝置凍結(jié)時(shí)，只能用熱水或蒸汽加熱解凍，嚴(yán)禁使用明火烘烤。
   4、設(shè)備、管道和閥門等連接點(diǎn)泄露檢查，可采用肥皂水或攜帶式可燃性氣體防爆檢測(cè)儀，禁止使用明火。
   5、不準(zhǔn)在室內(nèi)排放氫氣。吹洗置換，放空降壓，必須通過(guò)放空管排放。
   6、當(dāng)氫氣發(fā)生大量泄漏或積聚時(shí)，應(yīng)立即切斷氣源，進(jìn)行通風(fēng)，不得進(jìn)行可能發(fā)生火化的一切操作。
   7、新安裝或大修后的氫氣系統(tǒng)必須作耐壓試驗(yàn)、清洗和氣密試驗(yàn)，符合有關(guān)的檢驗(yàn)要求，才能投入使用。
   8、氫氣系統(tǒng)吹洗置換，一般可采用氮?dú)?或其它惰性氣體)置換法或注水排氣法。
    A.氮?dú)庵泻醪坏贸^(guò)3%。
    B.置換必須徹底，防止死角末端殘留余氣。
    C.置換結(jié)束，系統(tǒng)內(nèi)氧或氫的含量必須連續(xù)三次合格。
   9、氫氣系統(tǒng)動(dòng)火檢修，必須保證系統(tǒng)內(nèi)部和動(dòng)火區(qū)域氫氣的最高含量不超過(guò)0.4%。
   10、防止明火和其它激發(fā)能源。禁止使用電爐、電鉆、火爐、噴燈等一切產(chǎn)生明火、高溫的工具與熱物體；不得攜帶火種進(jìn)入禁區(qū)；選用銅質(zhì)或鈹銅合金工具；穿棉質(zhì)工作服和防靜電鞋。