实验气体 钢铁冶金是在一定气氛下进行的，这就涉及到有关气体的制备、控制、使用问题。实验气体永远参与反应，载气载热，维持特定气氛或作为惰性气体。1. 实验气体的分类1）压缩气体：氧、氢、氮、一氧化碳、氩、氨、氦等。2）溶解气体：乙炔（溶于丙酮中，加油活性炭）3）液化气体：二氧化碳、一氧化氮、二氧化硫、丙烷、石油气等。4）低温液化气体：液态氧，液态氮，液态氩等。2. 几种特殊气体的性质和安全（1）氢气：氢气密度小，易泄漏，扩散速度很快，易和其它气体混合。氢气与空气混合气的爆炸极限：空气中含量为18.3：59.0（体积比），此时，极易引起自燃自爆，燃烧速度约为2.7米秒。氢气应单独存放，最好放置在室外专用的小屋内，以确保安全，严禁放在实验室内，严禁烟火。应旋紧气瓶开关阀。（2）氧气：氧气是强烈的助燃烧气体，高温下，纯氧十分活泼；温度不变而压力增加时，可以和油类发生急剧的化学反应，并引起发热自燃，进而产生强烈爆炸。氧气瓶一定要防止与油类接触，并绝对避免让其它可燃性气体混入氧气瓶；禁止用（或误用）盛其它可燃性气体的气瓶来充灌氧气。氧气瓶禁止放于阳光曝晒的地方。（3）一氧化碳：纯品为无色、无臭、无刺激性的气体。空气混合爆炸极限为12.5%74%。一氧化碳进入人体之后会和血液中的血红蛋白结合，进而使血红蛋白不能与氧气结合，从而引起机体组织出现缺氧，导致人体窒息死亡。因此一氧化碳具有毒性。一氧化碳是无色、无臭、无味的气体，故易于忽略而致中毒。（4）一氧化氮：该品不稳定，在空气中很快转变为二氧化氮产生刺激作用。氮氧化物主要损害呼吸道。吸入初期仅有轻微的眼及呼吸道刺激症状，如咽部不适、干咳等。常经数小时至十几小时或更长时间潜伏期后发生迟发性肺水肿、成人呼吸窘迫综合征，出现胸闷、呼吸窘迫、咳嗽、咯泡沫痰、紫绀等。可并发气胸及纵隔气肿。肺水肿消退后两周左右可出现迟发性阻塞性细支气管炎。一氧化氮浓度高可致高铁血红蛋白血症。慢性影响：主要表现为神经衰弱综合征及慢性呼吸道炎症。个别病例出现肺纤维化。可引起牙齿酸蚀症。燃爆危险：该品助燃，有毒，具刺激性。危险特性：具有强氧化性。与易燃物、有机物接触易着火燃烧。遇到氢气爆炸性化合。接触空气会散发出棕色有酸性氧化性的棕黄色雾。一氧化氮较不活泼，但在空气中易被氧化成二氧化氮，而后者有强烈腐蚀性和毒性。（5）乙炔：乙炔是极易燃烧、容易爆炸的气体。含有7-13乙炔的乙炔-空气混合气，或含有30乙炔的乙炔-氧气混合气最易发生爆炸。乙炔和氯、次氯酸盐等化合物也会发生燃烧和爆炸。存放乙炔气瓶的地方，要求通风良好。使用时应装上回闪阻止器，还要注意防止气体回缩。如发现乙炔气瓶有发热现象，说明乙炔已发生分解，应立即关闭气阀，并用水冷却瓶体，同时最好将气瓶移至远离人员的安全处加以妥善处理。发生乙炔燃烧时，绝对禁止用四氯化碳灭火。几种可燃气体在空气中的爆炸极限气体H2COH2SNH3CH4爆炸范围体积/%上限74.274.245.526.415下限4.112.54.317.15.03. 钢瓶3.1 钢瓶结构钢瓶的部件和重要标记如图1所示。钢瓶帽用于保护钢瓶阀门。阀门手轮用于开关钢瓶阀门。有时，阀门并未配备装手轮，需要使用特制的扳手进行操作。图1 钢瓶部件和标记阀门锁紧螺母包含一个填料盖和阀杆周围的填料。当配合隔膜阀使用的时候，此螺母不得随意调整。卸压装置在压力高到不安全时可以让气体逸出。阀门出口接头用于连接压力调节器和（或）流量调节装置。为防止接错钢瓶，提供了各种类型的接头供互不相容的气体使用，不同型号接头通常由CGA（压缩气体协会）编号来识别，例如，CGA No。350是用于氢的接头。钢瓶套环总是扣戴着钢瓶帽，除非钢瓶阀门连接有调节装置。阀门出口帽用于保护阀门螺纹不受损伤，并保持出口清洁，一般情况下不使用。规格号表示该钢瓶符合运输部DOT-3AA标准，标准中规定了钢瓶的制作材料，容量和测试程序。此规格号还标示出该钢瓶的设计工作压力，即在21时为15.6Mpa。标示的是钢瓶序列号，标示出初始水压试验的日期（月和年，图中为1997年4月）。此后的钢瓶水压试验，对大多数气体而言，应第5年进行一次，以确定它们是否可以继续使用。此时，新的试验日期应标记在钢瓶的肩部。对于某些不含腐蚀性试剂的低压气体钢瓶，现行的规则允许以视觉试验代替水压试验；对某些气体所用的高压钢瓶，规则还允许每间隔10年进行一次水压试验。是工厂监察员的原始监察标志，即通过水压及其它必需的验证试验，证明该钢瓶符合DOT标准。3.2钢瓶颜色标识我国常用高压气瓶颜色标志一览表（GB7144-1999 气瓶颜色标志）：3.3钢瓶使用的注意事项（1）在搬动存放气瓶时，应装上防震垫圈，旋紧安全帽，以保护开关阀，防止其意外转动和减少碰撞。搬运充装有气体的气瓶时，最好用特制的担架或小推车，也可以用手平抬或垂直转动。但绝不允许用手执着开关阀移动。（2）钢瓶应存放在阴凉、干燥、远离热源（如阳光、暖气、炉火）处。高压气体容器最好存放室外，并防止太阳直射，风吹日晒。可燃性气体钢瓶必须与氧气钢瓶分开存放。互相接触后可引起燃烧、爆炸气体的气瓶（如氢气瓶和氧气瓶），不能同存一处，也不能与其它易燃易爆物品混合存放。钢瓶直立放置时要固定稳妥；气瓶要远离热源，避免曝晒和强烈振动；一般实验室内存放气瓶量不得超过两瓶。（3）绝不可使油或其他易燃性有机物沾在气瓶上（特别是气门嘴和减压阀）。也不得用棉、麻等物堵漏，以防燃烧引起事故。（4）使用钢瓶中的气体时，要用减压阀（气压表）。减压阀（气压表）中易燃气体一般是左旋开启，其他为右旋开启。各种气体的减压阀（气压表）、导管不得混用，以防爆炸。不可将钢瓶内的气体全部用完，一定要保留0.05MPa以上的残留压力（减压阀表压）。可燃性气体如C2H2应剩余0.20.3MPa（约2kgcm23kgcm2表压）。乙炔压力低于0.5MPa时，就应更换，否则钢瓶中丙酮会沿管路流进火焰，致使火焰不稳噪声加大，并造成乙炔管路污染堵塞。H2应保留2MPa，以防重新充气时发生危险，不可用完用尽。（5）乙炔管道禁止用紫铜材料制作，否则会形成乙炔铜，乙炔铜是一种引爆剂。（6）开、关减压器和开关阀时，动作必须缓慢；使用时应先旋动开关阀，后开减压器；用完，先关闭开关阀，放尽余气后，再关减压器。切不可只关减压器，不关开关阀。开瓶时阀门不要充分打开，乙炔瓶旋开不应超过1.5转，要防止丙酮流出。（7）使用高压气瓶时，操作人员应站在与气瓶接口处垂直的位置上。操作时严禁敲打撞击，并经常检查有无漏气，应注意压力表读数。（8）氧气瓶或氢气瓶等，应配备专用工具，并严禁与油类接触。操作人员不能穿戴沾有各种油脂或易感应产生静电的服装手套操作，以免引起燃烧或爆炸。可燃性气体和助燃气体气瓶，与明火的距离应大于十米（确难达到时，可采取隔离等措施）。（9）为了避免各种气瓶混淆而用错气体，通常在气瓶外面涂以特定的颜色以便区别，并在瓶上写明瓶内气体的名称。（10）各种气瓶必须定期进行技术检查。充装一般气体的气瓶三年检验一次；如在使用中发现有严重腐蚀或严重损伤的，应提前进行检验。气瓶瓶体有缺陷、安全附件不全或已损坏，不能保证安全使用的，切不可再送去充装气体，应送交有关单位检查合格后方可使用。3.4通用的预防措施处理、贮存和使用压缩气体的一些通用的预防措施如下所述1）决不要碰倒钢瓶或任其激烈碰撞。2） 钢瓶可以贮存在露天，但不能放置在地面以下以防止生锈。钢瓶可以贮存在阳光下，除非该地区经常出现极端温度；对某些气体，如果供应商建议遮光贮存，则应绝对遵守。如果冰或雪积聚在钢瓶上，应在室温下融化。3）在将钢瓶安全地靠墙或靠工作台放置，或安放在钢瓶架中，并作好用前准备工作之前，每个钢瓶均不应摘除阀门保护帽。4） 避免拖动、滚动或滑动钢瓶，即使距离很短也不应该这样做。应当使用适用的手推车来移动。5）决不损坏阀门内或钢瓶中的卸压装置。6） 不要将满瓶和空瓶存放在一起。7） 不要将满瓶和空瓶连接到同一集气总管上。当有空钢瓶连接到带压工作系统中时，气体会产生倒流。8） 钢瓶的任何部分都不应该承受高于51.6（125。F）的温度。决不能让火焰接触压缩气体钢瓶的任何部分。9）钢瓶不应该承受人造的低温-40（-40。F）或更低，因为许多型号的钢材在低温下都会丧失韧性和抗冲击强度。特种不锈钢钢瓶可适用于低温环境。 10） 不要将钢瓶放置在可能成为电流回路一部分的地方。当进行电弧焊的时候，必须小心起弧时不要对着钢瓶。11） 供可燃压缩气体使用的所有钢瓶、管道和设备要统一接地。12） 只能在通风良好的区域使用压缩气体。有毒、可燃和有腐蚀性的气体应该在通风罩中小心处理。系统的密封应严密，并应使此类气体产品在现场保持最低含量。13） 在收到供应商的供货时，钢瓶应进行周转使用。钢瓶贮存区的建设应使适当的库存周转有可能进行。14） 当将气体排出到液体中时，应该使用捕液器或适配的止回阀，以防止液体倒流到钢瓶内或调节器中。15） 当使用压缩气体时，应佩戴专用劳保器具，如安全护目镜或面罩、橡胶手套和安全鞋。在极危险的操作中，如处理氟时，应该在具有良好通风环境的屏蔽墙后进行操作。当使用有毒气体工作时，气体面罩应能随取随用。这些面罩应该放置在可以方便取用而不会被污染的地方，并应经矿物局核准可供使用。凡投身于压缩气体的处理工作，均应熟悉各类面罩和可用呼吸辅助设备的正确使用方法及其受限情况。16） 归还空钢瓶时，瓶内应余留部分正压，装运前应关好阀门。将随钢瓶一起运来的原装阀门出口帽和瓶帽装配复位。给钢瓶作“空瓶”标记或贴“空瓶”标签（可以使用DOT的标准“空瓶”标签），并存放在准备归还供应商的指定区域。17） 钢瓶使用前，应看清楚钢瓶标签上所列全部信息，并查阅材料安全数据表（MSDS）中与所用气体有关的内容。遵照所有可供利用的安全实例进行操作。18） 眼浴器、安全淋浴器、气体面罩、呼吸器和（或）人工呼吸器应当放置在附近，但不要靠的太近，因为在大的气体泄漏事故中它们可能受到污染。19） 灭火器，最好是干化学品型，应放在随手可取之处，并应定期检验以保证它们能正常使用。万一过量接触某种气体或被气体烧伤，压缩气体的使用者应该熟悉所用的急救方法。工厂的医生应该熟悉如何进行必要的进一步处理。在救治有毒气体中毒患者或腐蚀性气体灼伤患者的过程中，任何不必要的处置延误，都可能造成患者永久性的伤害，甚至可能导致死亡。经批准的工作人员应该实施急救，但不应主动实施医学治疗，而应立即与医生联系。3.5钢瓶中气体量的确定当钢瓶中所装的非液化气被排出时，钢瓶压力下降的量与排出的量成正比。为了防止倒流和污染，钢瓶在还余留有正压（等于或稍高于0.17Mpa）时就应该认为是用空了。若空钢瓶阀门未关闭，将会使空气和水分随着温度变化时的“呼吸”吸入钢瓶，如果气体是可燃的就可能形成爆炸性的混合物，而在装有氯气、氯化氢或其它可形成酸的气体或腐蚀性气体的钢瓶中，将会产生极强的腐蚀性。当从钢瓶中取出液化气的气相时，只要有液体存在，钢瓶压力或蒸气压力就总是维持恒定。只要温度不变，压力就不变。然而，如果从钢瓶中取出物料的速度过快，物料本身将提供液体蒸发所需的热量而冷却，蒸气压就会随之降低。因此，装有液化气的钢瓶内，其容量是不可能确定的，除非称重。对于装液化气的钢瓶，为了让容量可以确定，应在钢瓶上打上皮重标记或贴上皮重标签。对一些高压液化起钢瓶，如二氧化碳、乙烷和氧化亚氮，钢瓶物料耗尽的标志，可以由观察钢瓶压力的变化来判断。只要在记录钢瓶压力以前没有迅速取出其物料，在液相耗尽以后，钢瓶压力将降低到正常蒸气压以