地球上的氣態(tài)環(huán)境中含有21%的氧氣,可以說,沒有氧氣就不會有生物生存,我們的藍(lán)色星球也不會有如此繁榮的生態(tài)文明。而液態(tài)氧(常用縮寫LOX或LO2表示),是氧氣狀態(tài)為液態(tài)時的液體,為淺藍(lán)色液體,并具有強(qiáng)順磁性。
液氧的主要物理性質(zhì)包括:通常氣壓(101.325kPa)下密度1.141t/m3(1141kg/m3),凝固點(diǎn)50.5K(-222.65°C),沸點(diǎn)90.188K(-182.96°C)。
它在航天,潛艇和氣體工業(yè)上有重要應(yīng)用。
但是,由于它的一些化學(xué)特性和物理特性,液氧也具有很大地安全隱患:
一、液氧具有火災(zāi)危險性,雖然它是不可燃的,但卻能強(qiáng)烈地助燃,火災(zāi)危險性為乙類。
液氧和燃料接觸通常不會自燃,但是如果兩種液體碰在一起,液氧將引起液體燃料的冷卻并凝固。凝固的燃料和液氧的混合物對撞擊十分敏感,在加壓情況下常常轉(zhuǎn)為爆炸。
通常有兩種類型的燃燒反應(yīng):一種是燃料和液氧在混合時沒有發(fā)生著火,但是這種混合物當(dāng)點(diǎn)火或受到機(jī)械撞擊時能發(fā)生爆震;另一種是液氧與燃料互相接觸之前或接觸時燃燒已經(jīng)開始,著火或燃燒并伴隨有反復(fù)的爆炸。
二、液氧具有爆炸危險性。
所有可燃物質(zhì)(包括氣、液、固)和液氧混合時都會呈現(xiàn)爆炸危險性,這種混合物常常由于靜電、機(jī)械撞擊、電火花和其它類似的作用發(fā)生爆炸,特別是當(dāng)混合物被凝固時。
當(dāng)液氧積存在封閉系統(tǒng)中,而又不能保溫,則可能發(fā)生壓力破壞,當(dāng)溫度升高到-118.4℃而又不增加壓力,則液氧不能維持液體狀態(tài),若泄壓不及時,也會導(dǎo)致物理爆炸。
液氧積存在兩個閥門之間,可導(dǎo)致管路的猛烈破壞。如果氧氣不泄出或壓力不適當(dāng)排除,當(dāng)冷凍失效時,將導(dǎo)致貯箱破壞,真空夾套貯箱中的真空失效。
如果系統(tǒng)不能受額外負(fù)載,則會引起蒸發(fā)加速和排空系統(tǒng)被破壞,因而發(fā)生爆炸。
三、液氧可能造成人員凍傷。
液氧的沸點(diǎn)極低(-183℃),當(dāng)液氧發(fā)生“跑、冒、滴、漏”事故時,噴濺到的人的皮膚上,將引起嚴(yán)重的凍傷事故。
四、液氧可能引發(fā)氧中毒事故。
空氣中氧氣約占21%。常壓下,當(dāng)氧的濃度大于40%時,就有可能引發(fā)氧中毒。吸入氧濃度為40%~60%的混合氣體時,會出現(xiàn)胸骨后不適感、輕咳,進(jìn)而胸悶,胸骨后燒灼感和呼吸困難,咳嗽加劇等,嚴(yán)重時發(fā)生水腫,甚至出現(xiàn)呼吸窘迫綜合征。
吸入氧濃度為80%以上的混合氣體時,則會造成面部肌肉抽搐、昏迷、呼吸衰竭而死亡。長期處于氧分壓60kpa~100kpa(相當(dāng)于氧濃度40%)的環(huán)境中,會造成眼損害,嚴(yán)重者甚至?xí)鳌?/p>
所以在液氧的使用過程中,要謹(jǐn)慎小心,切不可粗心大意!
1.在液氧的運(yùn)輸和使用過程中,禁油,嚴(yán)禁吸煙、嚴(yán)禁周圍有明火和汽車、摩托車等易燃物質(zhì)停放,操作人員須持證上崗。
2.液氧罐投用前,應(yīng)按要求對系統(tǒng)進(jìn)行試壓、脫脂操作并用無油的干燥氮?dú)膺M(jìn)行吹掃,當(dāng)罐內(nèi)氣體露點(diǎn)不高于-45℃時,才可投入使用。
3.在運(yùn)輸過程中,應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)控液氧汽化器的氧氣溫度(不應(yīng)低于-10℃)。液氧密閉貯存時,有人監(jiān)視壓力,不得超壓。
4.在液氧排放口附近,嚴(yán)禁放置易燃易爆物質(zhì)及雜物。液氧排放口附近地面也不能使用含有易燃、易爆的材料(加瀝青等)建造。
5.在確定殘余液體和氣體排盡后,關(guān)閉放空閥,如果放空閥不及時關(guān)閉,將導(dǎo)致空氣中的水蒸氣進(jìn)入冷態(tài)的泵體內(nèi),冷凝的水汽將可能影響泵下一次使用并導(dǎo)致密封填料的異常磨損。
6.液氧的貯槽充滿率不得大于95%,嚴(yán)禁過量充裝。
7.定期分析液氧中的乙炔濃度(一般7-15天左右),其濃度控制在0.1×10-6以下,否則應(yīng)排放液氧。
8.在與液氧接觸時,要做好保護(hù)措施,液氧不允許濺到無保護(hù)的皮膚上,以免發(fā)生嚴(yán)重凍傷。
液氧也有非常多的優(yōu)點(diǎn)讓它被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和軍事方面。比如體積小,運(yùn)輸任務(wù)??;總膨脹比高達(dá)860:1,利用率也比氧氣高等等。發(fā)展前途一片光明。
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