氧气、氮气和氩气 -对现代生活至关重要的工业气体

氧气、氮气和氩气 -对现代生活至关重要的工业气体

氮气、氧气和氩气是空气的三种主要成分，可在空分设备中从空气中回收。这些工业气体中的每一种都因其特定的特性而被广泛应用于工业、医疗、能源等各个领域。

氧气的价值在于反应性。它支持许多行业的生物过程和燃烧。它用于炼钢和其他金属精炼和制造过程，以及化工、制药、石油加工、玻璃和陶瓷制造、纸浆和造纸、医疗保健、环境保护（通过处理城市污水和工业废水）和其他杂项用途。

氧气通常与空气一起使用或代替空气使用，以最大限度地增加可用于燃烧或生物活动的氧气量，它用于在医院和其他地方辅助呼吸。在工业中，氧气用于工业设备和工艺中的反应速率，以提高现有设备的生产能力，并为新设备提供更小的尺寸。

在某些情况下，例如工业和市政污水处理，普通氧气 (O2) 首先转化为臭氧 (O3)，臭氧是一种更具活性的氧气形式。使用臭氧代替普通氧气可提高反应速率并确保完全消除不需要的化合物。

在许多工业应用中，气态氮因其惰性而受到重视它用于保护潜在的反应材料不与氧气接触。它有助于在众多应用中保持质量并确保安全。（它不是真正的惰性材料，因为它会在非常高的温度下氧化，并且在某些生物过程中经常被消耗）。

液氮的价值在于 寒冷加上惰性。蒸发液氮并将气体加热到环境温度会吸收大量热量。 液氮结合了惰性和严寒，是某些特殊应用的理想冷却剂。其中之一是食品冷冻，其中非常快速的冷冻导致冰晶对细胞的损害最小，解冻后可改善外观、味道和质地。液氮也用于促进软或热敏材料的加工或断裂. 其中包括塑料、某些金属、药品，甚至是撕碎旧轮胎的复杂工艺——将难以处理的废品转化为可以回收利用成其他有用产品的材料。

氩因其完全的 惰性 而受到重视。它用于关键的工业过程，例如生产高质量不锈钢和生长用于半导体制造的无杂质硅晶体。它被用作关键焊接应用中的保护气体、灯泡的填充气体以及高效多窗格窗户中玻璃面板之间空间的比空气重的

所谓的“稀有”气体氖气、氪气和氙气在空气中的浓度非常低，这使得它们只能在大型空分设备中经济地回收。所有 这些气体都是单原子的。它们 因其化学惰性和带电时 的发光特性而受到重视。

氖的沸点明显低于氮气（低于除氦气和氢气外的所有气体）。它可用作制冷循环中的极低温工质。氪和氙还有其他用途，利用它们的惰性和高分子量（分别为 83.80 和 131.30）。在 28.0 时，氪和氙的重量约为氩气（分子量 39.95）的 2 至 3 倍，约为氮气（不是真正的惰性气体）的 3 至 4 倍。

氪气和氙气用于非常高绝缘价值的多窗格窗户 ，因为它们可以最大限度地减少由于窗格之间的对流引起的热损失。这些气体也用于灯泡，其中它们作为填充气体的存在减缓了热钨丝的蒸发，导致更长的使用寿命和/或使用更高效率、更细的灯丝的能力，同时仍保持可接受的使用寿命。