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    二氧化碳《气体应用大全》

    2014-3-7 0:13:51

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    二氧化碳CO2
    1.别名·英文名
    碳酸酐、碳酸气、碳酐、干冰(固体)、无水碳;Carbon diox-ide、Carbonic acid gas.
    2.用途
    干冰:青霉素制造,鱼类、奶油、奶酪、冰糕等的保存,低温输送,灭火剂,冷却剂。
    液体二氧化碳:冷却剂、焊接、铸造工业、清凉饮料、灭火剂、碳酸盐类的制造、杀虫剂、氧化防止剂、植物生长促进剂、发酵工业、药品(局部麻醉)、制糖工业、胶及动物胶制造等。
    二氧化碳气体:在半导体制造中氧化、扩散、化学气相淀积,蔬菜保鲜,某些反应的惰性介质,石墨反应器的热载体,输送易燃液体的压入气体,标准气,校正气,在线仪表标准气,特种混合气。
    3.制法
    (1)煅烧石灰石。
    (2)天然气、发酵气、石油精炼副产品气、合成氨工业的副产品气等,这些气体经物理的和化学的净化法进行脱硫净化,除去杂质,压缩到80大气压可得液体二氧化碳,把它再经过细孔喷射口导人“雪花”贮槽并绝热膨胀,可得雪片状固态凝结物,把这雪片装在金属框中压缩成形得干冰。
    4.理化性质
    分子量: 44.01
    熔点(517.97kPa): -56.6
    沸点(101.325kPa,升华点): -78.5
    液体密度(273.15K,3485kPa): 929.5kg/m3
    气体密度(0101.325kPa): 1.977kg/m3
    相对密度(气体,空气=1,0101.325KPa):1.53
    比容(21.1101.325kPa):0.547m3/kg
    气液容积比(15100kPa):845L/L
    临界温度: 31.0
    临界压力: 7381.5kPa
    临界密度:468kg/m3
    压缩系数:
    温度(℃)
    压缩系数
    100kPa
    1000kPa
    5000kPa
    10000kPa
    10
    0.99401
    0.93777
    0.10737
    0.20291
    50
    0.99613
    0.96070
    0.78146
    0.42010
    熔化热(-56.57518.5kPa): 196.65kJ/kg
    气化热(-78.5101.325kPa): 570.08kJ/kg
    比热容(100kPa,0): Cp=825.64J/(kg·K)
    Cv=630.96J/(kg·K)
    比热比(气体,20101.325kPa): Cp/Cv=1.316
    蒸气压(-20): 1965.7kPa
    (0): 3485.6kPa
    (20): 5724.9kPa
    粘度(100kPa,0):0.01373mPa·S
    表面张力(20): 1.16mN/m
    导热系数(100kPa,0):0.01645w/(m·K)
    折射率(气体,0101.325kPa,5461?):1.0004506
    二氧化碳在常温常压下为无色无臭稍带酸味的气体。比空气重。液化后变成无色无臭的液体,可挥发。固化后变成白雪一样的薄片或立方体。在气液固三态均不燃烧,也不助燃。二氧化碳稍微呈惰性,对许多金属几乎无影响,但有水分时生成碳酸而腐蚀普通钢。与强碱起剧烈反应形成碳酸盐,在高温能被铁、锌和某些其它的金属以及碳还原成一氧化碳。在350~400,有镍存在的条件下(或在200,有氧化铜存在的条件下)可被氢还原为甲烷。在赤热的温度下与钙反应,生成碳化钙和氧化钙;在同样温度下与氨反应生成尿素;有铜存在时与二硫化碳反应可生成硫和一氧化碳。与许多有机化合物反应。可将这些化合物羰基化。能溶于水、烃类及大多数有机溶剂中。
    二氧化碳在水中的溶解度如下表所示。
    温度℃
    10
    20
    40
    60
    吸收系数
    1.1887
    0.8704
    0.5020
    0.2717
    5.霉性
    最高容许浓度:5000ppm(9000mg/m3)
    人吸入二氧化碳仍以原形从呼气中排出。在空气中大约有0.03%(~300ppm)的二氧化碳,此时,根据生物体正常的物质代谢,在肺泡中含有6%的二氧化碳。但是,如果环境中的二氧化碳浓度增加,肺泡内的浓度也增加,从而,血液中二氧化碳浓度增加,使血液的pH值发生变化。这种变化刺激呼吸神经,条件反射地放出过剩的二氧化碳,因此呼吸自然变激。长时间吸入高浓度的二氧化碳,将引起代谢障碍,特别是因中枢神经的沉滞而逐渐陷入沉睡。
    当空气中的二氧化碳浓度超过3%时出现呼吸困难、头痛、眩晕、呕吐等症状;浓度超过10%时,可引起视力障碍、痉挛、呼吸加快、血压升高、意识丧失等;浓度超过25%时,能出现中枢神经的抑制、昏睡、痉挛以及窒息死亡。
    如果皮肤接触固体或液体二氧化碳,能引起冻伤。
    6.安全防护
    废气要排放到大气中。
    在土法储存蔬菜、水果、谷物等不通风的地窖及密闭仓库,长期不开放的下水道、阴沟、矿井、油井及船舱底部等,以及偶而开放的沼气池,往往积存有大量二氧化碳。因此,不要骤然进入多日未行通风的菜窖、干井、矿坑中。群众常用的预防方法是下窖前先做火焰试验。如蜡烛入窖即熄灭,说明氧气不足,不可进入。还有小动物试验,常用鸽和鸡,动物入窖后无任何不良反应时才能进入。怀疑窖内氧气不足时,先进行通风,通风管必须插到窖底。通风后再用火焰或小动物做试验。如果没有通风设备,可将窖门大开,促进自然通风。进窖时,不可一人单独行动,否则发生意外时无人抢救。
    对无水二氧化碳在常温下可以使用铁、铸铁、钢、铝、铜和铜合金、镍和镍合金、银和银合金、金和铂。湿的二氧化碳是有腐蚀性的,对此可用的材质有不锈钢、耐蚀镍基合金、蒙乃尔等。在高温可以用铝,它有抗氧化剂作用,但是钼、钨、铁和镍基合金被氧化。在常温可以用天然橡胶、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚氯乙烯等大多数塑性材料和弹性材料。
    用于CO2的设备,首先应在120温度下烘烤至少30分钟,同时抽真空至P10-2mmHg。