氧氣的用途
冶金工業 在煉鋼過程中吹以高純度氧氣,氧便和碳及磷、硫、矽等起氧化反應,這不但降低了鋼的含碳量,還有利於清除磷、硫、矽等雜質。而且氧化過程中產生的熱量足以維持煉鋼過程所需的溫度,因此,吹氧不但縮短了冶煉時間,同時提高了鋼的品質。高爐煉鐵時,提高鼓風中的氧濃度可以降焦比,提高產量。在有色金屬冶煉中,採用富氧也可以縮短冶煉時間提高產量。
氧氣具有非常廣泛的用途。主要是供給呼吸,支持燃燒和反應放熱三個方面:1.供給呼吸:一般情況下,呼吸只需要空氣即可。但在缺氧、低氧或無氧環境,例如:潛水作業、登山運動、高空飛行、宇宙航行、醫療搶救等時,常需使用氧氣。2.支持燃燒:一般情況下,燃燒只需空氣即可。但在某些需要高溫、快速燃燒等特殊要求時,例如鼓風煉鐵、轉爐煉鋼等,則需使用富氧空氣或氧氣。3.反應放熱:氧化反應特別是燃燒反應時,放出的大量熱可被利用。例如燃煤取暖、火力發電;工業上利用乙炔(C2H2)在氧氣裡燃燒時產生的氧炔焰來焊接或切割金屬,氧炔焰能產生3000℃以上的高溫。人們還利用液態氧浸漬木屑、木炭粉等多孔物質製成液氧炸藥,用於開山鑿石、挖溝採礦等露天工程爆破。此外,氧氣(空氣)也是生產硫酸、硝酸等化工產品的原料。
從人體呼吸生理來看,人體進行新陳代謝離不開氧氣,缺氧對人體有害,嚴重缺氧是會有生命危險。但正常人若長時間吸入純氧,不但對人體無益反而有可能已發氧中毒症,因為長時間吸入純氧時,肺泡的二氧化碳分壓很低,經肺部動脈血經流肺部時,血液的二氧化碳得不到應有的擴散排除,致使血液中的二氧化碳分壓急劇下降,缺乏生理的“二氧化碳對呼吸的刺激”導致呼吸暫停。
當大量吸入純氧時,肺胞被氧分佔領,動脈血液中的氧分壓增高,如果血液中的氧分壓超過13.3Kpa(>100mmHg),在這樣高的濃度下,氧對呼吸中樞具有麻醉作用,致使呼吸停止或下降;因此,為了排除氧中毒,在長時間持續等壓氧療時,要應用氧濃度低於60%的混合氣體,可見,人體從呼吸生理角度考慮,並不需要吸入氧含量為100%的純氧。
為了防止在搶救或氧療的過程中,因吸入100%的純氧而引起的氧中毒症,所有的呼吸機和麻醉機的氧含量調整範圍均在21%~90%的範圍內,這表明,只要醫用氧氣的氧含量≥90%,就可以滿足呼吸機和麻醉機對人體進行搶救和治療的需要。