گاز اکسیژن :
یکی از فراوان ترین عناصر موجود در کره زمین، گاز اکسیژن است که رتبه سوم را درجدول تناوبی از آن خود کرده است. بر خلاف باور عموم، این گاز بسیار خطرناک و سمی بوده و ممکن است آسیب های جدی فراوانی بر سلامتی افراد وارد نماید. با این حال، زندگی انسان ها و سایر موجودات زنده، تا حدود زیادی به گاز اکسیژن وابسته بوده و زندگی بدون آن، تقریبا غیر ممکن است. در این مطلب، شما را با این عنصر حیاتی، ویژگی ها و موارد کاربرد آن آشنا می کنیم.
گاز اکسیژن چیست؟
گاز اکسیژن نوعی عنصر شیمیایی نافلز، با عدد اتمی 8 در جدول تناوبی است که با نماد O شناخته می شود. این عنصر حیاتی، بی رنگ و بی بو است و در هر دو حالت مایع و جامد موجود می باشد. اکسیژن، هم در زمین و هم در سیارات موجود بوده و نشانه حیات موجودات به شمار می رود. گاز اکسیژن، قابلیت ترکیب با تمامی عناصر به غیر از گاز های نجیب را داشته و نقش موثری در فرآیند سوختن و احتراق ایفا می کند. لازم است بدانید، بیش از 46 درصد جرم زمین را گاز اکسیژن تشکیل داده و به همین دلیل، فراوان ترین عنصر در پوسته زمین محسوب می شود. هم چنین، در حدود 60 درصد از جرم بدن انسان نیز از گاز اکسیژن تشکیل شده و اغلب موجودات زنده، از این گاز برای تنفس سلولی استفاده می کنند.
بیشتر بخوانید: اکسیژن مایع چیست و انواع کاربرد اکسیژن مایع
نحوه تولید گاز اکسیژن:
به طور کلی، سه روش برای تولید اکسیژن وجود دارد که در ادامه، هر کدام را بررسی خواهیم کرد:
1) تولید به روش الکترولیز آب
اولین و قدیمی ترین روش تولید گاز اکسیژن که امروزه استفاده از آن منسوخ شده است، الکترولیز آب است. در این روش، از دو ستون استفاده شده که در یک ستون هیدروژن و در ستون دیگر اکسیژن جمع آوری شده و از طریق روش های مختلف، گاز اکسیژن جمع شده و با استفاده از کمپرسور ها، به درون سیلندر ها انتقال پیدا خواهد کرد. یکی از معایب این روش تولید گاز اکسیژن، مصرف بالای برق و آب است که در نهایت، موجب جمع شدن مقادیر زیادی رطوبت در سیلندر ها شده و موجب کاهش عمر سیلندر ها خواهد شد. به همین دلیل، امروزه استفاده از این روش چندان رایج نمی باشد.
2) تولید به روش انبساط حجمی هوا
یکی دیگر از روش های تولید گاز اکسیژن، استفاده از انبساط حجمی هوا می باشد که توسط یک کمپرسور و با فشرده سازی هوا و انبساط حجمی آن، هوای اطراف را به مایع تبدیل می کند. اکسیژن تولیدی در این روش، برای استفاده در مصارف طبی و کوره های ذوب فلز بسیار مناسب می باشد. در سالیان اخیر، این روش تولید پیشرفته تر شده و تمامی تولید کنندگان گاز اکسیژن با استفاده از این روش، بهترین و خالص ترین گاز را تولید می کنند.
3) تولید به روش تقطیر
در این روش تولید، طی 5 مرحله هوا به حالت مایع تبدیل شده و سپس، عناصر تشکیل دهنده آن از هم جدا می شوند. این مراحل، شامل تراکم، تصفیه، انبساط و تقطیر است که در نهایت، اکسیژن تولید شده از لحاظ کمی و کیفی، بهترین و ایمن ترین گاز اکسیژن می باشد.
4)ترکیبات گاز اکسیژن
به طور کلی، گاز اکسیژن با تمامی عناصر شیمیایی قابل ترکیب بوده و تنها عناصری که تحت عمل اکسیداسیون قرار نمی گیرند، گاز های نجیب هستند. یکی از رایج ترین ترکیبات، اکسید هیدروژن یا آب است و سایر ترکیبات، شامل ترکیب اکسیژن و کربن مانند دی اکسید کربن، الکل ها، الدئید ها، کربوکسیلیک اسید ها و غیره می باشند.
ویژگی های گاز اکسیژن چیست؟
در بیان توضیحات گاز اکسیژن می توان گفت، این گاز در دما و فشار استاندارد به صورت گاز بوده که شامل دو اتم اکسیژن می باشد. اکسیژن، یک عنصر مهم هوا بوده و توسط عمل فتوسنتز گیاهان، تولید و برای تنفس موجودات زنده بسیار مهم و ضروری می باشد. گاز اکسیژن در دو شکل مایع و جامد و به رنگ آبی کمرنگ تولید شده که هر دو حالت آن، پارامغناطیس است.
کاربرد های گاز اکسیژن در انواع صنایع:
گاز اکسیژن، به دلیل ویژگی ها و مزایای خاص خود دارای موارد کاربرد مختلف در صنایع می باشد معمولا به این گازها مانند اکسیژن که خلوص بالا دارند ؛ گازهای صنعتی میگویند، که در ادامه به برخی از مهم ترین کاربرد گاز اکسیژن اشاره می کنیم:
1) صنایع تولید فلزات و جوشکاری
یکی از موارد کاربرد گاز اکسیژن در صنایع تولید فلزات و فعالیت های جوشکاری و برشکاری است که انجام آن ها، نیازمند درجه حرارت بالا می باشد. هم چنین گاز اکسیژن، در واکنش هایی که کربن را به گاز دی اکسید کربن در فولاد تبدیل می کند نیز بسیار کاربردی بوده و دی اکسید کربن تولید شده، موجب کاهش اکسید های آهن به ترکیبات خالص آهن خواهد شد.
2) صنایع بهداشت و درمان و پزشکی
یکی از مهم ترین موارد کاربرد گاز اکسیژن، استفاده از آن در مصارف پزشکی و بیمارستانی است. استفاده از گاز اکسیژن برای ادامه حیات در اغلب قسمت های بیمارستان، مانند اتاق های بستری، اتاق عمل، اتاق مراقبت پس از عمل، مراقبت بیماران قلبی، بخش نوزادان، بخش زایمان و غیره، بسیار کاربردی و موثر می باشد. از آن جایی که گاز اکسیژن برای تنفس هوازی سلول بسیار مهم است، استفاده از اکسیژن مکمل در خانه و بیمارستان ها، برای مبتلایان به اختلالات تنفسی بسیار حیاتی می باشد. هم چنین گاز اکسیژن، برای بیماران جراحی شده نیز بسیار مهم و حیاتی بوده تا دستگاه های قلب و ریه، عملکرد خود را ادامه دهند. علاوه بر این موارد، از گاز اکسیژن به عنوان یک ضد عفونی کننده، برای از بین بردن برخی باکتری های بی هوازی نیز استفاده می شود.
مطالعه بیشتر: مخزن اکسیژن مایع و کاربرد آن در صنایع و پزشکی
نحوه خرید گاز اکسیژن:
لازم است در زمان خرید کپسول گاز اکسیژن به موارد زیر دقت نمایید:
1) بررسی اجزای کپسول:
ابتدا از مانومتر شروع کرده تا مطمئن شوید گاز اکسیژن کافی در کپسول وجود دارد. لازم است بدانید، تعویض و پر کردن کپسول، اغلب توسط توزیع کننده صورت می گیرد. علاوه بر این، توصیه می شود سطح آب داخل محفظه را نیز بررسی کرده تا در صورت کاهش از سطح شاخص، آن را پر کنید.
2) بررسی اتصال لوله ها
لازم است در زمان خرید کپسول گاز اکسیژن، آموزش کار با دستگاه را نیز دیده تا بتوانید اتصالات مربوط به لوله ها را انجام داده و مطمئن شوید لوله خم نشده یا انسدادی نداشته باشد.
3) سیلندر گاز اکسیژن
سیلندر گاز، نوعی ابزار نگهدارنده بوده که یک ترکیب گازی را با فشار زیاد برای استفاده در زمینه های مختلف مانند صنایع گوناگون ذخیره می کند. این ترکیب چه به صورت گاز یا مایع، در نهایت یک گاز است. کپسول ها به راحتی قابل حمل بوده و می توان با ایمنی کامل از آن ها استفاده کرد. کپسول گاز اکسیژن نیز مخازنی فلزی برای ذخیره و نگهداری گاز به صورت فشرده درون خود بوده که از فاکتور های جدایی ناپذیر مراکز صنعتی می باشد. از آن جایی که گاز اکسیژن به دو شکل گاز فشرده و گاز مایع عرضه می شود، سیلندر هر کدام از این گاز ها نیز با یکدیگر متفاوت است. در نمونه گازی، اغلب از سیلندر های آلومینیومی یا فولادی برای ذخیره و نگهداری استفاده شده و در اکسیژن مایع نیز پس از سرد کردن گاز تا دمای منفی 183 درجه، آن را در سیلندر های فلزی ذخیره می کنند. سیلندر های گاز اکسیژن نیز مانند تمامی سیلندر ها، دارای حجم، فشار، جنس بدنه و رنگ های متفاوتی بوده که در موارد مصرف گوناگون از آن ها استفاده می شود.
مطالعه بیشتر: گاز آرگون چیست انواع کاربرد گاز آرگون و مشخصات و خطرات آن
سیلندر گاز اکسیژن با چه مقدار خلوصی:
به طور کلی، گاز اکسیژن بر اساس نوع کاربرد و موارد مصرف، دارای درجه خلوص مختلفی است که شامل موارد زیر می باشد:
• گاز اکسیژن با خلوص 99.9 درصد
• گاز اکسیژن گرید 5 با خلوص 99.999 درصد
• گاز اکسیژن گرید 4 با خلوص 99.99 درصد
• گاز اکسیژن گرید 3.5 با درجه خلوص 99.95 درصد
ظرفیت سیلندر گاز اکسیژن
در زمینه میزان ظرفیت سیلندر های گاز اکسیژن باید گفت، این نوع سیلندر ها در حجم یا ظرفیت های مختلفی تولید و روانه بازار می شوند. برخی از انواع این سیلندر ها، بزرگ و با ظرفیت بالا بوده که حمل و جا به جایی دشواری نیز دارد. برخی سیلندر های دیگر، کوچک و با ظرفیت کم هستند که قابل حمل و جا به جا کردن بوده و اغلب، برای استفاده در مصارف خانگی و مراکز پزشکی و درمانی از این نوع سیلندر گاز اکسیژن استفاده می شود.
تجهیزات سیلندر گاز اکسیژن
لازم است بدانید، یک سیلندر گاز اکسیژن باید دارای تجهیزات و اجزای مختلفی بوده تا بتوان با ایمنی کامل از آن استفاده کرد. این اجزا عبارتند از:
• کپسول اکسیژن که استوانه ای شکل بوده و حاوی گاز اکسیژن است.
• فشار سنج که فشار درون سیلندر را نشان می دهد.
• شیر تنظیم خودکار که فشار گاز درون سیلندر را قبل از رسیدن به فشارسنج کاهش می دهد.
• جریان سنج که مقدار اکسیژن مصرف شده را بر حسب لیتر در دقیقه نشان می دهد.
• پیچ کنترل که میزان اکسیژن را بر اساس جریان سنج تنظیم می کند.
• شیشه آب مقطر که نم دار کننده اکسیژن است.
مطالعه بیشتر: مخازن ثابت و مخازن کرایوژنیک اکسیژن
استاندارد سیلندر گاز اکسیژن
به طور کلی، استاندارد های لازم برای سیلندر گاز اکسیژن شامل نکات زیر می باشد:
• به کارگیری دستگاه های مناسب برای کنترل و تشخیص گاز اکسیژن در زمان تخلیه
• بررسی تجهیزات مربوط به جریان سنجی و اندازه گیری فشار
• قرار دادن سیلندر های گاز اکسیژن در محیط خشک و دور از نور و رطوبت
• دقت در قرار ندادن سیلندر در مجاورت منابع حرارتی
• استفاده از تهویه مناسب در زمان استفاده
• حمل سیلندر گاز اکسیژن با رعایت احتیاط های لازم