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低温是什么意思?

术语“低温”是指产生或与之相关的低温。低温液体是通过在高压下将液体冷却到低温而产生的液化气体,这会造成特殊的健康和安全危害。这些液体的沸点低于 –238° F (–150° C),在正常室温和压力下是气体。不同的冷冻剂在不同的温度和压力条件下变成液体,但都有两个共同的特性:它们非常冷,少量的液体可以膨胀成非常大体积的气体。干冰是一种过冷的固体(二氧化碳),在 –109.3° F 时直接升华成气态二氧化碳。升华 是物质直接从固态转变为气态,而不经过液态。

干冰、大多数低温液体及其产生的气体可以归入以下三组之一:

  • 惰性气体 ——这些气体不会发生很大程度的化学反应,也不会燃烧或助燃。这组的例子是氮气、氦气、氖气、氩气、干冰(二氧化碳)和氪气。
  • 易燃气体 ——一些低温液体产生的气体可以在空气中燃烧。最常见的例子是氢气、甲烷和液化石油气 (LPG)。
  • 氧气 ——许多被认为不可燃的材料可以在液态氧存在的情况下燃烧。有机材料可与液氧发生爆炸性反应。

低温和干冰有许多用途,并且经常在工业和医疗应用中发挥作用。其他应用包括一些食物快速冷冻和一些生物材料的保存。冷冻身体的一部分以破坏不需要的或有故障的组织被称为冷冻手术。

低温液体和干冰的物理效应

低温液体和干冰的极端温度会导致大多数固体物质变得更脆。碳钢、塑料和橡胶等材料不应与低温液体或干冰直接接触,因为它们极易破裂或破碎。

易燃气体如氢气,甲烷和液化石油气可以燃烧或爆炸。氢气特别危险。

液氢和液氦都非常冷,它们可以在接触时液化空气,从而形成富含氧气的大气。

通常被认为不可燃的材料,例如铝、碳钢、铸铁、不锈钢和锌,可能会在存在液氧的情况下燃烧。

干冰直接升华成气体,当储存在密闭容器或区域时会产生危险的压力。

如果低温容器上没有足够的通风或减压装置,就会产生巨大的压力。压力会导致沸腾液体膨胀蒸汽爆炸 (BLEVE)。

低温液体和干冰的健康危害

与低温液体和干冰相关的三类健康危害——极冷、窒息和毒性。

极寒:

与低温液体及其冷气体接触会对皮肤产生类似于热灼伤的效果,就像与干冰接触一样。可能不会影响手的短暂暴露会损坏眼睛等脆弱的组织。皮肤长时间暴露或接触寒冷的表面会导致冻伤。已经冷冻的组织在仍然冷冻时是无痛的,并且可能看起来呈蜡黄色。解冻冻伤的皮肤会非常疼痛、发红和肿胀,并可能被感染。

未受保护的皮肤会粘在由低温液体和干冰冷却的材料上,类似于一些孩子在冬天将舌头粘在旗杆上的方式。然而,在涉及低温液体和干冰的情况下,金属材料并不是导致这种风险的唯一因素。重要的是要记住,即使是非金属材料也非常危险。从任何材料上去除皮肤都会导致肉撕裂。

窒息:

长时间呼吸极冷的空气可能会损害肺部。此外,当低温液体和干冰形成气体时,气体非常冷,有些比空气重。这些冷的、重的气体不能很好地分散,往往会聚集在地板附近并取代空气。当空气不足时,可能会发生窒息和死亡。这是一个严重的危险,尤其是在封闭或密闭空间中。

毒性:

低温液体和干冰在室温下都能产生大量的气体。例如,一升液氮在室温下会蒸发成 695 升氮气。

每种低温液体或干冰都会导致特定的健康影响。有关特定冷冻剂的毒性危害的信息,请参阅制造商的安全数据表 (SDS)。

急救

应避免与干冰、低温液体及其气体以及任何冷却表面接触。如果确实发生接触,请立即用大量温水 (104°F) 冲洗该区域。不要摩擦受影响的区域,因为摩擦会导致进一步的损坏。尽快就医。

如果氧气损失克服了使用低温液体或干冰的人,请将受害者转移到通风良好的区域。如果受害者的呼吸停止,则应用 CPR。如果受害者呼吸困难,请提供氧气并寻求紧急医疗帮助。

低温液体和干冰安全的个人防护设备

个人防护装备 (PPE) 对低温液体和干冰的安全至关重要。为每项工作选择合适的 PPE 至关重要。请查阅每种材料的 SDS 以获取具体指导。通常,  在低温液体的转移和处理过程中,应始终佩戴化学飞溅护目镜 和 面罩,以防止飞溅和溢出。 还应佩戴宽松的绝缘 低温手套。手套必须宽松,以便在低温液体溅入手套时可以迅速将其甩掉。 为了保护任何裸露的皮肤,建议穿着长袖衬衫和没有袖口的裤子。此外,在处理低温液体时,裤腿应越过鞋的顶部,以免溢出物进入靴子或鞋子并在脱鞋之前造成严重的组织损伤。低温液体非常自由地流动,可以渗透机织或其他多孔衣服。建议佩戴低温围裙以帮助防止这种情况发生。

如果在因低温液体或干冰的排气而可能产生缺氧气氛的区域工作,则必须使用供气式呼吸器,例如 带有出口瓶或自给式呼吸器的 航空呼吸器呼吸器 (SCBA)。

低温液体和干冰专用设备

低温液体和干冰在专门设计的绝热容器中运输和使用,以承受快速的温度变化和极端的温度差异,并排出气体以防止容器内的压力积聚。

杜瓦瓶是非加压、真空夹套的容器,有点像保温瓶,专为低温液体而设计。它们有一个松散的盖子或塞子,可以防止空气和湿气进入,但允许多余的压力排出。一些杜瓦瓶有一个用于绝缘的液氮外容器。

液体钢瓶是专为低温液体设计的加压容器。这种类型的钢瓶具有用于填充和分配低温液体的阀门以及带有防爆片作为后备保护的压力控制阀。

常见问题

问:为什么我不能佩戴筒式空气净化呼吸器来防止液氮蒸气?

A : 氮气本身没有危险。事实上,正常空气中含有 78% 的氮气。危险在于液氮蒸发得如此之快,以至于它取代了氧气。氧气约占正常空气的 21%。当它低于 18% 时,我们没有足够的氧气来正常运作。滤芯式空气净化呼吸器仅用于去除污染物,因此不适用于缺氧环境。

问:使用低温和干冰需要什么样的手套?

A : 手套应该是绝缘的,并且可以承受低温液体和干冰的低温。对于低温液体,它们也应该是宽松的,这样如果低温液体溢出进入手套内部,它们就可以很容易地移除。

问:液氮有多冷,干冰有多冷?

:氮气在 –320°F 时会凝结成液体。干冰在 –109.3°F 开始升华。

 

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