मिश्रित गैसों के व्यापक अनुप्रयोग और सामान्य प्रकार

1. स्वास्थ्य सेवा

स्वास्थ्य सेवा में, मिश्रित गैसें अदृश्य जीवन रक्षक के रूप में कार्य करती हैं। उदाहरण के लिए, संवेदनाहारी मिश्रित गैसें संवेदनाहारी एजेंटों, ऑक्सीजन, और अन्य गैसों को सटीकता के साथ मिलाती हैं। यह रोगियों को सर्जरी के दौरान दर्द-मुक्त और सुरक्षित रहने में सक्षम बनाता है, चिकित्सा पेशेवरों के लिए निर्बाध संचालन की सुविधा प्रदान करता है। श्वसन स्थितियों के उपचार के लिए मिश्रित गैसों में आमतौर पर ऑक्सीजन और हीलियम का एक विशिष्ट अनुपात होता है। ये रोगियों की श्वसन क्रिया को बढ़ा सकते हैं, जैसे डिस्पनिया जैसे लक्षणों को कम कर सकते हैं, जो विशेष रूप से क्रॉनिक ऑब्सट्रक्टिव पल्मोनरी डिजीज, अस्थमा, और अन्य श्वसन विकारों से पीड़ित लोगों के लिए फायदेमंद होते हैं। उदाहरण के लिए, एक संवेदनाहारी मिश्रण में आइसोफ्लुरेन (एक संवेदनाहारी) और ऑक्सीजन हो सकता है, जिसमें आइसोफ्लुरेन का प्रतिशत रोगी की स्थिति और सर्जरी की प्रकृति के आधार पर समायोजित किया जाता है, आमतौर पर मिश्रण के भीतर 0.5% से 3% तक होता है। श्वसन-उपचार मिश्रित गैस में अक्सर 21% - 40% ऑक्सीजन और 50% - 70% हीलियम होता है, जिसमें स्थिरता बनाए रखने के लिए सूक्ष्म गैसें होती हैं।

2. पेट्रोकेमिकल उद्योग

पेट्रोकेमिकल क्षेत्र में, मिश्रित गैसें महत्वपूर्ण हैं। तेल परिशोधन के दौरान, हाइड्रोजन और नाइट्रोजन से समृद्ध गैसों का व्यापक उपयोग होता है। हाइड्रोजन भारी तेल को हल्के उत्पादों में बदल सकता है जैसे हाइड्रोक्रैकिंग और हाइड्रोफिनिंग प्रक्रियाओं के माध्यम से, तेल की गुणवत्ता में सुधार करता है। नाइट्रोजन, इस बीच, उत्पादन सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए शुद्धिकरण और विस्थापन कार्यों के लिए आमतौर पर तैनात किया जाता है। रासायनिक संश्लेषण में, जब अमोनिया का उत्पादन किया जाता है, तो नाइट्रोजन और हाइड्रोजन को 1:3 अनुपात में मिलाया जाना चाहिए और उच्च तापमान, उच्च दबाव के तहत और एक उत्प्रेरक की सहायता से संश्लेषित किया जाना चाहिए। अमोनिया, एक महत्वपूर्ण रासायनिक कच्चा माल, उर्वरक, प्लास्टिक, और फाइबर जैसी उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जो आधुनिक औद्योगिक विकास को आधार प्रदान करता है। अमोनिया संश्लेषण के लिए हाइड्रोजन-नाइट्रोजन मिश्रण में आमतौर पर 75% हाइड्रोजन और 25% नाइट्रोजन होता है। हाइड्रोक्रैकिंग में, मिश्रित गैस में 80% - 95% हाइड्रोजन हो सकता है, शेष नाइट्रोजन और मीथेन की सूक्ष्म मात्रा होती है।

3. गैस उपकरण प्रयोग और ऊष्मीय मूल्य विश्लेषण

गैस उपकरण सुरक्षा और प्रदर्शन दैनिक जीवन में महत्वपूर्ण हैं। गैस उपकरण प्रयोगों में, विभिन्न गैस संरचनाओं का अनुकरण करने के लिए विशिष्ट मिश्रित गैसों की आवश्यकता होती है। इनमें मीथेन, एथेन, प्रोपेन जैसे हाइड्रोकार्बन गैसें और नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड जैसी थोड़ी मात्रा में निष्क्रिय गैसें शामिल होती हैं। गैस अनुपात को समायोजित करने से विभिन्न क्षेत्रों की गैस का अनुकरण होता है। ऊष्मीय मूल्य विश्लेषण के लिए, सटीक रूप से तैयार की गई मिश्रित गैसें परीक्षकों को गैस के ऊष्मीय मूल्य का निर्धारण करने देती हैं, जो गैस की गुणवत्ता, मूल्य निर्धारण और उपकरण डिजाइन के लिए एक प्रमुख मीट्रिक है। गैस उपकरण अनुसंधान और विकास में, मिश्रित गैस ऊष्मीय मूल्यों का परीक्षण करने से इंजीनियरों को दहन को अनुकूलित करने में मदद मिलती है, उपकरण ऊर्जा दक्षता में सुधार होता है, अपशिष्ट और प्रदूषण कम होता है। एक विशिष्ट अनुकरण मिश्रित गैस में 90% मीथेन, 5% एथेन, 3% प्रोपेन, 1% नाइट्रोजन, और 1% कार्बन डाइऑक्साइड हो सकता है।

4. गैस अलार्म

औद्योगिक उत्पादन और दैनिक जीवन में सुरक्षा महत्वपूर्ण है, और गैस अलार्म के लिए मिश्रित गैसें खतरे की रोकथाम के लिए आवश्यक हैं। कोयला खानों और पेट्रोकेमिकल कार्यशालाओं जैसे औद्योगिक क्षेत्रों में, जहां ज्वलनशील, विस्फोटक, या विषाक्त गैसें मौजूद हो सकती हैं, गैस अलार्म निगरानी के लिए उपयोग किए जाते हैं। उनका कैलिब्रेशन और परीक्षण विशेष मिश्रित गैसों पर निर्भर करता है, जो लक्ष्य गैसों (जैसे, मीथेन, कार्बन मोनोऑक्साइड, हाइड्रोजन सल्फाइड) को विशिष्ट अनुपात में निष्क्रिय नाइट्रोजन के साथ मिलाते हैं। इन मानक गैसों के साथ नियमित कैलिब्रेशन सुनिश्चित करता है कि अलार्म संचालन के दौरान सटीक रूप से संकेत दे सकते हैं, जिससे श्रमिकों को भागने और आपात स्थितियों का जवाब देने का समय मिलता है, गैस-लीक-संबंधित आपदाओं जैसे विस्फोट और विषाक्तता को रोकता है। उदाहरण के लिए, कोयला खनन में, मीथेन आम है। मीथेन-अलार्म को मीथेन-युक्त मिश्रित गैस के साथ कैलिब्रेट करना कोयला खदान संचालन और खनिकों के जीवन की सुरक्षा करता है। एक मीथेन-आधारित गैस-अलार्म मिश्रित गैस में अलार्म की पता लगाने की सीमा के आधार पर 1% - 5% मीथेन हो सकता है।

5. वायु पृथक्करण से मिश्रित गैसें

वायु पृथक्करण प्रौद्योगिकी हवा से ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, आर्गन को अलग करती है। विभिन्न आवश्यकताओं के लिए मिश्रित गैसें तैयार की जाती हैं। औद्योगिक उत्पादन में, कई प्रक्रियाओं को विभिन्न अनुपातों में ऑक्सीजन-नाइट्रोजन मिश्रण की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, धातु ऊष्मा-उपचार में, ऑक्सीजन-नाइट्रोजन अनुपात को नियंत्रित करने से धातु के ऑक्सीकरण और डिकार्बराइजेशन को समायोजित किया जाता है, सामग्री और उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार होता है। इलेक्ट्रॉनिक्स में, उच्च-शुद्धता वायु-पृथक्करण मिश्रित गैसों का उपयोग अर्धचालक निर्माण में किया जाता है। चिप निर्माण में, एक नाइट्रोजन-हाइड्रोजन मिश्रण का उपयोग एनीलिंग के लिए किया जाता है ताकि आंतरिक तनाव को कम किया जा सके। खाद्य संरक्षण में, वायु-पृथक्करण मिश्रित गैसें पैकेजिंग गैस को संशोधित करती हैं। खाद्य बैग में नाइट्रोजन-कार्बन डाइऑक्साइड मिश्रण ऑक्सीकरण और सूक्ष्मजीव वृद्धि को रोकता है। एक धातु-ऊष्मा-उपचार गैस में 20% - 50% ऑक्सीजन हो सकता है, शेष नाइट्रोजन। एक चिप-एनीलिंग गैस में आमतौर पर 80% नाइट्रोजन और 20% हाइड्रोजन होता है।

6. यातायात सुरक्षा का पता लगाना

यातायात सुरक्षा का पता लगाना सड़क सुरक्षा के लिए महत्वपूर्ण है, और मिश्रित गैसों की इसमें एक प्रमुख भूमिका होती है। वाहन निकास परीक्षण में, उपकरण को कैलिब्रेट करने के लिए विशेष मिश्रित गैसों की आवश्यकता होती है। ये गैसें वाहन निकास घटकों जैसे कार्बन मोनोऑक्साइड, डाइऑक्साइड, हाइड्रोकार्बन, और नाइट्रोजन ऑक्साइड का अनुकरण करती हैं। मानक मिश्रित गैसों के साथ नियमित कैलिब्रेशन सटीक पता लगाने के परिणाम सुनिश्चित करता है। सटीक निकास का पता लगाना यातायात अधिकारियों को उच्च-उत्सर्जन वाहनों को पहचानने में मदद करता है। यह मालिकों को रखरखाव करने के लिए प्रेरित करता है, प्रदूषण को कम करता है और सार्वजनिक स्वास्थ्य की रक्षा करता है। उदाहरण के लिए, वार्षिक वाहन निरीक्षण के दौरान, प्रमुख प्रदूषकों की निर्धारित सांद्रता के साथ मिश्रित गैस का उपयोग उपकरणों को कैलिब्रेट करता है, डेटा की सटीकता सुनिश्चित करता है और बेहतर शहरी वायु गुणवत्ता के लिए उत्सर्जन को नियंत्रित करता है। एक विशिष्ट कैलिब्रेशन मिश्रित गैस में 1% - 5% कार्बन मोनोऑक्साइड, 0.1% - 1% हाइड्रोकार्बन, 0.05% - 0.5% नाइट्रोजन ऑक्साइड हो सकता है, शेष अधिकांशतः कार्बन डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन होता है।

7. मोटर वाहन निकास का पता लगाना

मोटर वाहनों की संख्या में निरंतर वृद्धि के साथ, इन वाहनों से निकास प्रदूषण एक महत्वपूर्ण चिंता के रूप में उभरा है। मोटर वाहन निकास का पता लगाने के लिए मिश्रित गैसें अत्यधिक महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे मोटर वाहन निकास की जटिल संरचना को सटीक रूप से दोहराती हैं। इस संरचना में कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोकार्बन, नाइट्रोजन ऑक्साइड, साथ ही कण पदार्थ पूर्ववर्तियों की सूक्ष्म मात्रा शामिल होती है।

निकास का पता लगाने की प्रक्रिया के दौरान, उपकरण का पता लगाए गए निकास घटकों और मानक मिश्रित गैस के बीच तुलना करता है। उदाहरण के लिए, सरल कार्य स्थिति विधि में, उपकरण सिम्युलेटेड ड्राइविंग परिदृश्यों के तहत वास्तविक समय में निकास घटकों की सांद्रता को मापता है और फिर इन मूल्यों की पूर्व निर्धारित मानकों के साथ तुलना करता है। यदि मापे गए मानक मानकों से अधिक होते हैं, तो वाहन को रखरखाव और समायोजन की आवश्यकता होती है।

यह सटीक पहचान दृष्टिकोण, जो मानक मिश्रित गैसों पर निर्भर करता है, मोटर वाहन निकास प्रदूषण को कम करने और शहरी वायु गुणवत्ता को बढ़ाने के लिए मजबूत समर्थन प्रदान करता है। एक व्यापक मोटर वाहन निकास-पहचान मिश्रित गैस में आमतौर पर 0.001% - 0.01% की सीमा में सल्फर डाइऑक्साइड की थोड़ी मात्रा होती है, साथ ही कण पदार्थ से संबंधित गैसें भी होती हैं।

8. पर्यावरणीय निगरानी

वैश्विक पारिस्थितिक संरक्षण के लिए पर्यावरणीय निगरानी महत्वपूर्ण है, जिसमें मिश्रित गैसें एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।

वायुमंडलीय निगरानी में, मिश्रित गैसों का उपयोग सल्फर डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड और कण पदार्थ जैसे प्रदूषकों को मापने के लिए उपकरणों को कैलिब्रेट करने के लिए किया जाता है। इन गैसों की सटीक तैयारी डेटा सटीकता और तुलनीयता सुनिश्चित करती है, जिससे पर्यावरण एजेंसियों को वायु गुणवत्ता का आकलन करने और नीतियां तैयार करने की अनुमति मिलती है।

जल गुणवत्ता निगरानी में, मिश्रित गैसों का भी उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, ज्ञात घुलित ऑक्सीजन सांद्रता के साथ एक मानक मिश्रित गैस घुलित ऑक्सीजन मीटरों को कैलिब्रेट करती है। सटीक घुलित ऑक्सीजन माप जल आत्म-शुद्धिकरण, प्रदूषण स्तर और जलीय पारिस्थितिकी तंत्र के स्वास्थ्य का मूल्यांकन करने के लिए महत्वपूर्ण है।
वायुमंडलीय सल्फर-डाइऑक्साइड-कैलिब्रेशन मिश्रित गैस में नाइट्रोजन में 0.1 पीपीएम - 10 पीपीएम सल्फर डाइऑक्साइड हो सकता है। जल-गुणवत्ता-निगरानी घुलित-ऑक्सीजन-कैलिब्रेशन मिश्रित गैस में एक जड़-गैस-आधारित समाधान में सटीक रूप से समायोजित घुलित ऑक्सीजन होता है।

9. उर्वरक उद्योग में उपकरणों का कैलिब्रेशन

उर्वरक उद्योग कृषि के लिए महत्वपूर्ण है, और सटीक उत्पादन नियंत्रण के लिए उपकरण महत्वपूर्ण हैं। सटीक उपकरण माप के लिए विशेष कैलिब्रेशन मिश्रित गैसों की आवश्यकता होती है। उर्वरक उत्पादन के दौरान अमोनिया संश्लेषण में, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन और अमोनिया के अनुपात का सख्त नियंत्रण आवश्यक है। कैलिब्रेशन गैसें वास्तविक गैस संरचना और सांद्रता रेंज के अनुसार तैयार की जाती हैं। नियमित कैलिब्रेशन दीर्घकालिक उपकरण सटीकता सुनिश्चित करता है। सटीक रीडिंग ऑपरेटरों को उत्पादन मापदंडों को समायोजित करने, प्रक्रिया को अनुकूलित करने, दक्षता बढ़ाने, लागत कम करने और उत्पाद की गुणवत्ता बनाए रखने की अनुमति देती है, जिससे कृषि के लिए उच्च गुणवत्ता वाले उर्वरक मिलते हैं। एक अमोनिया-उत्पादन कैलिब्रेशन मिश्रित गैस में 70% हाइड्रोजन, 25% नाइट्रोजन और 5% अमोनिया हो सकता है।

10. लौह और इस्पात उद्योग

लौह और इस्पात उद्योग, जो राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था का एक प्रमुख हिस्सा है, उत्पादन में व्यापक रूप से मिश्रित गैसों का उपयोग करता है।

स्टील स्मेल्टिंग में, विशेष रूप से कनवर्टर स्टीलमेकिंग में, ऑक्सीजन-नाइट्रोजन मिश्रित गैसों में उच्च-शुद्धता ऑक्सीजन पिघले हुए लोहे में अशुद्धियों को तेजी से ऑक्सीकरण करता है, स्टील की गुणवत्ता में सुधार करता है। नाइट्रोजन एक सुरक्षात्मक गैस के रूप में कार्य करता है; निरंतर कास्टिंग में, यह पिघले हुए स्टील पर एक गैस पर्दा बनाता है ताकि ऑक्सीकरण को रोका जा सके और बिलेट की गुणवत्ता में सुधार हो सके।

स्टील हीट-ट्रीटमेंट के दौरान, जैसे एनीलिंग, हाइड्रोजन-नाइट्रोजन मिश्रित गैसें स्टील को ऑक्सीकरण से बचाती हैं, सतह के ऑक्साइड को कम करती हैं और सतह की फिनिश और यांत्रिक गुणों में सुधार करती हैं।

स्टील उत्पादन के लिए गैस विश्लेषण में, मानक मिश्रित गैसें उपकरणों को कैलिब्रेट करती हैं, उत्पादन अनुकूलन के लिए सटीक फर्नेस गैस निगरानी सुनिश्चित करती हैं।

कनवर्टर-स्टीलमेकिंग ऑक्सीजन-नाइट्रोजन मिश्रित गैस में आमतौर पर 95% - 99% ऑक्सीजन और बाकी नाइट्रोजन होता है। स्टील-एनीलिंग मिश्रित गैस में आमतौर पर 10% - 30% हाइड्रोजन और 70% - 90% नाइट्रोजन होता है।

11. पावर और ऊर्जा क्षेत्र

पावर और ऊर्जा क्षेत्र में, मिश्रित गैसों का महत्वपूर्ण अनुप्रयोग होता है। उच्च-वोल्टेज विद्युत उपकरणों में, सल्फर हेक्साफ्लोराइड (SF6) और नाइट्रोजन मिश्रित गैसें इन्सुलेशन और आर्क-बुझाने वाले माध्यम के रूप में कार्य करती हैं। SF6 में महान इन्सुलेशन और आर्क-बुझाने वाले गुण होते हैं लेकिन यह महंगा और पर्यावरण के लिए हानिकारक होता है। इसे नाइट्रोजन के साथ उपयुक्त अनुपात में मिलाने से लागत और पर्यावरणीय जोखिम कम होते हैं जबकि उपकरण प्रदर्शन बनाए रहता है। उदाहरण के लिए, उच्च-वोल्टेज सर्किट ब्रेकर में, मिश्रित गैस स्विचिंग के दौरान आर्क्स को तेजी से बुझाती है, उपकरण की सुरक्षा करती है और पावर सिस्टम की स्थिरता सुनिश्चित करती है।

ईंधन सेल अनुसंधान और उत्पादन जैसे उभरते ऊर्जा क्षेत्रों में, मिश्रित गैसें महत्वपूर्ण हैं। प्रोटॉन-एक्सचेंज-मेम्ब्रेन ईंधन सेल को प्रतिक्रिया माध्यम के रूप में हाइड्रोजन-ऑक्सीजन (या वायु) मिश्रित गैस की आवश्यकता होती है। गैस प्रवाह दर और अनुपात का सटीक नियंत्रण ईंधन सेल पावर जनरेशन दक्षता और स्थिरता में सुधार के लिए महत्वपूर्ण है। मिश्रित-गैस आपूर्ति और प्रतिक्रिया स्थितियों का अनुकूलन ईंधन सेल को रासायनिक ऊर्जा को बिजली में अधिक कुशलता से परिवर्तित करने में सक्षम बनाता है, भविष्य की ऊर्जा स्थिरता का समर्थन करता है।

आमतौर पर, एक उच्च-वोल्टेज-उपकरण-इन्सुलेटिंग मिश्रित गैस में 10% - 30% SF6 और 70% - 90% नाइट्रोजन होता है, जबकि एक ईंधन-सेल-प्रतिक्रिया मिश्रित गैस में 90% - 99% हाइड्रोजन और 1% - 10% ऑक्सीजन होता है।

12. पेट्रोकेमिकल उद्योग में सामान्य मिश्रित गैसें

पेट्रोकेमिकल क्षेत्र में विविध मिश्रित गैसें हैं जिनके अद्वितीय उपयोग हैं। हाइड्रोजन-नाइट्रोजन मिश्रण हाइड्रोजनेशन के लिए और नाइट्रोजन-हाइड्रोजन अमोनिया संश्लेषण के लिए हैं। क्रैकिंग गैस, पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन के उच्च-तापमान पायरोलिसिस से, एथिलीन, प्रोपलीन, ब्यूटाडीन, मीथेन, एथेन, प्रोपेन, हाइड्रोजन, कार्बन मोनोऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड होती है। इसे उच्च-मूल्य-वर्धित उत्पाद प्राप्त करने के लिए अलग किया जाता है। रिफॉर्मेट गैस, पेट्रोलियम रिफॉर्मिंग से, हाइड्रोजन, मीथेन, एथेन, प्रोपेन और एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन होती है, जिसका उपयोग हाइड्रोजनेशन और प्लास्टिक बनाने के लिए किया जाता है, आदि। डीसल्फराइजेशन टेल गैस, पेट्रोलियम डीसल्फराइजेशन से, हाइड्रोजन सल्फाइड, सल्फर डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन और ट्रेस हाइड्रोकार्बन होती है। इसे उत्सर्जन और सल्फर रिकवरी के लिए उपचार की आवश्यकता होती है। क्रैकिंग गैस में 30% - 50% एथिलीन, आदि हो सकता है; रिफॉर्मेट गैस में 40% - 60% हाइड्रोजन, आदि हो सकता है; और डीसल्फराइजेशन टेल गैस में 1% - 5% हाइड्रोजन सल्फाइड, आदि हो सकता है।

निष्कर्ष

कई क्षेत्रों में मिश्रित गैसों के व्यापक अनुप्रयोग उनके विशाल मूल्य और संभावनाओं को रेखांकित करते हैं। जैसे-जैसे प्रौद्योगिकी उन्नत होती है और उद्योग विकसित होते हैं, मिश्रित गैसों के प्रकार और अनुप्रयोगों का विस्तार और गहराई जारी रहेगा, मानव समाज को आगे बढ़ाने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा।