1. Kesehatan
Dalam perawatan kesehatan, gas campuran berfungsi sebagai penyelamat yang tidak mencolok. Gas campuran anestesi, misalnya, menggabungkan agen anestesi, oksigen, dan gas lainnya dengan presisi. Ini memungkinkan pasien tetap bebas rasa sakit dan aman selama operasi, memfasilitasi operasi yang lancar bagi para profesional medis. Gas campuran untuk mengobati kondisi pernapasan biasanya mengandung proporsi spesifik oksigen dan helium. Ini dapat meningkatkan fungsi pernapasan pasien, mengurangi gejala seperti dispnea, yang sangat bermanfaat bagi mereka yang menderita penyakit paru obstruktif kronik, asma, dan gangguan pernapasan lainnya. Misalnya, campuran anestesi mungkin terdiri dari isofluran (anestesi) dan oksigen, dengan persentase isofluran disesuaikan berdasarkan kondisi pasien dan sifat operasi, biasanya berkisar antara 0,5% hingga 3% dalam campuran. Gas campuran perawatan pernapasan sering mengandung 21% - 40% oksigen dan 50% - 70% helium, dengan gas jejak menjaga stabilitas.
2. Industri Petrokimia
Dalam sektor petrokimia, gas campuran sangat penting. Selama pemurnian minyak, gas yang kaya hidrogen dan nitrogen banyak digunakan. Hidrogen dapat mengubah minyak berat menjadi produk yang lebih ringan melalui proses seperti hidrocracking dan hidrofining, meningkatkan kualitas minyak. Sementara itu, nitrogen biasanya digunakan untuk tugas pemurnian dan perpindahan untuk memastikan keamanan produksi. Dalam sintesis kimia, ketika memproduksi amonia, nitrogen dan hidrogen harus dicampur dalam rasio 1:3 dan disintesis di bawah suhu tinggi, tekanan tinggi, dan dengan bantuan katalis. Amonia, bahan baku kimia yang vital, banyak digunakan dalam industri seperti pupuk, plastik, dan serat, mendukung perkembangan industri modern. Campuran hidrogen-nitrogen untuk sintesis amonia biasanya mengandung 75% hidrogen dan 25% nitrogen. Dalam hidrocracking, gas campuran mungkin mengandung 80% - 95% hidrogen, dengan sisanya nitrogen dan jejak metana.
3. Eksperimen Peralatan Gas dan Analisis Nilai Kalor
Keamanan dan kinerja peralatan gas penting dalam kehidupan sehari-hari. Dalam eksperimen peralatan gas, gas campuran spesifik diperlukan untuk mensimulasikan komposisi gas yang beragam. Ini termasuk gas hidrokarbon seperti metana, etana, propana dan sejumlah kecil gas inert seperti nitrogen dan karbon dioksida. Menyesuaikan rasio gas meniru gas dari berbagai wilayah. Untuk analisis nilai kalor, gas campuran yang diformulasikan dengan tepat memungkinkan penguji menentukan nilai kalor gas, metrik kunci untuk kualitas gas, penetapan harga, dan desain peralatan. Dalam R&D peralatan gas, pengujian nilai kalor gas campuran membantu insinyur mengoptimalkan pembakaran, meningkatkan efisiensi energi peralatan, mengurangi limbah dan polusi. Gas campuran simulasi tipikal mungkin 90% metana, 5% etana, 3% propana, 1% nitrogen, dan 1% karbon dioksida.
4. Alarm Gas
Keamanan dalam produksi industri dan kehidupan sehari-hari sangat penting, dan gas campuran untuk alarm gas sangat penting untuk pencegahan bahaya. Di area industri seperti tambang batu bara dan bengkel petrokimia, di mana gas yang mudah terbakar, meledak, atau beracun mungkin ada, alarm gas digunakan untuk pemantauan. Kalibrasi dan pengujian mereka bergantung pada gas campuran khusus, yang menggabungkan gas target (misalnya, metana, karbon monoksida, hidrogen sulfida) dengan nitrogen inert dalam rasio tertentu. Kalibrasi rutin dengan gas standar ini memastikan alarm dapat secara akurat memberi sinyal selama operasi, memberi pekerja waktu untuk melarikan diri dan merespons keadaan darurat, mencegah bencana terkait kebocoran gas seperti ledakan dan keracunan. Misalnya, dalam penambangan batu bara, metana umum. Mengkalibrasi alarm metana dengan gas campuran yang mengandung metana melindungi operasi tambang batu bara dan kehidupan penambang. Gas campuran alarm berbasis metana mungkin memiliki 1% - 5% metana dalam nitrogen, berdasarkan rentang deteksi alarm.
5. Gas Campuran dari Pemisahan Udara
Teknologi pemisahan udara memisahkan oksigen, nitrogen, argon dari udara. Gas campuran disiapkan untuk berbagai kebutuhan. Dalam produksi industri, banyak proses memerlukan campuran oksigen-nitrogen dalam rasio yang berbeda. Misalnya, dalam perlakuan panas logam, mengendalikan rasio oksigen-nitrogen mengatur oksidasi dan dekarburisasi logam, meningkatkan kualitas material dan produk. Dalam elektronik, gas campuran pemisahan udara dengan kemurnian tinggi digunakan dalam pembuatan semikonduktor. Dalam pembuatan chip, campuran nitrogen-hidrogen digunakan untuk anil untuk mengurangi tegangan internal. Dalam pengawetan makanan, gas campuran pemisahan udara memodifikasi gas kemasan. Campuran nitrogen-karbon dioksida dalam kantong makanan menghambat oksidasi dan pertumbuhan mikroba. Gas perlakuan panas logam mungkin memiliki 20% - 50% oksigen, sisanya nitrogen. Gas anil chip biasanya memiliki 80% nitrogen dan 20% hidrogen.
6. Deteksi Keselamatan Lalu Lintas
Deteksi keselamatan lalu lintas sangat penting untuk keselamatan jalan, dan gas campuran memiliki peran kunci. Dalam pengujian emisi kendaraan, gas campuran khusus diperlukan untuk mengkalibrasi peralatan. Gas-gas ini meniru komponen emisi kendaraan seperti karbon monoksida, dioksida, hidrokarbon, dan nitrogen oksida. Kalibrasi rutin dengan gas campuran standar memastikan hasil deteksi yang akurat. Deteksi emisi yang tepat membantu otoritas lalu lintas mendeteksi kendaraan dengan emisi tinggi. Ini mendorong pemilik untuk melakukan perawatan, mengurangi polusi dan melindungi kesehatan masyarakat. Misalnya, selama inspeksi kendaraan tahunan, menggunakan gas campuran dengan konsentrasi polutan utama yang ditetapkan mengkalibrasi instrumen, memastikan akurasi data dan mengendalikan emisi untuk kualitas udara perkotaan yang lebih baik. Gas campuran kalibrasi tipikal mungkin memiliki 1% - 5% karbon monoksida, 0,1% - 1% hidrokarbon, 0,05% - 0,5% nitrogen oksida, dengan sisanya sebagian besar karbon dioksida dan nitrogen.
7. Deteksi Emisi Kendaraan Bermotor
Dengan peningkatan jumlah kendaraan bermotor yang terus-menerus, polusi emisi dari kendaraan ini telah menjadi perhatian yang signifikan. Gas campuran untuk deteksi emisi kendaraan bermotor sangat penting karena mereka secara akurat mereplikasi komposisi rumit dari emisi kendaraan bermotor. Komposisi ini mencakup karbon monoksida, karbon dioksida, hidrokarbon, nitrogen oksida, serta sejumlah kecil prekursor partikel.
Selama proses deteksi emisi, peralatan membuat perbandingan antara komponen emisi yang terdeteksi dan gas campuran standar. Misalnya, dalam metode kondisi kerja sederhana, peralatan mengukur konsentrasi komponen emisi secara real-time di bawah skenario mengemudi yang disimulasikan dan kemudian membandingkan nilai-nilai ini dengan standar yang telah ditetapkan. Jika nilai yang diukur melebihi standar, kendaraan memerlukan perawatan dan penyesuaian.
Pendekatan deteksi yang akurat ini, yang bergantung pada campuran gas standar, memberikan dukungan kuat untuk mengekang polusi knalpot kendaraan bermotor dan meningkatkan kualitas udara perkotaan. Gas campuran deteksi knalpot kendaraan bermotor yang komprehensif dapat juga mengandung sejumlah kecil sulfur dioksida, biasanya dalam kisaran 0,001% - 0,01%, bersama dengan gas yang terkait dengan partikel.
8. Pemantauan Lingkungan
Pemantauan lingkungan adalah kunci untuk perlindungan ekologi global, dengan campuran gas memainkan peran penting.
Dalam pemantauan atmosfer, campuran gas digunakan untuk mengkalibrasi instrumen untuk mengukur polutan seperti sulfur dioksida, nitrogen oksida, dan partikel. Persiapan yang akurat dari gas-gas ini memastikan akurasi dan keterbandingan data, memungkinkan lembaga lingkungan untuk menilai kualitas udara dan merumuskan kebijakan.
Dalam pemantauan kualitas air, campuran gas juga diterapkan. Misalnya, gas campuran standar dengan konsentrasi oksigen terlarut yang diketahui mengkalibrasi meter oksigen terlarut. Pengukuran oksigen terlarut yang tepat sangat penting untuk mengevaluasi pemurnian diri air, tingkat polusi, dan kesehatan ekosistem akuatik.
Gas campuran kalibrasi sulfur dioksida atmosferik dapat memiliki 0,1 ppm - 10 ppm sulfur dioksida dalam nitrogen. Gas campuran kalibrasi oksigen terlarut untuk pemantauan kualitas air mengandung oksigen terlarut yang disesuaikan secara tepat dalam larutan berbasis gas inert.
9. Kalibrasi Instrumen di Industri Pupuk
Industri pupuk sangat penting untuk pertanian, dan instrumentasi sangat penting untuk kontrol produksi yang tepat. Gas kalibrasi khusus diperlukan untuk pengukuran instrumen yang akurat. Dalam sintesis amonia selama produksi pupuk, kontrol ketat terhadap rasio hidrogen, nitrogen, dan amonia sangat penting. Gas kalibrasi disiapkan sesuai dengan komposisi gas dan rentang konsentrasi yang sebenarnya. Kalibrasi rutin memastikan akurasi instrumen jangka panjang. Pembacaan yang tepat memungkinkan operator untuk menyesuaikan parameter produksi, mengoptimalkan proses, meningkatkan efisiensi, mengurangi biaya, dan menjaga kualitas produk, menyediakan pupuk berkualitas tinggi untuk pertanian. Gas kalibrasi produksi amonia dapat memiliki 70% hidrogen, 25% nitrogen, dan 5% amonia.
10. Industri Besi dan Baja
Industri besi dan baja, bagian penting dari ekonomi nasional, menggunakan campuran gas secara luas dalam produksi.
Dalam peleburan baja, terutama dalam pembuatan baja konverter, oksigen murni dalam campuran gas oksigen-nitrogen dengan cepat mengoksidasi kotoran dalam besi cair, meningkatkan kualitas baja. Nitrogen bertindak sebagai gas pelindung; dalam pengecoran kontinu, ia membentuk tirai gas pada baja cair untuk mencegah oksidasi dan meningkatkan kualitas billet.
Selama perlakuan panas baja, seperti anil, campuran gas hidrogen-nitrogen melindungi baja dari oksidasi, mengurangi oksida permukaan dan meningkatkan hasil akhir permukaan serta sifat mekanis.
Dalam analisis gas untuk produksi baja, campuran gas standar mengkalibrasi instrumen, memastikan pemantauan gas tungku yang akurat untuk optimalisasi produksi.
Gas campuran oksigen-nitrogen untuk pembuatan baja konverter biasanya memiliki 95% - 99% oksigen dan sisanya nitrogen. Gas campuran anil baja biasanya mengandung 10% - 30% hidrogen dan 70% - 90% nitrogen.
11. Sektor Daya dan Energi
Di bidang daya dan energi, campuran gas memiliki aplikasi penting. Dalam peralatan listrik tegangan tinggi, campuran gas sulfur heksafluorida (SF6) dan nitrogen berfungsi sebagai media isolasi dan pemadam busur. SF6 memiliki sifat isolasi dan pemadam busur yang hebat tetapi mahal dan berbahaya bagi lingkungan. Mencampurnya dengan nitrogen dalam rasio yang tepat mengurangi biaya dan risiko lingkungan sambil menjaga kinerja peralatan. Misalnya, dalam pemutus sirkuit tegangan tinggi, campuran gas dengan cepat memadamkan busur selama pemutusan, melindungi peralatan dan memastikan stabilitas sistem daya.
Di bidang energi yang sedang berkembang seperti penelitian dan produksi sel bahan bakar, campuran gas sangat penting. Sel bahan bakar membran penukar proton membutuhkan campuran gas hidrogen-oksigen (atau udara) sebagai media reaksi. Kontrol yang tepat terhadap laju aliran gas dan rasio sangat penting untuk meningkatkan efisiensi dan stabilitas pembangkit listrik sel bahan bakar. Mengoptimalkan pasokan campuran gas dan kondisi reaksi memungkinkan sel bahan bakar mengubah energi kimia menjadi listrik lebih efisien, mendukung keberlanjutan energi di masa depan.
Biasanya, campuran gas isolasi peralatan tegangan tinggi memiliki 10% - 30% SF6 dan 70% - 90% nitrogen, sedangkan campuran gas reaksi sel bahan bakar mengandung 90% - 99% hidrogen dan 1% - 10% oksigen.
12. Campuran Gas Umum di Industri Petrokimia
Bidang petrokimia memiliki beragam campuran gas dengan penggunaan unik. Campuran hidrogen-nitrogen digunakan untuk hidrogenasi dan nitrogen-hidrogen untuk sintesis amonia. Gas cracking, dari pirolisis suhu tinggi hidrokarbon minyak bumi, mengandung etilena, propilena, butadiena, metana, etana, propana, hidrogen, karbon monoksida, dan karbon dioksida. Ini dipisahkan untuk mendapatkan produk bernilai tambah tinggi. Gas reformasi, dari reformasi minyak bumi, memiliki hidrogen, metana, etana, propana, dan hidrokarbon aromatik, digunakan dalam hidrogenasi dan untuk membuat plastik, dll. Gas ekor desulfurisasi, dari desulfurisasi minyak bumi, memiliki hidrogen sulfida, sulfur dioksida, hidrogen, nitrogen, dan hidrokarbon jejak. Ini memerlukan pengolahan untuk emisi dan pemulihan sulfur. Gas cracking dapat memiliki 30% - 50% etilena, dll.; gas reformasi, 40% - 60% hidrogen, dll.; dan gas ekor desulfurisasi, 1% - 5% hidrogen sulfida, dll.
Kesimpulan
Aplikasi luas dari campuran gas di berbagai sektor menyoroti nilai dan potensinya yang sangat besar. Seiring kemajuan teknologi dan evolusi industri, jenis dan aplikasi campuran gas akan terus berkembang dan mendalam, memainkan peran yang semakin penting dalam mendorong masyarakat manusia ke depan.
