1. Gezondheidszorg
In de gezondheidszorg dienen gemengde gassen als onopvallende levensredders. Anesthetische gemengde gassen, bijvoorbeeld, combineren anesthetische middelen, zuurstof en andere gassen met precisie. Dit stelt patiënten in staat pijnvrij en veilig te blijven tijdens operaties, waardoor naadloze operaties voor medische professionals worden gefaciliteerd. Gemengde gassen voor de behandeling van ademhalingsaandoeningen bevatten doorgaans een specifieke verhouding van zuurstof en helium. Deze kunnen de ademhalingsfunctie van patiënten verbeteren, symptomen zoals dyspneu verlichten, wat bijzonder gunstig is voor mensen die lijden aan chronische obstructieve longziekte, astma en andere ademhalingsstoornissen. Bijvoorbeeld, een anesthetisch mengsel kan bestaan uit isofluraan (een anestheticum) en zuurstof, waarbij het percentage isofluraan wordt aangepast op basis van de toestand van de patiënt en de aard van de operatie, meestal variërend van 0,5% tot 3% binnen het mengsel. Het gemengde gas voor ademhalingstherapie bevat vaak 21% - 40% zuurstof en 50% - 70% helium, met spoorgassen die stabiliteit behouden.
2. Petrochemische Industrie
Binnen de petrochemische sector zijn gemengde gassen cruciaal. Tijdens olieraffinage vinden gassen rijk aan waterstof en stikstof uitgebreide toepassing. Waterstof kan zware olie transformeren in lichtere producten door processen zoals hydrokraken en hydrofining, waardoor de oliekwaliteit wordt verbeterd. Stikstof wordt ondertussen vaak ingezet voor spoel- en verplaatsingstaken om de productieveiligheid te waarborgen. In chemische synthese, bij de productie van ammoniak, moeten stikstof en waterstof in een 1:3 verhouding worden gemengd en gesynthetiseerd onder hoge temperatuur, hoge druk en met behulp van een katalysator. Ammoniak, een essentieel chemisch basismateriaal, wordt veel gebruikt in industrieën zoals meststoffen, kunststoffen en vezels, en ondersteunt de moderne industriële ontwikkeling. Het waterstof-stikstofmengsel voor ammoniaksynthese bevat doorgaans 75% waterstof en 25% stikstof. In hydrokraken kan het gemengde gas 80% - 95% waterstof bevatten, met de rest stikstof en sporen van methaan.
3. Gasapparaat Experimenten en Calorische Waarde Analyse
De veiligheid en prestaties van gasapparaten zijn van belang in het dagelijks leven. In gasapparaatexperimenten zijn specifieke gemengde gassen nodig om diverse gassamenstellingen te simuleren. Deze omvatten koolwaterstofgassen zoals methaan, ethaan, propaan en kleine hoeveelheden inerte gassen zoals stikstof en kooldioxide. Het aanpassen van gasverhoudingen bootst gas uit verschillende regio's na. Voor calorische waarde-analyse laten nauwkeurig geformuleerde gemengde gassen testers de calorische waarde van een gas bepalen, een belangrijke maatstaf voor gaskwaliteit, prijsstelling en apparaatontwerp. In R&D van gasapparaten helpt het testen van calorische waarden van gemengde gassen ingenieurs de verbranding te optimaliseren, waardoor de energie-efficiëntie van apparaten wordt verbeterd, afval en vervuiling worden verminderd. Een typisch simulatiegemengd gas kan 90% methaan, 5% ethaan, 3% propaan, 1% stikstof en 1% kooldioxide bevatten.
4. Gasalarmen
Veiligheid in industriële productie en dagelijks leven is cruciaal, en gemengde gassen voor gasalarmen zijn essentieel voor het voorkomen van gevaren. In industriële gebieden zoals kolenmijnen en petrochemische werkplaatsen, waar brandbare, explosieve of giftige gassen kunnen voorkomen, worden gasalarmen gebruikt voor monitoring. Hun kalibratie en testen zijn afhankelijk van gespecialiseerde gemengde gassen, die doelgassen (bijv. methaan, koolmonoxide, waterstofsulfide) combineren met inert stikstof in specifieke verhoudingen. Regelmatige kalibratie met deze standaardgassen zorgt ervoor dat alarmen nauwkeurig kunnen signaleren tijdens de werking, waardoor werknemers tijd krijgen om te ontsnappen en te reageren op noodsituaties, en gaslek-gerelateerde rampen zoals explosies en vergiftigingen worden voorkomen. Bijvoorbeeld, in de kolenmijnbouw is methaan gebruikelijk. Het kalibreren van methaanalarmen met een methaan-bevattend gemengd gas beschermt kolenmijnoperaties en het leven van mijnwerkers. Een methaan-gebaseerd gas-alarm gemengd gas kan 1% - 5% methaan in stikstof bevatten, afhankelijk van het detectiebereik van het alarm.
5. Gemengde Gassen uit Lucht Scheiding
Lucht scheidingstechnologie isoleert zuurstof, stikstof, argon uit lucht. Gemengde gassen worden bereid voor verschillende behoeften. In industriële productie vereisen veel processen zuurstof-stikstofmengsels in verschillende verhoudingen. Bijvoorbeeld, in metaalwarmtebehandeling, regelt het beheersen van de zuurstof-stikstofverhouding de metaaloxidatie en decarburisatie, waardoor de materiaal- en productkwaliteit verbetert. In de elektronica worden hoogzuivere lucht-scheidingsgemengde gassen gebruikt in de productie van halfgeleiders. In chipproductie wordt een stikstof-waterstofmengsel gebruikt voor het gloeien om interne spanning te verlichten. In voedselconservering wijzigen lucht-scheidingsgemengde gassen de verpakkingsgas. Een stikstof-kooldioxidemengsel in voedselzakken remt oxidatie en microbiële groei. Een metaalwarmtebehandelingsgas kan 20% - 50% zuurstof bevatten, de rest stikstof. Een chip-gloeigas bevat meestal 80% stikstof en 20% waterstof.
6. Verkeersveiligheidsdetectie
Verkeersveiligheidsdetectie is van vitaal belang voor de verkeersveiligheid, en gemengde gassen spelen een sleutelrol. Bij het testen van voertuiguitstoot zijn speciale gemengde gassen nodig om apparatuur te kalibreren. Deze gassen bootsen voertuiguitstootcomponenten na zoals koolmonoxide, kooldioxide, koolwaterstoffen en stikstofoxiden. Regelmatige kalibratie met standaard gemengde gassen zorgt voor nauwkeurige detectieresultaten. Precieze uitlaatdetectie helpt verkeersautoriteiten voertuigen met hoge uitstoot te spotten. Dit spoort eigenaren aan om onderhoud te plegen, waardoor vervuiling wordt verminderd en de volksgezondheid wordt beschermd. Bijvoorbeeld, tijdens jaarlijkse voertuiginspecties, kalibreert het gebruik van een gemengd gas met vastgestelde concentraties van belangrijke verontreinigende stoffen instrumenten, waardoor gegevensnauwkeurigheid wordt gegarandeerd en emissies worden gecontroleerd voor een betere stedelijke luchtkwaliteit. Een typisch kalibratie gemengd gas kan 1% - 5% koolmonoxide, 0,1% - 1% koolwaterstoffen, 0,05% - 0,5% stikstofoxiden bevatten, met de rest voornamelijk kooldioxide en stikstof.
7. Detectie van Motorvoertuiguitstoot
Met de voortdurende toename van het aantal motorvoertuigen is uitlaatvervuiling door deze voertuigen een belangrijke zorg geworden. Gemengde gassen voor de detectie van motorvoertuiguitstoot zijn van groot belang omdat ze nauwkeurig de complexe samenstelling van motorvoertuiguitstoot nabootsen. Deze samenstelling omvat koolmonoxide, kooldioxide, koolwaterstoffen, stikstofoxiden, evenals kleine hoeveelheden van de voorlopers van deeltjes.
Tijdens het uitlaatdetectieproces maakt de apparatuur een vergelijking tussen de gedetecteerde uitlaatcomponenten en het standaard gemengde gas. Bijvoorbeeld, in de eenvoudige werkconditiemethode meet de apparatuur de concentraties van uitlaatcomponenten in real-time onder gesimuleerde rijscenario's en vergelijkt deze waarden vervolgens met de vooraf ingestelde normen. Als de gemeten waarden de normen overschrijden, vereist het voertuig onderhoud en aanpassing.
Deze nauwkeurige detectiemethode, die afhankelijk is van standaard gemengde gassen, biedt robuuste ondersteuning voor het terugdringen van uitlaatvervuiling door motorvoertuigen en het verbeteren van de stedelijke luchtkwaliteit. Een uitgebreid motorvoertuiguitlaat-detectie gemengd gas kan daarnaast sporen van zwaveldioxide bevatten, meestal in het bereik van 0,001% - 0,01%, samen met gassen gerelateerd aan fijnstof.
8. Milieubewaking
Milieubewaking is essentieel voor wereldwijde ecologische bescherming, waarbij gemengde gassen een belangrijke rol spelen.
In atmosferische monitoring worden gemengde gassen gebruikt om instrumenten te kalibreren voor het meten van verontreinigende stoffen zoals zwaveldioxide, stikstofoxiden en fijnstof. Nauwkeurige bereiding van deze gassen zorgt voor gegevensnauwkeurigheid en vergelijkbaarheid, waardoor milieuagentschappen de luchtkwaliteit kunnen beoordelen en beleid kunnen formuleren.
Bij waterkwaliteitsbewaking worden ook gemengde gassen toegepast. Bijvoorbeeld, een standaard gemengd gas met bekende opgeloste zuurstofconcentratie kalibreert opgeloste zuurstofmeters. Nauwkeurige meting van opgeloste zuurstof is van vitaal belang voor het evalueren van zelfzuivering van water, vervuilingsniveaus en de gezondheid van aquatische ecosystemen.
Een atmosferisch zwaveldioxide-kalibratie gemengd gas kan 0,1 ppm - 10 ppm zwaveldioxide in stikstof bevatten. Het waterkwaliteitsbewakings opgelost-zuurstof-kalibratie gemengd gas bevat nauwkeurig afgestelde opgeloste zuurstof in een op inert gas gebaseerde oplossing.
9. Kalibratie van instrumentatie in de meststofindustrie
De meststofindustrie is cruciaal voor de landbouw, en instrumentatie is van vitaal belang voor nauwkeurige productiecontrole. Gespecialiseerde kalibratie gemengde gassen zijn nodig voor nauwkeurige instrumentmetingen. Bij ammoniaksynthese tijdens meststofproductie is strikte controle van de waterstof-, stikstof- en ammoniakverhouding essentieel. Kalibratiegassen worden bereid volgens de werkelijke gascompositie en concentratiebereiken. Regelmatige kalibratie zorgt voor langdurige instrumentnauwkeurigheid. Nauwkeurige metingen stellen operators in staat om productieparameters aan te passen, het proces te optimaliseren, de efficiëntie te verhogen, kosten te verlagen en de productkwaliteit te behouden, waardoor hoogwaardige meststoffen voor de landbouw worden geleverd. Een ammoniakproductie kalibratie gemengd gas kan 70% waterstof, 25% stikstof en 5% ammoniak bevatten.
10. IJzer- en staalindustrie
De ijzer- en staalindustrie, een belangrijk onderdeel van de nationale economie, gebruikt gemengde gassen op grote schaal in de productie.
Bij staal smelten, vooral bij converterstaalproductie, oxideert zuurstof van hoge zuiverheid in zuurstof-stikstof gemengde gassen snel onzuiverheden in gesmolten ijzer, waardoor de staalkwaliteit verbetert. Stikstof fungeert als beschermgas; bij continu gieten vormt het een gasgordijn op gesmolten staal om oxidatie te voorkomen en de kwaliteit van de knuppel te verbeteren.
Tijdens warmtebehandeling van staal, zoals gloeien, beschermen waterstof-stikstof gemengde gassen staal tegen oxidatie, waardoor oppervlakteoxiden worden verminderd en de oppervlakteafwerking en mechanische eigenschappen worden verbeterd.
Bij gasanalyse voor staalproductie kalibreren standaard gemengde gassen instrumenten, waardoor nauwkeurige monitoring van oven gassen voor productieoptimalisatie wordt gegarandeerd.
Converter-staalproductie zuurstof-stikstof gemengd gas bevat meestal 95% - 99% zuurstof en de rest stikstof. Staal-gloeien gemengd gas bevat typisch 10% - 30% waterstof en 70% - 90% stikstof.
11. Energie- en energiesector
In de energie- en energiesector hebben gemengde gassen belangrijke toepassingen. In hoogspannings elektrische apparatuur dienen zwavelhexafluoride (SF6) en stikstof gemengde gassen als isolatie- en boogblusmedia. SF6 heeft geweldige isolatie- en boogbluseigenschappen, maar is duur en schadelijk voor het milieu. Het mengen met stikstof in een geschikte verhouding verlaagt de kosten en milieurisico's terwijl de prestaties van de apparatuur behouden blijven. Bijvoorbeeld, in hoogspanningscircuitonderbrekers dooft het gemengde gas snel bogen tijdens het schakelen, waardoor apparatuur wordt beschermd en de stabiliteit van het energiesysteem wordt gewaarborgd.
In opkomende energiegebieden zoals brandstofcelonderzoek en -productie zijn gemengde gassen cruciaal. Proton-uitwisselingsmembraan brandstofcellen hebben een waterstof-zuurstof (of lucht) gemengd gas nodig als reactiemedium. Nauwkeurige controle van de gasstroomsnelheid en verhouding is van vitaal belang voor het verbeteren van de energieopwekkingsefficiëntie en stabiliteit van brandstofcellen. Optimalisatie van de gemengde-gasvoorziening en reactieomstandigheden stelt brandstofcellen in staat om chemische energie efficiënter om te zetten in elektriciteit, wat bijdraagt aan toekomstige energie duurzaamheid.
Typisch heeft een hoogspanningsapparatuur-isolerend gemengd gas 10% - 30% SF6 en 70% - 90% stikstof, terwijl een brandstofcel-reactie gemengd gas 90% - 99% waterstof en 1% - 10% zuurstof bevat.
12. Gemeenschappelijke gemengde gassen in de petrochemische industrie
Het petrochemische veld heeft diverse gemengde gassen met unieke toepassingen. Waterstof-stikstofmengsels worden gebruikt voor hydrogenering en stikstof-waterstof voor ammoniaksynthese. Krakengas, afkomstig van hogetemperatuurpyrolyse van petroleumkoolwaterstoffen, bevat ethyleen, propyleen, butadieen, methaan, ethaan, propaan, waterstof, koolmonoxide en kooldioxide. Het wordt gescheiden om producten met hoge toegevoegde waarde te verkrijgen. Reformaatgas, afkomstig van petroleumreforming, bevat waterstof, methaan, ethaan, propaan en aromatische koolwaterstoffen, gebruikt bij hydrogenering en voor het maken van kunststoffen, enz. Ontzwavelingstaartgas, afkomstig van petroleumontzwaveling, bevat waterstofsulfide, zwaveldioxide, waterstof, stikstof en sporen van koolwaterstoffen. Het moet worden behandeld voor emissies en zwavelterugwinning. Krakengas kan 30% - 50% ethyleen bevatten, enz.; reformaatgas, 40% - 60% waterstof, enz.; en ontzwavelingstaartgas, 1% - 5% waterstofsulfide, enz.
Conclusie
De uitgebreide toepassingen van gemengde gassen in meerdere sectoren onderstrepen hun enorme waarde en potentieel. Naarmate de technologie vordert en industrieën evolueren, zullen de soorten en toepassingen van gemengde gassen blijven uitbreiden en verdiepen, en een steeds crucialere rol spelen in het bevorderen van de menselijke samenleving.
