CZĘŚĆ 3. GAZY TECHNICZNE
Sprężone powietrze zaliczane jest do kategorii gazów technicznych, definiowanych jako gazy albo ich mieszaniny mające różnorodne zastosowanie w przemyśle oraz w badaniach naukowych. Poza nim do tej grupy należy wiele innych. Wprowadza się ich klasyfikację według różnych kryteriów. Przykładowo ze względu na właściwości i sposób użycia można je podzielić na: atmosferyczne, palne i osłonowe do spawania.
Do pierwszej kategorii należą: tlen, dwutlenek węgla i powietrze syntetyczne. Palne to z kolei: acetylen, wodór i propan. Niektóre z nich można zaliczyć do kilku grup, jak gazy atmosferyczne azot, hel i argon używane też jako osłonowe do spawania.
Przykłady gazów technicznych to oprócz tego: amoniak, butan, chlor, dwutlenek azotu, dwutlenek siarki, etan, etylen, fluor, fluorowodór, fosgen, metan, neon, propylen, siarkowodór oraz tlenek węgla. Dalej i w ramce przedstawiamy przykładowe zastosowania wybranych spośród wymienionych gazów.
POPULARNE ZASTOSOWANIA O2 I CO2
Tlen wykorzystuje się m.in. w hutnictwie jako czynnik ułatwiający spalanie i, w postaci mieszaniny z gazem palnym, w cięciu, spawaniu i lutowaniu twardym, jako czynnik podnoszący temperaturę płomienia. Poza tym jest składnikiem mieszanin osłonowych w spawaniu, stabilizującym łuk i zmniejszającym napięcia powierzchniowe. Zwiększa także wydajność reakcji utleniania i jest używany w uzdatnianiu wody i oczyszczaniu ścieków. Ważną dziedziną zastosowań tlenu jest medycyna.
Dwutlenek węgla ma wiele zastosowań w branży spożywczej. Przykładami są: produkcja napojów gazowanych, konserwacja żywności, zapewnienie atmosfery ochronnej podczas pakowania. Poza tym jest używany w dojrzewalniach warzyw i owoców w celu przyspieszenia ich dojrzewania. CO2 wykorzystuje się też w produkcji aerozoli, pianek i jako gaz osłonowy w spawaniu metodą MAG. Dodany do płukania masy celulozowej zwiększa efektywność usuwania z niej zanieczyszczeń. W formie stałej (suchy lód) znajduje zastosowanie jako czynnik chłodzący i czyszczący.
Powietrze syntetyczne jest mieszanką tlenu i azotu o dużej czystości w porównaniu do "zwykłego", silnie zanieczyszczonego powietrza atmosferycznego. Wykorzystuje się je na przykład jako gaz zerowy, który rozcieńcza w mieszankach wzorcowych inne składniki. Przykładem zastosowania mieszanin wzorcowych jest kalibracja czujników oraz analitycznych przyrządów pomiarowych.
GDZIE UŻYWA SIĘ AZOTU, HELU, ARGONU?
Azotu używa się w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym do zabezpieczania łatwo psujących się składników i gotowych produktów przed skutkami utleniania oraz aktywności drobnoustrojów podczas przesyłu rurociągami linii technologicznych i pakowania. Ma także zastosowanie w procesach obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej - na przykład w wyżarzaniu zapewnia wysoką jakość i jasną barwę powierzchni, w hartowaniu zapobiega utlenianiu i odwęglaniu, w piecowym lutowaniu twardym poprawia jakość połączeń, w spiekaniu proszków metali zapobiega odwęglaniu. Azotowanie oraz węgloazotowanie zwiększają odporność utwardzanej w ten sposób powierzchni na zużycie.
W górnictwie azot jest wykorzystywany do inertyzacji atmosfery w kopalni polegającej na doprowadzeniu do strefy zagrożonej wybuchem pożaru (w ramach prewencji) albo do ogniska pożaru gazu obojętnego, który spowoduje obniżenie stężenia tlenu.
Przykładowe zastosowania helu to: płukanie instalacji wykorzystujących ciekły wodór, schładzanie nadprzewodnikowych cewek magnetycznych w aparaturze do rezonansu magnetycznego, składnik atmosfery ochronnej w produkcji półprzewodników, wykrywanie nieszczelności i chromatografia gazowa.
Argon z kolei poza tym, że jest wykorzystywany jako gaz osłonowy w spawaniu łukowym, jest składnikiem mieszanek wypełniających świetlówki, pełni funkcję gazu nośnego w chromatografii, znajduje zastosowanie w procesach napylania, wytrawiania plazmowego, implantacji jonowej i zapewnia atmosferę ochronną w produkcji spożywczej i farmaceutycznej, na przykład w czasie pakowania i w hutnictwie.
Gazy techniczne - przegląd zastosowańAcetylen ze względu na wyróżniające go właściwości (m.in. dużą temperaturę płomienia, płomień nieutleniający) jest używany na przykład do: spawania gazowego, płomieniowego nagrzewania, prostowania, hartowania i czyszczenia, ogrzewania punktowego, lutowania twardego. Wybrane zastosowania wodoru to, w branży chemicznej: synteza amoniaku i produkcja nawozów sztucznych, synteza alkoholu metylowego, w przemyśle naftowym: hydrokraking, odsiarczanie, izomeryzacja oraz hydrorafinacja węglowodorów pochodzących z ropy naftowej, utwardzanie tłuszczów, na przykład w produkcji margaryny i redukcja rud metali w branży metalurgicznej. Amoniak znajduje zastosowanie m.in.: w produkcji nawozów sztucznych, tlenku azotu, który jest półproduktem w procesie wytarzania kwasu azotowego, cyjanowodoru, sody amoniakalnej, tkanin syntetycznych i barwników. Jest także wykorzystywany jako czynnik chłodniczy. Chlor z kolei jest używany do uzdatniania wody, a poza tym w branży papierniczej, chemicznej i metalurgicznej. Dwutlenek siarki jest używany w przemyśle spożywczym jako konserwant, m.in. w winach. Poza tym w branży tekstylnej i papierniczej wykorzystuje się go do wybielania. Inne jego zastosowania to: chłodnictwo oraz dezynfekcja. Etan jest używany jako czynnik chłodniczy. Etylen natomiast jest wykorzystywany do produkcji polietylenu i wielu kopolimerów, etylobenzenu (do produkcji styrenu), tlenku etylenu, chloropochodnych (chlorek winylu, dichloroetan), etanolu i wyższych alkoholi alifatycznych. Poza tym gazowanie etylenem przyspiesza dojrzewanie owoców. Fluor znajduje zastosowanie w produkcji teflonu oraz w syntezie fluoropochodnych węglowodorów. Fluorowodór jest używany: do trawienia szkła, jako katalizator w procesach otrzymywania benzyn i w produkcji fluoropochodnych związków organicznych. Fosgen znajduje zastosowanie w syntezie organicznej, m.in. w produkcji barwników, poliwęglanów, chlorków, jako środek bielący. Metan jest używany jako gaz testowy (kalibracyjny), w produkcji komponentów elektronicznych i jako paliwo. Propylen z kolei jest wykorzystywany w produkcji acetonu i jako czynnik chłodniczy. Przykładowe zastosowanie tlenku węgla to: produkcja kwasu octowego, fosgeny i w kalibracji jako gaz wzorcowy. |
