美国TESCOM适用的气体压力调节场合
氧气
它维持生命并使燃烧成为可能。作为地球上*富饶的元素，氧在海洋中占了85%的比例，并且在大多数岩石和矿石的外壳中它的含量为46%。此外，人体中的氧含量为60%。
氧无色、无嗅、无味，微溶于水。比重为1.105,比空气稍重。当它被冷却到沸点-297°F(-183°C)时，就变成透明，淡蓝色液体，比水稍重。
氧可以同除惰性气体外的所有元素反应，形成的化合物称为氧化物。反应速度-也叫氧化—随不同情况而变化。
虽然氧本身是不燃的，但它可以提高所有可燃物质在空气中的燃烧效率，使它们燃烧更快更猛。这些助燃特性使氧在许多工业应用中得到使用。
大气中包含78%的氮气和21%的氧气，大气在摄氏零下183度时转化成液体，在摄氏零下218.9度时转化成固体。
在大气压力下，液氧的体积只是其气态时的1/854。因此大量的氧气通常以低温液态的形式被运输和储存。
氧气*重要的特性是其活化性。氧气几乎能和所有的物质发生反应。在富氧大气条件下，发生氧化和燃烧的速度比在一般大气条件下快得多。
由于氧气是生物新陈代谢所必需的，并且在水中具有高度的溶解性，因此它还被广泛应用于水处理和环境保护领域。
氧的应用
氧在许多工业中有着不同的应用，它们包括：
·钢铁制造---用于高炉和平炉的空气富氧和提高燃烧温度；用于电弧炉，提高钢水温度和增强废钢的再生率；在炼钢过程中替代焦炭作为可燃剂。
·化工工艺---通过氧化改变供料结构，来制造硝酸、环氧乙烷、环氧丙烷、二氯乙烯单体和其它结构的化学品；此外，还能提高废料焚烧的能力和效率。
·纸浆和造纸---使制造商的各种造纸工艺满足严格的环保条例，这些工艺包括：去木质素、漂白、氧化提取、化学品回收、黑/白液氧化以及石灰窑富氧。
· 金属制造---用于替代空气或对空气进行富氧，来提高有色和无色金属生产中的燃烧温度；为切割和焊接中的焊具制造高温火焰。
· 金属加工---支持氧燃料切割操作。有时，在保护气中加入少量的氧。
· 玻璃制造---提高玻璃制造炉和炉床的燃烧效率，减少氧化氮的排放以达到严格的环保要求。
·石油回收和精炼---降低油井和气井的粘度和改善流量；除了能推动使用更重的物料，还能提高流体催化裂化工厂的能力；还能降低精炼中的硫排放。
·保健服务---能用于恢复知觉，或者同其它气体一起使用进行麻醉；但*基本的还是用于急救时的生命维持系统或用于长期**病人的呼吸紊乱。
· 公用设施---用于发电时将煤转换成电。
氮气
氮，或N2，是二价气体，它占了地球大气层中78%的比例。除空气外，氮还存在于所有生命形式的蛋白质中，存在于某些天然烃类气体的沉淀物中，以及许多有机和无机化合物中。
氮无色、无嗅、无味、无毒，它作为不燃气体存在于大气温度和压力下。比重为0.9669,比空气稍轻。当氮被冷却到它的沸点（-320°F)时,就会变成无色液体，然后可以再被压缩成无色固状晶体。它仅微溶于水和其它多数液体，导热和导电性很差。
气态氮的大多数应用依赖于它的惰性特点。然而，在高温和高压下，氮除了同一些气体元素如氢和氧反应外，还会同一些活性金属（如锂和镁）反应产生氮化物。
氮气是不易燃的气体，并具有抑制燃烧的作用。此外，用氮气替代氧气用于呼吸，会使人窒息。在大气压力下，氮气在摄氏零下196度时转化成液体。
氮气的特性是使用时必须参照由工业气体协会机构如IGV、EIGA和CGA颁发的特别**指导条例。
氮气被广泛应用于工业和研究领域。在大多数的应用中，氮气是作为一种物理的制冷剂或是一种化学的惰性气体。此外，氮气在被使用后，可以无任何变化地回到大气中。
氮的应用
氮可用于不同的商业应用中，它们包括：
· 化工工艺---用于惰性保护容器和对氧敏感的化学品，通过制造一个却氧的环境来减少**隐患；通过管道驱动液体；以及制造氨。
·食品---氮可以防止包装食品的氧化、霉菌生长、受潮以及害虫侵扰，从而延长了上架有效期；可快速冷冻；以及在运输过程中对易腐食品进行冷藏。
·石油回收和精炼---提高回收效率和维持油库和蓄气库的压力；毯式惰性保护存储罐和装载/卸载产品；吹扫管道；以及从废水流中气提挥发性有机化合物（VOC）或者冷却排放流。
·金属生产和加工---可以保护钢、铜和铝等金属在高温炉中进行退火、渗碳和烧结操作；冷却挤压膜；金属部件的冷缩配合；用于不锈钢管焊接的吹扫。此外，还用于等离子切割。
· 电子---用于防止半导体和印刷电路制造中的氧化；由于避免使用氟氯烃清洗剂，从而增强了溶剂的回收。
· 玻璃制造---用于冷却炉子的电极并防止制造中发生氧化；还用于降低空气温度达到*佳冷却效率。
·研究和健康服务---冷冻和保藏血液、生理组织、精液和其它生物标本；在低温手术和皮肤医疗中冷冻并破坏带病组织；另外，还用于预冷或隔离核磁共振成像，节省成本更高的氦。
· 建筑---用于抑制混凝土的倾倒温度，防止产生裂缝；以及用于加固地基。
氩气
氩气是一种无色、无嗅的气体，比重高于大气。氩气*重要的化学特性是它的惰性，这一特性使其成为高温处理的保护气体，通常被用于冶金和焊接工艺中。 氩气(Ar)是一种惰性气体,它在地球大气层中占了0.93%的比例。惰性气体包括氩、氦、氪、氙，有时也包括氡。它们非常稳定，发生反应的机率很低。氩无色、无嗅、无味、无毒。现在还未知有任何化合物。比重为1.38，比空气重25%。在大气压力下，在华氏302度（摄氏186度）时，变为液体。氩具有无腐蚀性，不燃烧，低导热性、以及微溶于水的特点。
在高压下，氩气表现出一种偏离理想气体定律的“真正的特性”。例如，在200巴的压力下，钢瓶可以容纳超过按理想气体状态预计的约7%的氩气。氩气无毒，但如同氮气一样，氩气也可以替代用于呼吸的氧气（导致窒息）。此外，由于氩气比重高于大气，它会聚集在地表附近，特别是在低气压时，情况更甚。
氩的应用
铝业---用来替代空气或氮气，在铝的制造过程中产生惰性气氛；在脱气过程中帮助去除不需要的可溶气体；以及去除熔铝中溶解氢气和其它颗粒。
炼钢---用于置换气体或蒸气并防止工艺流程中的氧化;用于搅拌钢水来保持恒定的温度和同一的成份；在脱气过程中帮助去除不需要的可溶气体；作为载体气体，氩可以用层析法来确定样品的成份；氩还能用于不锈钢精炼中使用的氩氧脱碳工艺（AOD），目的是去除一氧化碳和减少铬的损失。
金属加工---氩在焊接中用作惰性保护气；在金属和合金的退火及辊轧中提供无氧无氮保护；以及用于冲洗熔化金属以消除铸件中的气孔。
电子---为超纯半导体中使用的锗和硅晶体提供保护气氛和热传导
照明---用于白枳灯和荧光灯泡的充气；在氖灯中制造蓝光。
一氧化碳
一氧化碳是化工领域重要的媒介产品。 一氧化碳的制造有两种主要技术： 利用氧气对含碳介质进行放热转化，例如局部氧化（Pox）；对轻碳氢化合物进行蒸汽重整（SR），或一个*简单的例子就是蒸汽甲烷重整（SMR）。
一氧化碳根据其不同的纯度被应用于各种工艺中。在标准纯度下，它被用于生产光气和醋酸。在超高纯度下，一氧化碳可用作试验气体和标气的一个组成部分。
二氧化碳
二氧化碳, CO2,是一种无味、无色、无嗅、非燃的液化气。它是自然界中生命循环的基础组成部分。人体和动物呼出的二氧化碳，被植物吸收用于生长。反过来，植物又释放人体赖以生存的氧气。
二氧化碳在空气中的比例不到1%， 它的化学和物理特性使其成为碳酸饮料和冷冻食品保鲜的理想工具。
不同于大气层中的气体，空气分离并不是二氧化碳的主要来源。虽然有时它可以从燃料的燃烧过程中直接得到，但*经济的方法是将它作为一种副产品从其它公司的制造工艺中回收或从天然气井中得到。然后，再将它纯化和液化并销售给世界各地的用户。
清洗和溶剂提取
在超临状态下(87.9oF (31.1oC)和1070.6psia(7.38兆巴)),二氧化碳变成通用溶剂。它可以取代氟氯烃用于设备清洗。
低温清洗
二氧化碳干冰颗粒经压缩空气的加速后，可用于清洗。二氧化碳的非导电性可以**的用于电气部件的清洗，此外，它不会磨损设备、不爆炸且不燃烧。
消防
二氧化碳可用于熄火且不损坏或污染材料，因此，在无水、不能用水或用水灭火效率不高的情况下，可用它来灭火。
二氧化碳的特性，例如惰性和高度的水溶性，使其在很多方面成为人们日常生活和环保技术中一种理想的助剂。例如在食品工业，二氧化碳被用于为许多饮料“加汽”。
二氧化碳可以使饮料处于良好状态，也可以中和废水。低温液态或固体二氧化碳（干冰）可用作制冷剂，温度低至摄氏零下79度。
二氧化碳部分由天然生成，部分来自工业废气。制造合成气体和氧化乙烯时产生的副产品是大批量二氧化碳*经济的来源。
二氧化碳的天然来源主要位于火山区域。此外，有时在地表或钻井探取沉淀物时也能发现二氧化碳。
二氧化碳的应用
二氧化碳有众多的工业应用，包括：
·食品和饮料---二氧化碳饮料的碳酸化。作为一种天然的**物质，二氧化碳还能用于延长乳制品的货架时间，保证口味和质地，减少天然或人工防腐剂的使用。其它应用包括：食品冷冻和冷却，包装，混合和搅拌冷却，配料冷却和运输以及运输过程中的冷藏。二氧化碳的固体形式也称作干冰。许多人知道二氧化碳可用于食品冷冻、碳酸饮料和干冰。但大多数人并不知道它还可以用来清洁空气和水，以及拯救树木。
·水处理...工业和城市废水在被排放到周边环境之前必须经过中和处理。二氧化碳能取代腐蚀性强的酸用于碱性中和工艺。它比硫酸系统更**，更经济，可控性更强，此外，停机时间减少，无需劳力来处理化学品。二氧化碳腐蚀性低，易处理和存储。
· 金属加工---通常在焊接中用作保护气。它在气保护电弧焊接工艺中能防止大气对熔化的焊缝金属的污染。
· 植物生长...二氧化碳系统极大地改善了温室中植物的生长和质量。增加气体浓度可以使植物长地更大、更健康、也更快，特别是在冬季，它可以使取暖成本降低50%左右。二氧化碳能取代煤气发生器，节省燃料成本并避免有害排放物。
· 纸浆和造纸...二氧化碳现被用于造纸厂的许多不同应用中，目的在于减少成本和回收有价值的化学品。用二氧化碳代替硫酸处理筛选段的油墨是很有效的。
· 清洗和溶剂提取... 在超临状态下(31.1oC和7.38兆巴), 二氧化碳变成通用溶剂。它可以取代氟氯烃用于设备清洗。
· 低温清洗...二氧化碳干冰颗粒经压缩空气的加速后，可用于清洗。二氧化碳的非导电性可以**的用于电气部件的清洗，此外，它不会磨损设备、不爆炸且不燃烧。
· 消防... 二氧化碳可用于熄火且不损坏或污染材料，因此，在无水、不能用水或用水灭火效率不高的情况下，可用它来灭火。
保护气体及焊接气体
通过不同的焊接方法，如TIG，MIG和MAG，焊接保护气在焊接技术中起着至关重要的作用。焊接保护气很大程度上影响着焊缝的质量和焊接的成本。
然而，在介绍焊接保护气时，过去被普遍使用的只有少数几个单纯气体，例如，纯氩用于WIG和MIG焊接，纯二氧化碳用于MAG焊接，如今，混合气体占据了主导位置。
这样的标准化混合气品种很多，因为现在除了氩气、二氧化碳，氧气、氦气、氢气和氮气都可以成为混合气的组份。不同的焊接保护气体在欧洲标准制定的“切割与焊接保护气体”中被分门别类。
乙炔及其它燃烧气体
乙炔是一种高性能的燃料气体，被广泛应用于各个领域，在气体焊接和切割技术中，乙炔是一种通用气体。无论是切割、焊接、火焰切割、火焰喷涂或是火焰刨槽，采用乙炔都是正确的选择。
传统的乙炔生产方式是通过碳钙化合物在水中的反应。但今天的乙炔主要来自石化行业。其它燃料气体也大都是石化行业的副产品。
氦气及其他惰性气体
除了氢气，氦气是自然界中**个*常见的气体。但是，大气中几乎不含氦气。因此，我们所需的所有的氦气都是从含氦的天然气中获得。目前美国、北非和俄罗斯的氦气资源供应着整个地球的需要。
世界上*大的单独的氦气生产基地位于北美的一个矿物油生产商的场地，生产能力达2700万平方。
自1992年起，位于俄罗斯的*大的天然气供应商开始供应氦气。为了满足对氦气作为冷冻剂的需求并确保长距离运输，氦气通常以低温液态被放在特别的真空绝缘的储罐中运输。对于用氦大客户，可以使用一个对已用氦气的回收和再液化装置来降低成本。
上海孟良仪器技术有限公司 www.menglianggroup.com