工业气体的发展历史及市场概况

8世纪末通过化学方法把气体从空气中分离出来为工业气体行业奠定了基础。DanielRutherford（1749-1819）在1772年把氮分离出来。不久之后JosephPriestley 以及CarlWilhelmScheele在1776年分离出来了氧气。氧气起初用于医学领域，然后在19世纪末开始进入焊接的商业用途。大气气体开发过程中发生的另一件大事是在1863年发现了乙炔，它是一种常用的焊接气体。随后发现乙炔可溶于丙酮，从而使圆筒运输成为可能，工业加工领域广泛使用气体的潮流由此开始。1877年发明了分馏的加工方法，这第1次使大量生产气体不用再花费巨资。迅速发展的工业化，两次世界大战，以及运用氧乙炔炬（oxyacetylenetorch）焊接在20世纪中期大大推动了工业气体需求的增长。第二次气体需求大增长发生于20世纪60年代初，原因是钢厂放弃早期的空气喷射法（airinjectionmethods）而改用氧气喷射法（oxygeninjectionprocess）。氧气喷射法减少了碳与磷的含量，从而大大提高了钢铁产品的质量。而且采用该技术后氧气产量从1960年至1965年增加了10倍。同时氮也被大量用作惰性“覆盖剂”（blanketingagent）。由此推动了气体生产设备的大规模兴建。20世纪80年代中期电子产业也开始兴起，这推动特种气体的需求进一步提高。金属预制及生产等传统市场消费增大，加上在健保、电子、饮料和食品包装等终端市场增加新的应用领域，因此气体行业在20世纪90年代持续增长。能源领域在过去数年成了气体行业发展的大动力。干净燃料的推广加大了炼油行业的氢气使用量，而在健保、食品及饮料、炼油及原油强化回收（enhancedoilrecovery）等一系列终端市场，气体作为能源得到广泛运用，这使气体需求在21世纪初继续走强。依据汇丰的预测，全球工业气体市场的经济规模达580亿美元，四大生产商共占市场份额的72%左右。工业气体行业的增速传统上是全球GDP的1.5至2.0倍，过去10年中它的年均增长率约8%。工业气体大的区域性市场依然是欧洲及北美。正如汇丰在前文谈到，为保证获取更高收益率就必须建立区域性的营销体系及加强客户密度，因此全球四大气体企业在欧洲及北美市场占据主导地位是顺理成章的：AirLiquide在法国，Linde在德国及英国，而Air Products及Praxair则在美国。

氢能无人机通过高海拔救援测试

据国外网站报道，目前无人机主要应用于搜索和救人等人道主义用途，但是由于目前使用的锂离子电池，无人机还无法应用于高空山地救援。据报道，商用无人机制造商MMC已经用氢动力HyDrone1550成功地克服了障碍。来自MMC的飞行员在中国云南省进行了实地测试，此次测试是在玉龙雪山和白马雪山的极高（高于14000英尺）极寒条件完成的，并且每次测试都成功完成。2017年早些时候就有无人机成功试飞的报道，在中国东北边界附近的长白山执行任务期间，HyDrone1550已成功拯救了3人。这里地形崎岖，温度低，因此大多数无人机在这里是无法正常行驶的。无人机在搜索和救援应用中比直升机更有优势。首先，无人机的运营成本低于直升机；其次无人机的大小恰好可以在较低高度和一些不可接近的地区飞行，那些对于直升机驾驶员来说有危险的飞行，无人机可以毫无顾虑去完成。MMC的氢能动力源成功克服了当下锂动力源无人的里程短受天气条件等缺陷。HyDrone1550的单次飞行可达150分钟，这与先进直升机的水平是十分接近的。目前，HyDrone 1550已被应用于电力检测、石油检测、林业和消防等领域。

四类工业气体的详解

工业气体多种多样，而按照化学性质的不同也可以分为四类，包括剧毒气体，易燃气体，助燃气体和不燃气体。⑴剧毒气体，具有极强毒性，侵入人体能引起中毒甚至死亡。如氯气、氨气等。⑵易燃气体，具有易燃烧性和化学爆炸危险性，并有一定的毒性。如氢气、乙炔等。⑶助燃气体，具有助燃能力，但自身不燃烧，存在扩大火灾的危险性，如氧气等。⑷不燃气体，工业气体对人具有窒息性，性质稳定，不燃烧，如氮气、二氧化碳和氩气。国家标准GB13690-1992中，将上述4 种气体分为3小类，即第2。1类易燃气体、第2。2类不燃气体(包括助燃气体)、第2。3类有毒气体。工业气体按组份可分为单一品种气体的工业纯气和二元或多元气体的工业混合气。国家标准《瓶装压缩气体分类》(GB16163-1996)中，根据工业纯气在气瓶内的物理状态和临界温度进行分类，并按其化学性能，燃烧性、毒性、腐蚀性进行分组。第1类为气体，其临界温度〈-10℃，在充装时以及在允许的工作温度下储运和使用过程中均为气态，分为a、b两组：a组为不燃无毒和不燃有毒气体(包括氧、 氮、氩等)，b组为可燃无毒和可燃有毒气体(包括氢等)。第2类为液化气体，其临界温度≥-10℃， 包括高压液化气体和低压液化气体。其中，液态气体高压液化气体临界温度≥-10℃且≤70℃，在充装时为液态，但在允许的工作温度下储运和使用过程中随着温度升高至临界温度时即蒸发为气态，分为a、b、c 三组：a组为不燃无毒和不燃有毒气体(包括二氧化碳)；b组为可燃无毒和自燃有毒气体；c 组为易分解或聚合的可燃气体。低压液化气体临界温度〉70℃，在充装时以及在允许的工作温度下储运和使用过程中均为液态，也分为a、b、c三组：a组为不燃无毒和不燃有毒及酸性腐蚀气体(包括氯)；b 组为可燃无毒和可燃有毒及碱性腐蚀气体(包括氨)；c 组为易分解或聚合的可燃气体。第3类为溶解乙炔， 在压力下溶解于气瓶内溶剂的气体，仅有a组：易分解或聚合的可燃气体(包括乙炔)。此分类是混合气配制的基础。

氩气是一种有毒气体吗？

氩气是一种稀有气体，几乎不参与任何的化学反应，是一种惰性气体。当然氩气也是无毒的，那么今天将介绍氩气 氩气为惰性气体,对人体无直接危害。但是，如果工业使用后，产生的废气则对人体危害很大，会造成矽肺、眼部损坏等情况。 虽然是惰性气体，同时也是窒息性气体，大量吸入会产生窒息。生产场所要通风，并且，从事与氩气有关的技术人员，每年定期进行职业病体检，确保身体健康。 氩本身无毒，但在高浓度时有窒息作用。当空气中氩气浓度高于33%时就有窒息的危险。当氩气浓度超过50%时，出现严重症状，浓度达到75%以上时，能在数分钟内死亡。液氩可以伤皮肤，眼部接触可引起炎症。 所以氩气虽然是无毒的，但是仍然具有一定的危险性。在使用氩气的时候还是需要格外注意！

氧气减压阀的使用注意事项

氧气减压阀的高压腔与钢瓶连接，低压腔为气体出口，并通往使用系统。高压表的示值为钢瓶内贮存气体的压力。低压表的出口压力可由调节螺杆控制，气体供应的小编为你做详细的讲解。              1、使用时先打开钢瓶总开关，然后顺时针转动低压表压力调节螺杆，使其压缩主弹簧并传动薄膜、弹簧垫块和顶杆而将活门打开。这样进口的高压气体由高压室经节流减压后进入低压室，并经出口通往工作系统。        2、转动调节螺杆，改变活门开启的高度，从而调节高压气体的通过量并达到所需的压力值。        3、 减压阀都装有安全阀。它是保护减压阀并使之安全使用的装置，也是减压阀出现故障的信号装置。如果由于活门垫、活门损坏或由于其它原因，导致出口压力自行上升并超过一定许可值时，安全阀会自动打开排气。        4、氧气减压阀的安装使用的注意事项：        (1)按使用要求的不同，氧气减压阀有许多规格。高进口压力大多为，低进口压力不小于出口压力的2.5倍。出口压力规格较多，一般为，高出口压力为。        (2)安装减压阀时应确定其连接规格是否与钢瓶和使用系统的接头相一致。减压阀与钢瓶采用半球面连接，靠旋紧螺母使二者完全吻合。因此，在使用时应保持两个半球面的光洁，以确保良好的气密效果。安装前可用高压气体吹除灰尘。必要时也可用聚四氟乙烯等材料作垫圈。        (3)氧气减压阀应严禁接触油脂，以免发生火警事故。        (4)停止工作时，应将减压阀中余气放净，然后拧松调节螺杆以免弹性元件长久受压变形。        (5)减压阀应避免撞击振动，不可与腐蚀性物质相接触。              5、其它气体减压阀的注意问题：                     有些气体，例如氮气、空气、氩气等性气体，可以采用氧气减压阀。但还有一些气体，如氨等腐蚀性气体，则需要专用减压阀。市面上常见的有氮气、空气、氢气、氨、乙炔、丙烷、水蒸气等专用减压阀。这些减压阀的使用方法及注意事项与氧气减压阀基本相同。但是，还应该指出:专用减压阀一般不用于其它气体。为了防止误用，有些专用减压阀与钢瓶之间采用特殊连接口。例如氢气和丙烷均采用左牙螺纹，也称反向螺纹，安装时应特别注意。

液氮食品冷冻技术简析

液氮速冻技术发展背景：1. 50年代末，由于宇宙空间技术的发展，作为火箭燃料所产生的大量液态氧的需要，促使空气液化分离工业的飞跃发展。液氮的生产使空气中所含78%的氮的大量液化生产成为可能，从而为冷冻食品工业新的应用开辟了途经。2. 60年代初，美国的冷冻食品工业面临一个新的转折点，当时的冷冻食品向三个方向发展：（1）冷冻食品向“单体快速冻结”（IQF）方向发展；（2）要求通过连续速冻装置提高冷冻食品的生产量；（3）要求冷冻食品向高质量的速冻保鲜食品发展。由于这些要求促使冻结方法必须在技术上进行更新，因此液氮速冻技术应运而生，并迅速得到广泛应用。液氮速冻有着下列优点：1.液氮可与形状不规则的食品的所有部分密切接触，使传热阻力降低到小限度。2.液氮无毒，且对食品成分呈惰性，再者，由于替代了从食品中出来的空气，所以可在冻结和带包装贮藏过程使氧化变化降低到小限度。3.冻结食品的品质高。由于液氮和食品直接接触，以200K以上的温差进行强烈的热交换，故冻结速度极快，每分钟能降温7～15K。食品内的冰结晶细小而均匀，解冻后食品质量高。4.冻结食品的干耗小。用一般冻结装置冻结的食品，其干耗率在3%～6%之间，而用液氮冻结装置冻结，干耗率在0.6%～1%之间。所以适于冻结一些含水分较高的食品，如杨梅、西红柿、蟹肉等。5.占地面积小，初投资低，装置效率高。随着液氮速冻技术的进一步完善和发展，它被迅速、广泛应用于鱼、虾、螃蟹、鸡、鸭、肉（牛、羊等）、水果（杨梅、荔枝等）、蔬菜、及各种预制食品（牛排、生鱼片、肉丸子、炸虾、肉饼、汉堡包、比萨饼、蛋制品、汤料等）的冷冻中。英国1981年液氮速冻食品占冷冻食品的10%，用液氮量超过100kt。西欧液氮产量的1/3用于食品速冻和冷藏运输。日本液氮速冻食品约占冷冻食品的40～50%。目前美国有几百家食品加工企业采用液氮速冻，仅一家速冻牛排厂每天用700t液氮。我国70年代初北京、上海就已研制出液氮速冻食品生产线，80年代先后从日本、瑞典、法国、美国和丹麦等国引进了各种速冻装置（包括液氮速冻），并对银鱼、湖蟹、对虾等鲜活水产品液氮速冻成功。由于每公斤速冻食品需用液氮0.8～1kg，受液氮价格高的影响，1991年我国自己制造的250台各类速冻装置中，采用液氮的极少，造成我国目前液氮速冻食品在冷冻食品中所占比例很低，未能广泛普及。液氮是无色、无味、低粘度的透明液体，化学性质稳定。液氮在常压下的沸点是-195.8℃，当它与被冻食品相接触时，能吸收的蒸发潜热为198.9kJ/kg；再让氮蒸气升温至-20℃，平均比热以1.047kJ/（kg·K）计，则能吸收184.1kJ/kg。两项合计为383.0kJ/kg，是一种理想的制冷剂.用液氮速冻食品，早始于美国。美国在50年代就开始了这方面的研究，至1960年即正式用于速冻食品。1964年开始在生产上迅速推广。 ?近几年，随着改革开放的深入，国外主要跨国气体公司竞相在我国建立合资企业，带来了先进的空分设备、技术和管理，使我国低温液体的产量大幅度提高，供应的地区和范围不断扩大，价格大幅度降低（液氮的售价从2元/kg左右，降低到1元/kg以下），大大促进了液氮的应用。利用液氮来快速冷冻食品的优越性很多，不一而足，但它目前应用中也存在下列问题，急待解决：1.因为冻结速度极快，食品表面与中心之间会产生较大的瞬时温差，膨胀压力大，造成低温断裂，破坏食品的组织结构，给食品品质带来不利影响。2.液氮蒸发后成为低温氮气，其具有吸收大量显热的能力，充分利用这部分冷量是提高液氮冷冻设备经济性的根本，但目前利用率不高。液氮食品速冻装置液氮冻结方式大致有沉浸式、喷淋式、冷风循环式三种。沉浸式冷冻是将食品完全浸入液氮中，它可以达到所期望的快速冻结，食品占用的空间小，同时产生能力变化的幅度也很显著，但液氮耗量较大，因为仅用了液氮的潜热这部分冷量。喷淋式冷冻设有三个冷冻区：预冷区、冻结区和均温区。液氮经喷嘴成雾状与食品进行热交换，液氮吸热蒸发成氮气，氮气又被用来预冷新进入的食品，这样既利用了液氮的潜热，又利用了液氮的显热，使冷量得到充分利用。冷空气循环式冷冻，由液氮冷却循环的冷空气，用空气作为载冷剂冷冻食品，可摈弃庞大的制冷设备，减少初投资。具体的冻结装置可以分为：液氮柜式冻结装置、隧道式冻结装置、沉浸式冻结装置、旋转式冻结装置等。流态化食品速冻理论和装置流态化现象早就被人们所认识，它初用于化学工程，随后陆续在能源、冶金和食品工程等领域得到应用。1959年瑞典的Frigoscandia公司首先使用这种方法冻结食品，并于1962年研制成功世界上第1台试验性的流态化冻结装置。此后,美国、法国、保加利亚、前苏联、日本等国家对流态化的应用和理论研究都十分重视，特别是近二十年来冷冻食品的发展，促进了流态化冻结装置的研制工作。目前，这种冻结装置已在各国冷冻食品工厂，特别是蔬菜加工厂中被广泛使用。流态化食品速冻的基本原理流态化快速冻结，就是使置于筛网或槽板上的颗粒状、片状或块状食品，在一定流速的低温空气自下而上的作用下形成类似沸腾状态，像流体一样运动，并在运动中被快速冻结的过程。当冷气流自下而上穿过食品层而流速较低时，食品颗粒处于静止状态，称为固定床A。随着气流速度的增加，食品床层两侧的气流压力降也将增加，食品层开始松动B。当气流速度达到一定数值时，食品颗粒不再保持静止状态，部分颗粒悬浮向上，造成床层膨胀，空隙率增大，即开始进入流化状态。这种状态是区别固定床和流化床的分界点，称为临界状态。对应的大压力降值叫做临界压力，对应的风速叫做临界风速。临界压力和临界速度是形成流态化的必要条件C。当气流速度继续增加时，床层将继续膨胀，床层空隙率也随之增加。但床层中的实际气流速度则保持不变，流体的压降只是消耗在托起固体颗粒的重量上，即床层的压力降与气流速度无关而始终保持定值D。此时强烈的冷气流与食品颗粒相互作用，使食品颗粒呈时上时下、无规则地运动，因此食品层内的传质与传热十分迅速，从而实现食品单体快速冻结。若气流速度进一步增加，颗粒则被流体带走，床层颗粒减少，空隙率增加，床层压力降减小，流化床成为输送床E。流化床速冻生产和实验均在输送床前面阶段进行，曲线AD为标准流态化曲线。食品流态化速冻的主要特点是:冻结速度快。流态化冻结过程具有很强的换热特性。与传统的空气强制循环冻结装置相比，换热强度增加了30～40倍。这是因为：食品悬浮冻结时的热阻减少15～18倍，产品表面与冷空气的放热系数（）增大4～6倍，有效换热面积增大3.5～10倍。所以流态化冻结装置的冻结速度要比普通冻结设备的速度高几十倍。由于冻结速度快，所以流态化冻结能大限度地保持食品原有的营养成份和新鲜状态。实现单体快速冻结。由于食品在冻结过程中呈悬浮状态，食品冻结后不会粘连在一起，实现了IQF冻结，不仅质量好，而且便于包装和消费者食用。食品干耗少。每个速冻食品的表面都有一层很薄的冰膜，既有利于保持食品鲜度防止氧化，而且干耗较少。瑞典学者对蘑菇、草莓等进行的对比试验表明，流态化冻结的干耗几乎只是强制送风隧道冻结的一半左右。这对价格较高的食品显得尤为重要。易于实现机械化和自动化连续生产，生产效率高，工人在常温条件下进行操作，改善了劳动条件。当然食品流态化冻结也有局限性，它仅适用于颗粒状食品，一般其特性尺寸在50mm以内，大不得超过100mm。目前国外用流态化冻结的食品种类主要有：肉食类：肉丁、炸肉丸子、鱼片、鱼条、小虾、虾仁等菜类：青豌豆、豆角、玉米、青刀豆、油炸或水煮马铃薯、胡萝卜丁或片、整颗或切片蘑菇、花菜、辣椒、西红柿、包菜以及切成块、片、条状的各种蔬菜。水果类：苹果片、菠萝片、草莓、黑苺、樱桃、马林果、李子、杏、讨、紫浆果、葡萄、荔枝、桂圆等。