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Industriegase sind so wichtig wie Wasser und Strom.Auch für das tägliche Leben.
Stickstoff, Sauerstoff und mehr.
Gases for Life
Um diese Gase zu gewinnen nutzen wir Luftzerlegungs-anlagen, die über 40 Meter hoch sein können. In ihnen fi ndet ein physikalischer Prozess statt, bei dem die Luft in ihre Bestandteile zerlegt wird. Dieser Prozess, der auch Tieftemperatur-Rektifi kation genannt wird, läuft vereinfacht so ab:
• gefi ltert (Staub entfernt) und auf ca. 6 bar verdichtet
• mit Kühlwasser vorgekühlt
• in einer Molsiebanlage getrocknet und von CO2 befreit
• im Hauptwärme aus- tauscher auf mehr als -175 °C abgekühlt und verfl üssigt
• in einer Trennkolonne in fl üssigen oder gasförmigen Sauerstoff und Stickstoff zerlegt
• auch in fl üssiges Argon zerlegt
Die Gase werden flüssig in Tanks gespeichert.
Wie werden Gase aus der Luft gewonnen?
Atemluft aus der Umgebung wird
gefi ltert (Staub entfernt) und
fl üssigen oder gasförmigen
Die Gase werden flüssig in
Atemluft aus der Umgebung wird
Sauerstoff, Stickstoff, Argon, Xenon, Neon, Kryp-ton werden aus der Luft hergestellt. Kohlendioxid wird vornehmlich aus Abluft von Industriebetrieben aufgefangen und gereinigt. Teilweise wird es aus natürlichen Bodenquellen gewonnen. Wasserstoff und Acetylen werden chemisch hergestellt. Helium wird aus Bodenquellen gefördert.
Woher kommen sie?
Industriebetriebe benötigen Sauerstoff, Stickstoff, Argon, Xenon, Neon und Krypton sowie Kohlen-dioxid, Acetylen, Wasserstoff und Helium und viele verschiedene Gasgemische. Wir bei Messer nennen die Gase Gases for Life. Diese werden im großindustriellen Maßstab erzeugt und sind in vielen Herstellprozessen alltäglicher Produkte so wichtig wie Wasser und Strom.
Was sind Industriegase?
Industrie-gase
Luftzerlegung
Chemische Herstellung
Industrieabluft
Bodenquellen
O2N2
Ar
He
HC2H2
CO2
Was wir ganz allgemein als Luft bezeichnen, ist ein Gemisch aus verschiedenen Gasen, das die At-mosphäre unseres Planeten bildet. Luft besteht zu größten Teilen aus Stickstoff und Sauerstoff, aus einem kleinen Anteil Argon und weiteren Gasen in kleinsten Mengen.
Was ist Luft?CO2, H, Ne, He, Kr, Xe
(zusammen 0,1 %)
Ar (0,9 %)
N2(78 %)
(21 %)
O2
In kleineren Mengen werden Gase in Druckgasfl aschen gespeichert. Wenn Industriegase in großen Mengen be-nötigt werden, installieren wir in den Betrieben unserer Kunden Tanks, in denen Gase wie Sauerstoff, Stickstoff, Argon oder CO2 fl üssig gespeichert werden. Das Gas wird in Tankfahrzeugen von den Herstellwerken zum Kunden geliefert.
Große Industrien, wie Stahlwerke oder Chemieunterneh-men, benötigen so viel Gas, dass auf ihrem Gelände oft eine Luftzerlegungsanlage betrieben wird, in der Sauer-stoff, Stickstoff und Argon gewonnen werden. Manch-mal werden ein oder mehrere Großbetriebe auch über Pipelines mit Gasen versorgt, etwa in Industriegebieten.
Je mehr Gase bei einem Verbraucher benötigt werden, umso geringer sollte die Entfernung zu dem Ort sein, an dem die Gase produziert werden. In der Regel werden Gase dort hergestellt, wo sie benötigt werden: in der Nähe von dicht besiedelten industriellen Gebieten.
Wie kommen Gases for Life zum Kunden?
Messer ist der weltweit größte privat geführte Indus-triegasespezialist. Adolf Messer gründete die Firma 1898, sein Enkel, Stefan Messer (Foto), leitet das Unternehmen heute. Er und die über 5.000 Mitarbeiter in Europa und Asien richten ihre Arbeit an festge-schriebenen Werten aus. Dazu gehören Kunden- und Mitarbeiterorientierung, verantwortliches Handeln, unternehmerische Verantwortung, Exzellenz sowie Vertrauen und Respekt. Das Familienunternehmen hat seinen Hauptsitz in Bad Soden bei Frankfurt.
Wer ist die Messer Gruppe?
Industriegase werden in verschiedenen Rein-heitsstufen und zu unterschiedlichen Zwecken verwendet. Auch als Lebensmittelgase oder Me-dizinische Gase. Industriegase können Produkti-onsprozesse sicherer und wirtschaftlicher machen und die Produktqualität verbessern. Häufi g tragen sie zum Umweltschutz bei. Einige Verfahren und Anwendungen wären ohne die chemischen Eigen-schaften von Gasen sogar undenkbar. Typische Anwender-Branchen sind Automobil, Stahlindus-trie, Umwelttechnik, Lebensmittel und Getränke, Bau, Metallurgie, Glas und Keramik, Medizin und Pharmazie, Chemische Industrie sowie Forschung und Entwicklung.
Wer benötigt Gases for Life?
Industrie-gase
Mehr als die Hälfte – genau gesagt 50,5 Prozent – der für Menschen zugänglichen Teile unseres Planeten, besteht aus Sauerstoff. So hoch ist der Anteil dieses Elements an Atmosphäre, Hydrosphäre (Gewässer) und der Erdkruste bis 16 Kilometer Tiefe. Allein durch seine Masse bildet Sauerstoff damit die wichtigste Grundlage unserer Welt. Seinen Namen verdankt der Sauerstoff einem Irrtum der frühen Natur-wissenschaft. Die Pioniere der Chemie im 18. Jahrhundert dachten, das farb- und geruchlose Gas sei für die Bildung der Säuren verantwortlich. So nannten sie es Oxygenium (Säurebildner), abgeleitet vom griechischen Wort für sauer – oxys. Im Weltall ist Sauerstoff übrigens nach Wasserstoff und Helium das dritthäufi gste Element, allerdings mit einem deutlich geringeren Massen-anteil als auf der Erde. Im Sonnensystem beträgt er etwa 0,8 Prozent. Die reaktiven Eigenschaften des Sauerstoffs machen sich Industriebetriebe zunutze, um effi zient und kostenoptimiert zu produzieren: Sauerstoff ist an den meisten industriellen Verfahren beteiligt, in denen Verbrennungs-prozesse oder chemische Reaktionen eine Rolle spielen – vom Stahl-kochen bis zur Wasseraufbereitung.
Als Atemgas spielt medizinischer
Sauerstoff eine wichtige Rolle.
Sauerstoff unterstützt z. B. das leichtere
Formen und Veredeln von Glas.
Elementsymbol: O
Vorkommen: 20,942 Prozent der Luft; 50,5 Prozent der Atmosphäre, Hydrosphäre, Biosphäre und Litosphäre kombiniert
Siedepunkt: - 183 °C Flüssiger Sauerstoff benötigt bei Atmosphä ren druck nur den 854sten Teil seines gasförmigen Volumens.
Gefrierpunkt: - 218,9 °C
Chemische Eigenschaften: Extrem reaktionsfreudig, geht mit fast allen anderen Elementen Verbindungen ein, ist an den meisten Ver brennungs- und Korro sions vorgängen beteiligt.
Gewinnung: Luftzerlegung
SauerstoffHang zur Verbindung
OOO
AnwendungenBeschleunigung der chemischen Reaktionen in unterschiedlichen Branchen und Prozessen; Erhöhung der Schmelztemperaturen in der Metall-, Keramik- und Glasindustrie; Beschleunigung biologischer und biochemischer Abläufe zum Beispiel in der Wasseraufbereitung; Hilfs- und Arzneimittel in der Medizin – und viele andere mehr.
AnwendungenSchutzgas zum Schweißen und zum Transport feuergefährlicher Stoffe; Treibgas; Füllgas für Flugzeugreifen; Kühlschrankrecycling; Hilfsstoff für die Wirkstoffproduktion; Kaltmahlen von Kunststoffen; Herstellung von Kunstdünger; Erdreichgefrieren bei Tiefbaustellen; Kühlen von Fertigbeton; Kryochirurgie, zum Beispiel "Vereisen" von Warzen; Schutzgas für die Produktion von Mikroelektronik
Als wesentlicher Bestandteil der Aminosäuren ist Stickstoff ein Grund-baustein jeglichen Lebens. Ohne das Element mit dem Symbol N gäbe es keinen Stoffwechsel, kein Eiweiß und keine DNA, weder bei Pfl anzen noch bei Tieren und Menschen. Stickstoff macht knapp zwei Kilogramm des Gewichts eines 70 Kilogramm schweren Erwachsenen aus. Seine deutsche Bezeichnung verdankt der Stickstoff der Eigenschaft, Flammen ebenso wie Lebewesen ersticken zu können. Der wissenschaft-liche Name Nitrogenium ist aus dem griechischen „nitros“ für Salpeter abgeleitet, aus dem er vor Erfi ndung der Luftzerlegung gewonnen wurde.
99 Prozent des Stickstoffvorkommens der Erde befi nden sich in der Luft. Die meisten Pfl anzen benötigen feste Stickstoffverbindungen, die im Ackerboden enthalten sind und von ihnen verbraucht werden. Mehr als 80 Prozent der weltweiten Stickstoffproduktion – rund 40 Millionen Ton-nen pro Jahr – wird deshalb alleine für die Herstellung von Kunstdünger gebraucht. Reiner Stickstoff wird unter anderem als Füllgas für Flugzeugreifen verwendet, damit die Räder durch die Hitzeentwicklung bei Start und Landung nicht in Brand geraten. Das Gas fungiert auch als Pack- oder Treibgas, etwa zum Aufschlagen von Sahne oder in Getränkezapfanlagen, die einen besonders hohen Zapfdruck benötigen. Flüssigstickstoff wird in der Kryotechnik als Kältemedium eingesetzt, beispielsweise zur Lagerung von Lebensmitteln oder zum Schockgefrie-ren. Weitere Einsatzgebiete für fl üssigen Stickstoff sind Betonkühlung und Erdreichgefrieren im Bau sowie die Kryochirurgie. Das bekannteste Beispiel für Letzteres ist das „Vereisen“ von Warzen.
Die Kälte von fl üssigem Stickstoff stabilisiert das Erdreich bei Tiefbaustellen.
Bei der Herstellung von Elektronikbauteilen, z. B. für MP3-Player, wird Stickstoff als Schutzgas eingesetzt.
StickstoffBasis des Lebens
NNElementsymbol: N
Vorkommen: Mit rund 78 Prozent der größte Bestandteil der Luft, sein Massenanteil an der Erdhülle beträgt 0,03 Prozent
Siedepunkt: -195,79 °C
Gefrierpunkt: - 210,1 °C
Chemische Eigenschaften: Das geruchs- und geschmacks-neutrale Gas kondensiert zu einer farblosen Flüssigkeit. Stickstoff ist extrem reaktionsträge; er ist in Wasser kaum löslich und nicht brennbar. Nach Fluor und Sauerstoff ist es das elektronegativste Element.
Gewinnung: Luftzerlegung
Argon (Ar), Krypton (Kr), Helium (He) und Xenon (Xe) gehören zur Gruppe der Edelgase, die aus der Luft gewonnen werden. Allen gemeinsam ist, dass sie nur in sehr kleinen Mengen vorkommen und kaum Reaktionen mit anderen Stoffen eingehen.
EdelgaseVornehm zurückhaltend
AnwendungenArgon: Schutzgas zum Schweißen von Aluminiumlegierungen oder speziellen Stählen; Füllgas in Lam-pen; Leuchtgas für Gasentladungs-lampen; Oxidationsschutz in der Lebensmittelindustrie, gasförmiges Löschmittel
Helium: Kühlmittel in Kernspintomo-graphen; Füllgas für Wetterballone
Xenon: Leuchtgas für Gasent-ladungslampen; Komponente in Füllgasen von Plasmabildschirmen; Antriebsmittel für Ionentriebwerke
Krypton: Füllgas in Isolierglasfens-tern, Einsatz in Halogenlampen
Bei vielen Schweißanwendungen
dient Argon als Schutzgas.
Moderne Xenon-Scheinwerfer
machen die Nacht zum Tag.
Zur Gruppe der Edelgase zählen Helium, Neon, Argon, Krypton und Xenon sowie das radioaktive Radon und das nur künstlich erzeugte Ununoctium. Als „edel“ werden diese Gase bezeichnet, weil sie – genau wie die Edelmetalle Gold, Silber, Platin etc. – unter Normalbedingungen kaum chemische Bindungen eingehen. Edelmetalle bleiben deshalb lange blank und bewahren ihr „edles Erscheinungsbild“. Edelgase sind vergleichbar „reaktionsträge“.
Das häufi gste auf der Erde vorkommende Edelgas ist Argon (Ar). Unsere Umgebungsluft besteht zu knapp einem Prozent aus Argon. Es wird besonders für das Schweißen von Aluminiumlegierungen oder speziellen Stählen genutzt. Hier kommt es, oft als Gemisch mit anderen Gasen, als Schutzgas zum Einsatz: Argon schirmt den Schweißbereich vor Sauerstoff ab, was die Qualität und Haltbarkeit der Schweißnähte erhöht. Die bekannteste Anwendung von Helium (He) sind vermutlich freischwe-bende Partyballons. Helium hat aber auch eine ganze Reihe anderer wichtiger Anwendungen. Beispielsweise wird tiefkaltes, fl üssiges Helium in der Medizin als Kühlmittel für die supraleitenden Magnete von Kern-spintomographen eingesetzt. Es wird ebenso wie Argon als Schweiß-schutzgas verwendet und ist auch das meist genutzte Spürgas bei der Lecksuche. Krypton (Kr), Xenon (Xe) und Neon (Ne) werden überwiegend als Füll- bzw. Arbeitsgase in Lampen und Lasern eingesetzt. Bekannt sind beispielsweise die u.a. im Automobilbau verwendeten Xenon-Scheinwer-fer. Sie leuchten wesentlich heller als Halogenscheinwerfer und halten zudem länger. Ihr namensgebendes Gas Xenon ist notwendig für einen Entladungsprozess, bei dem das helle Licht entsteht. Aber auch Halogen-lampen sind mit Edelgasgemischen gefüllt. Xenon und Neon sind auch die Hauptkomponenten im Füllgas von Plasmabildschirmen. Krypton dient darüber hinaus als Füllgas für Isolierglasfenster: Ist der Zwischenraum zwischen den einzelnen Scheiben mit Krypton gefüllt, ergeben sich wesentlich bessere Dämmeigenschaften als bei Füllungen mit normaler Luft oder Argon.
Kohlendioxid wird auch zur Aufbereitung von Trinkwasser genutzt.
OOC
Papierrecycling mit CO2 ist ein wichtiger Beitrag zum Umweltschutz.
KohlendioxidUrsprung der Biomasse
AnwendungenZusatz bei Erfrischungsgetränken; Trinkwasseraufbereitung; Abwasserneutralisation; Gewächshausdüngung; Kältemittel; Reinigungsmedium (als Trockeneis); Kühlmedium, z. B. für Catering oder Transportkühlung (Trockeneis); Brandbekämpfung; Papierrecycling
Elementsymbol: CO2
Vorkommen: Der größte Teil des Kohlendioxids ist in Form von CO2, Hydrogenkarbonat oder Karbonationen im Wasser der Meere und Flüsse gelöst. Nur rund zwei Prozent des irdischen Vorkommens befi nden sich in der Atmosphäre, deren CO2-Anteil bei etwa 0,04 Volumenprozent liegt.
Sublimationspunkt: - 78,5 °C geht bei Normaldruck direkt in den gasförmigen Zustand über
Tripelpunkt: - 56,57 °C bei 5,18 bar
Chemische Eigenschaften: Farb- und geruchlos, unbrennbar, reaktionsträge, löst sich aber gut in Wasser. Mit basischen Metalloxiden oder –hydroxiden bildet es Karbonate und Hydrogenkarbonate.
Gewinnung: Überwiegend als Nebenprodukt biochemischer oder chemischer Prozesse. Es entsteht unter anderem bei der Ammoniaksynthese, der Ethylenoxidproduktion, der Wasserstoffreformierung und anderen Industrieprozessen wie der Alkoholfermentation (Bioethanolproduktion oder Brauereien). Natürliche CO2-Quellen gibt es vor allem in Gebieten vulkanischen Ursprungs.
Erst CO2 ermöglicht das Wachstum der Pfl anzen und ist damit eine unab-dingbare Voraussetzung für höheres Leben. Neben Wasser enthalten Pfl anzen vor allem Kohlenstoffverbindungen. Den für ihre Wurzeln, Stämme, Blätter und Früchte nötigen Kohlen-stoff beziehen sie aus dem CO2-Anteil der Luft. Die Pfl anzen wiederum bilden die Nahrungsgrundlage der gesamten Tierwelt, einschließlich des Menschen. Aus dieser Biomasse sind über hunderte Millionen Jahre auch die giganti-schen Vorräte an Kohle, Erdöl und Erdgas entstanden, die der Mensch mit zunehmender Geschwindigkeit wieder zu CO2 verbrennt. Deshalb steigt der Kohlendioxidanteil der Atmosphäre und trägt wegen seiner wärme-dämmenden Wirkung zum globalen Temperaturanstieg bei. In der technischen Nutzung wird ein Teil dieser CO2-Abgase wieder eingefangen und einer sinnvollen Verwendung zugeführt. Die bekannteste ist die Anreicherung von Erfrischungsgetränken, die dem Gas ihr Prickeln verdanken. Als Trockeneis wird es zum Kühlen und Frosten eingesetzt. In der Aufbe-reitung von Trinkwasser und der Neutralisation von Abwasser spielt es eine immer wichtigere und ausgesprochen umweltfreundliche Rolle. An-ders als die aggressiven Säuren, die sonst verwendet werden, hinterlässt es keine problematischen Rückstände. Beim Einsatz in Gewächshäusern wird aus dem Kohlendioxid wieder Bio-masse, da die Pfl anzen daraus Kohlenstoff für ihr Wachstum beziehen und den Sauerstoff freisetzen.
Gut für Sie und unsere UmweltDiese Broschüre bietet nicht nur interessante Informationen – sie trägt auch der Umwelt Rechnung, indem sie auf 100 % Recycling-Papier gedruckt wird. Broschüren, die „ausgelesen“ sind oder nicht mehr benötigen werden, bitten wir ins Altpapier zu entsorgen.
Guten Morgen, Gases for Life
Auch die aktuelle Anzeigenkampagne von Messer thematisiert die Nutzen von Industriegasen im Alltag. Das Anzeigen-motiv "Frühstück" macht deutlich, dass Stickstoff (N2) unter anderem zum feinen Mahlen von Gewürzen genutzt wird oder, um Käse optimal zu verpa-cken. Kohlendioxid (CO2) kommt etwa bei der Düngung von Gemüse, beim Kühlen von Teig oder beim Entkoffeinie-ren von Kaffee zum Einsatz – und natürlich als sprudelnde Kohlensäure in Getränken. Sauerstoff (O2) wird bei der Herstellung von Glas verwendet, Ozon (O3) hilft dabei, Papier umweltschonend zu bleichen.
Weitere Informationen fi nden Sie auf:www.messergroup.comwww.specialtygases.de
Messer Group GmbHAngela Bockstegers
PR und Öffentlichkeitsarbeit Gahlingspfad 31
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