النيتروجين: المقصود به وأماكن استخدامه

النظرية الأساسية النيتروجين Compressed Air Wiki الهواء المضغوط

هل تعلم أن الجزء الأكبر من الهواء الذي نتنفسه هو النيتروجين؟ يحتاج كل شخص إلى الأكسجين للبقاء على قيد الحياة، ولكن الهواء يتكون من 78٪ من النيتروجين، و 21٪ فقط من الأكسجين وكميات ضئيلة من الغازات الأخرى. وعلى الرغم من أن جسم الإنسان لا يستخدم هذا النيتروجين، إلا أنه مفيد جدًا في مجالات الاستخدام الصناعية المختلفة. ببساطة، يُوجد مصدر غير محدود من النيتروجين متاح بسهولة، وهو يسمح لك بتوليد النيتروجين الذي تريده بدلاً من شرائه من مُورّد خارجي. كل ما يتطلبه الأمر هو ضاغط ومولد نيتروجين يفصل جزيئات النيتروجين عن جزيئات الأكسجين داخل الهواء المضغوط وستحصل عندئذٍ على إمداد غاز نيتروجين آمن وغير محدود وبتكلفة ميسورة ومتوفر على مدار الساعة.

ما المقصود بالنيتروجين؟

النيتروجين في المقام الأول غاز خامل. وهو عديم اللون والرائحة ولا يدعم حياة الإنسان، ولكنه مهم لنمو النباتات وهو مادة مضافة أساسية في الأسمدة. ويتراوح نطاق استخداماته إلى ما هو أبعد من مجال الحدائق. ويظهر النيتروجين عادة إما في شكل سائل أو غاز (على الرغم من أنه يمكن الحصول على النيتروجين الصلب أيضًا). ويُستخدَم النيتروجين السائل كمادة تبريد يمكنها تجميد الأطعمة والمواد الطبية سريعًا، فضلاً عن تكنولوجيا الإنجاب. ولأغراض هذا الشرح، سنركز على غاز النيتروجين.

يُستخدَم النيتروجين على نطاق واسع، ويرجع السبب في ذلك أساسًا إلى عدم تفاعله مع الغازات الأخرى، على عكس الأكسجين الذي يتفاعل بشكل نشط للغاية. وبسبب تركيبته الكيميائية، تحتاج ذرات النيتروجين إلى مزيد من الطاقة لكي تتكسر وتتفاعل مع المواد الأخرى. ومن ناحية أخرى، يسهل تفكيك جزيئات الأكسجين، ما يجعله أكثر تفاعليةً. ولكن غاز النيتروجين على عكس ذلك حيث يوفر بيئات غير تفاعلية عند الحاجة.

مولدات النيتروجين – تستفيد منها كل الصناعات تقريبًا

إن انعدام تفاعلية النيتروجين هو أكبر ميزة له، ونتيجة لذلك، يُستخدم الغاز لمنع الأكسدة البطيئة والسريعة. وتقدم صناعة الإلكترونيات مثالاً ممتازًا على هذا الاستخدام، حيث إنه في أثناء إنتاج لوحات الدوائر والمكونات الصغيرة الأخرى، يمكن أن تحدث أكسدة بطيئة في شكل تآكل. كما أن الأكسدة البطيئة ليست غريبة على صناعة الأغذية والمشروبات، حيث يُستخدم النيتروجين في هذه الحالة في إزاحة الهواء أو استبداله من أجل الحفاظ على المنتج النهائي بشكل أفضل. والانفجارات والحرائق مثال جيد للأكسدة السريعة، حيث يمثل الأكسجين وقودًا لها. وتسهم إزالة الأكسجين من أي وعاء بمساعدة النيتروجين في تقليل احتمال وقوع مثل تلك الحوادث.

إنتاج النيتروجين الخاص بك

إذا احتاج عمل ما إلى استخدام النيتروجين، فثمة ثلاث طرق رئيسية للحصول على الغاز. الأولى هي استئجار خزان نيتروجين في الموقع وتوصيل الغاز، والثانية هي توصيل غاز النيتروجين في اسطوانات عالية الضغط. أما الطريقة الأخيرة فهي توليد النيتروجين المطلوب باستخدام الهواء المضغوط. يمكن أن يصبح شراء النيتروجين أو تأجيره غير مناسب وغير فعّال ومكلفًا للغاية، وذلك نظرًا لوجود حاجة إلى التعامل مع مُورِّد خارجي. ولهذه الأسباب، اختارت العديد من الشركات التجارية عدم التأجير وقررت توليد النيتروجين الذي تحتاج إليه، مع التمكن من التحكم في مقدار الغاز ونقائه وضغطه بمواصفات مناسبة لغرض الاستخدام بعينه. ومن الفوائد الإضافية لذلك السعر المستقر، وانعدام تكاليف النقل أو التأخيرات، وانعدام المخاطر المتعلقة بالتخزين المبرّد، وانعدام النفايات المتعلقة بخسائر الغليان أو إرجاع قوارير الضغط العالي التي لا يمكن تفريغها بالكامل. ويوجد نوعان من مولدات النيتروجين، وهي مولدات النيتروجين الغشائية ومولدات النيتروجين بطريقة الامتزاز بالضغط المتأرجح (PSA)، والتي تسمح بتحقيق نقاء عالٍ جدًا بنسبة 99.999٪ أو 10 أجزاء في المليون (PPM) بل أعلى من ذلك. ويمكنك معرفة المزيد حول النوع الأخير هنا.

ما بعض التطبيقات العملية لغاز النيتروجين؟

مع كون النيتروجين غازًا خاملاً، فإنه يناسب مجموعة كبيرة من الاستخدامات في العديد من الصناعات المختلفة. وتجدر الإشارة إلى أن الاستخدامات المختلفة قد تتطلب مستويات مختلفة من النقاء. وبينما قد تحتاج بعض مجالات الاستخدام إلى نيتروجين نقي للغاية، مثلاً في صناعات الأغذية والمشروبات أو في قطاع الأدوية، فإنه يجب أن يكون الغاز أقل نقاءً في مجالات استخدام أخرى، مثل منع الحرائق.

يمكنك الاطلاع أدناه على بعض المجالات الصناعية النموذجية لاستخدام غاز النيتروجين.

النفط والغاز