Vad är kväve och vad används det till?

Visste du att luften vi andas till största delen består av kväve? Alla behöver syre för att överleva, men i luften finns 78 % kväve, bara 21 % syre och därtill små mängder av andra gaser. Även om människans kropp inte använder kväve är det till stor hjälp i olika former av industriarbete.

Enkelt uttryckt finns kväve tillgängligt i obegränsade mängder och du kan uppnå den kvalitet du behöver till en bråkdel av din nuvarande kostnad. Genom att "rena" luften från andra beståndsdelar går det att framställa kväve för olika typer av industriella tillämpningar.

Detta kapitel innehåller:

Vad är kväve (N) och vilka fördelar har det?

På vilka olika sätt kan kvävgas skaffas fram till en industriell tillämpning?

Vilka praktiska användningsområden har kvävgas?

Andra kapitel

För det första är kväve en inert gas. Grundämnet är luktfritt, färglöst, bidrar inte till att uppehålla liv, men den är viktigt för växtodling och är en viktig tillsats i gödningsmedel. Det används också till mycket annat än odling. Kväve förekommer vanligen antingen i flytande form eller i gasform, men det går även att uppnå fast kväve.

Flytande kväve används som kylmedel och kan snabbt frysa både livsmedel, prover i medicinsk forskning och reproduktionsteknologi. För enkelhetens skull håller vi oss här till kväve i gasform, alltså i den form vi andas in.

Kväve används till mycket, främst eftersom det inte reagerar när det exponeras för andra ämnen, till skillnad från syre som är mycket reaktivt. På grund av dess kemiska sammansättning behöver kväveatomer mer energi för att sönderdelas och reagera. Syremolekyler å andra sidan sönderdelas lättare, vilket gör gasen mycket mer reaktiv. Kvävgas är raka motsatsen, och kan ge oreaktiva eller inerta miljöer där det behövs.

Bristen på reaktivitet är den största fördelen med kväve och gasen används därför för att förhindra långsam och snabb oxidation. Elektronikindustrin är ett perfekt exempel på användningsområde, eftersom långsam oxidation kan uppstå i form av korrosion under tillverkningen av kretskort och andra små komponenter. Långsam oxidation förekommer även i livsmedels- och dryckesindustrin, där kväve används för att ersätta luften och på så sätt förbättra slutprodukten.

Explosioner och bränder är ett bra exempel på snabb oxidation, där syre behövs för att driva processen. Om syret avlägsnas från ett utrymme och ersätts med kvävgas minskar risken för sådana olyckor.

Om kväve behövs till ett visst ändamål finns tre huvudsakliga sätt att få tillgång till gasen. Ett alternativ är att hyra en tank och få den flytande gasen levererad med tankbil. Det andra alternativet är att få kvävgas levererad i högtrycksflaskor och det sista alternativet är att framställa kväve ur tryckluft med hjälp av en gasgenerator.

Att köpa färdigframställt kväve kan bli mycket kostsamt och opraktiskt eftersom en utomstående leverantör måste anlitas. Just därför har många företag istället beslutat att framställa sitt egna kväve. På så sätt kan dom ha bättre kontroll på sin produktion. Ytterligare fördelar är ett stabilt pris, inga transportkostnader eller förseningar, inga risker i samband med förvaring av extremt kall flytande gas och inga förluster genom förångningseffekter. Hanteringen och returen av högtrycksflaskor, som aldrig kan tömmas helt, är också en krånglig och tidskrävande process.

Det finns två typer av kvävgasgeneratorer: membrangeneratorer samt PSA generatorer (Pressure Swing Adsorption). Den senare används för att framställa renheter på upp till 99,999 % eller 10 PPM (milliondelar).

Eftersom kväve är en inert gas är den lämplig för en mängd olika användningsområden inom många olika branscher. Nedan anges några av de typiska industriella processer där kvävgas används:

• Olja och gas
• Elektronik
• Paketering av mat och framställning av dryck
• Laboratorier
• Brandskydd
• Läkemedelsframställning
• Marin
• Generell industri