Nitrogén: mi az és hol használják?
Gas generation Nitrogen Sűrített levegővel kapcsolatos wiki-oldal Hungary Compressed Air Nitrogen generation Basic Theory
Becsült olvasási idő: 5 perc
Tudta, hogy az általunk belélegzett levegő legnagyobb része nitrogén? Mindenkinek oxigénre van szüksége az élethez, azonban a levegő 78%-a nitrogén, és mindössze 21%-a áll oxigénből, valamint kis mennyiségű egyéb gázokból. Habár az emberi szervezet ezt a nitrogént nem használja fel, az nagyon hasznos a különféle ipari alkalmazásokban. Egyszerűen fogalmazva: korlátlan mennyiségű nitrogénforrás áll a rendelkezésére, amely lehetővé teszi, hogy saját magának állítsa elő a nitrogént ahelyett, hogy harmadik féltől vásárolná meg azt. Ehhez mindössze egy kompresszorra és egy nitrogén-generátorra van szükség, amely a sűrített levegőből szétválasztja a nitrogénmolekulákat az oxigénmolekuláktól. Az eredmény egy korlátlan, költséghatékony és biztonságos ellátás a gázból, ami éjjel-nappal rendelkezésre áll.
Mi a nitrogén?
Először is, a nitrogén egy inert gáz. Szagtalan, színtelen és nem segíti az életet, azonban fontos a növények növekedéséhez, továbbá a műtrágyák kulcsfontosságú adaléka. Felhasználási területe messze túlmutat a kertészet/növénytermesztés területein. A nitrogén általában folyékony-, vagy gáz formában jelenik meg (bár lehetséges a szilárd nitrogén előállítása is). A folyékony nitrogént hűtőközegként használják, amely képes gyorsan lefagyasztani az élelmiszereket és az orvosi kutatásokban-, valamint a reprodukciós technológiáknál előforduló anyagokat. A fenti okok miatt ragaszkodunk annyira a nitrogéngázhoz.
A nitrogént széles körben használják, elsősorban annak a ténynek köszönhetően, hogy az nem lép reakcióba más gázokkal, ellentétben az oxigénnel, ami rendkívül reakcióképes. Kémiai összetételéből adódóan a nitrogén atomoknak több energiára van szükségük ahhoz, hogy elszakadjanak egymástól és reakcióba lépjenek más anyagokkal. Az oxigén molekulák ezzel szemben könnyebben szétválaszthatók, ezáltal ez a gáz sokkal reakcióképesebb. A nitrogén gáz ennek éppen az ellenkezője, így szükség esetén egy nem reakcióképes környezetet biztosít.
A nitrogént széles körben használják, elsősorban annak a ténynek köszönhetően, hogy az nem lép reakcióba más gázokkal, ellentétben az oxigénnel, ami rendkívül reakcióképes. Kémiai összetételéből adódóan a nitrogén atomoknak több energiára van szükségük ahhoz, hogy elszakadjanak egymástól és reakcióba lépjenek más anyagokkal. Az oxigén molekulák ezzel szemben könnyebben szétválaszthatók, ezáltal ez a gáz sokkal reakcióképesebb. A nitrogén gáz ennek éppen az ellenkezője, így szükség esetén egy nem reakcióképes környezetet biztosít.
Nitrogéngenerátorok - szinte minden iparág igényeihez igazodva
A nitrogén reakció-képességének hiánya a legfőbb tulajdonsága, ennek eredményeként a gázt a lassú és gyors oxidáció megelőzésére is használják.
- Az elektronikai ipar tökéletes példa erre a felhasználásra, hiszen az áramköri lapok és egyéb apró alkatrészek gyártása során lassú oxidáció léphet fel, korrózió formájában.
- A lassú oxidáció az élelmiszer- és italgyártás iparágakban sem ismeretlen, ahol ebben az esetben nitrogént használnak a levegő kiszorítására, vagy annak helyettesítésére, a végtermék minőségének megőrzése érdekében.
- A robbanások és tüzek jó példái a gyors oxidációnak, mivel azok táplálásához oxigén szükséges. Az oxigén nitrogén segítségével történő eltávolítása a tárolásra szolgáló helyekről lecsökkenti az ilyen balesetek bekövetkezésének valószínűségét.
A saját nitrogén előállítása
Amennyiben egy alkalmazás nitrogén használatát igényli, a gáz előállításának három fő módja van:
- Az egyik a helyszínen nitrogéntartály bérlése és a gáz odaszállíttatása,
- a második a nitrogéngáz nagynyomású palackokban történő szállítása.
- Az utolsó pedig a saját nitrogén előállítása sűrített levegő felhasználásával.
A nitrogén vásárlása, vagy vételezése nagyon kényelmetlenné-, alacsony hatékonyságúvá- és költségessé válhat, mivel szükség van egy harmadik féllel, egy beszállítóval történő együttműködésre. Ezen okok miatt sok vállalkozás lemondott a vásárlásról, és úgy döntött, hogy saját magának állítja elő a nitrogént,s ezáltal szabályozni tudja az adott alkalmazáshoz szükséges mennyiséget, tisztaságot és nyomást.
A további előnyök:
- a változatlan ár,
- a szállítási költségek és késések kiesése,
- a kriogén tárolással kapcsolatos veszélyek megszűnése,
- a kitárolás miatti veszteségek,
- a teljesen soha nem kiüríthető nagynyomású palackok visszaváltásával kapcsolatos veszteségek hiánya.
Kétféle nitrogén-generátor létezik:
- a membrános nitrogén-generátorok, valamint
- a nyomáslengetéses adszorpciós (PSA/Pressure Swing Adsorption) nitrogén-generátorok, amelyek nagyon magas, 99,999%-os, vagy 10 PPM-es (milliomod térfogatrész), vagy akár még magasabb tisztaság elérését teszik lehetővé.
Hol használják a gyakorlatban a nitrogéngázt?
Mivel a nitrogén inert gáz, különféle iparágakban széles körben felhasználható. Megjegyzendő, hogy a különböző felhasználásokhoz eltérő tisztasági szintek lehetnek szükségesek.
- Míg bizonyos alkalmazásokhoz rendkívül tiszta nitrogénre lehet szükség, mint például az élelmiszer- és italgyártás területein, vagy a gyógyszeriparban,
- a gáznak sokkal kevésbé kell tisztának lennie egyéb alkalmazásoknál, például a tűzvédelemnél.
Vessen egy pillantást alább a nitrogengáz tipikus ipari alkalmazási területeire.
Kapcsolódó cikkek
What is Compressed Air?
4 augusztus, 2022
Compressed air is all around us, but what is it exactly? Let us introduce you to the world of compressed air and the basic workings of a compressor.
Compressed Air Applications: Where is compressed air used?
5 május, 2023
Compressed air is all around us, but where is it used exactly? Discover the different ways compressed air is used and how it impacts our everyday lives.