질소란 무엇이고 어디에 사용되나요?

2024년 7월 10일 (수)

우리가 숨쉬는 공기 중 가장 큰 부분을 차지하는 기체는 산소가 아닌 질소라는 사실을 알고 계시나요? 질소는 대기의 무려 78%를 차지하고 있는데요. 아이러니하게도 질소의 한자어는 ‘질식시키는 성질’이라는 뜻을 가지고 있습니다. 산소를 제거하는 데 유용한 질소는 사람의 인체에 사용되지 않지만, 양이 많고 반응성이 낮아 안정적입니다.

이 때문에 질소는 다양한 산업 분야에서 산소 및 수분을 제거하고, 화재 발생 등의 사고 방지를 위해 쓰입니다. 이 밖에도, 질소는 식물의 성장에 필요한 비료의 필수 요소이자 동물의 몸을 구성하는 아미노산의 핵심 원소이기도 합니다.

What is nitrogen?

질소는 무색, 무취의 불황성 가스입니다. 불황성 가스는 화학 반응을 거의 일으키지 않는 가스로, 질소를 포함하여 네온, 아르곤, 헬륨 등이 있습니다.

질소를 고체로 추출하여 사용하기도 하지만, 주로 액체 또는 기체의 형태로 쓰입니다. 높은 압력으로 질소를 압축하면 200도에 육박하는 극저온의 액화 질소의 상태가 되는데요, 이는 급속 냉동이 필요한 각종 요리부터 공업, 연구 장비 등의 다양한 산업분야에 쓰입니다.

질소의 특성과 사용되는 산업 분야는?

안정성은 질소의 가장 큰 장점입니다. 화학 반응을 일으키지 않기 때문에 산화 작용을 방지하는데 유용하게 쓰입니다. 회로판과 같은 소형 부품을 생산하는 공장에서는 제품의 부식을 방지하기 위해 질소가 쓰이곤 합니다. 또한 질소는 식음료 산업에서도 산화 방지를 위해 필수적으로 쓰이는데요, 감자칩이 들어있는 과자 봉지에 들어있는 가스가 대표적입니다. 이는 얇은 감자칩이 부서지지 않도록 보호할 뿐 아니라, 산소로 인한 산화를 방지합니다. 그리고 질소는 식음료 산업뿐 아니라 폭발과 화재와 같은 사고 발생을 방지하기 위해 활용되기도 합니다.

질소를 생성하는 방법은?

water bottles in production process on conveyor

이처럼 질소는 많은 산업 분야에서 요긴하게 쓰이는데요, 질소의 양, 질 등 산업 분야의 특성에 따라 질소를 얻는 방법은 대표적으로 세 가지가 있습니다. 첫째, 질소 탱크를 임대하여 질소 가스를 생성합니다. 둘째, 질소 가스를 높은 압력으로 압축한 병을 구매하여 사용합니다. 셋째, 압축 공기를 사용하여 직접 질소를 생성하는 방법이 있습니다. 질소를 구매하거나 임대하는 것은 공급업체와 거래를 해야 하기 때문에 절차가 복잡하고 번거로울 수밖에 없습니다. 그리고 매번 질소를 구매하는 것은 비용적인 면에서 또한 효율적이지 못합니다. 따라서 많은 기업이 자체적으로 질소를 생성해내는 방법을 사용합니다. 그리고 질소의 양, 압력 등 각 산업의 특성에 맞춰 질소를 제어하고 생성할 수 있기 때문에 더욱 편리합니다.

아트라스콥코의 질소 발생기는 멤브레인 질소 발생기와 PSA(Pressure Swing Adsorption) 질소 발생기가 있습니다. PSA질소 발생기는 10PPM(99.999%) 이상의 매우 높은 질의 질소를 얻을 수 있습니다.

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