خطرات و کاربردهای گاز ازت
آیا تا بحال به این فکر کرده‌اید چه چیزی باعث حاصلخیزی خاک‌های کشاورزی می‌شود؟ یا چه عاملی از فاسد شدن مواد غذایی بسته‌بندی شده جلوگیری می‌کند و موجب ماندگاری بالای آن‌ها می‌شود؟ یا چه چیزی معادن و حتی مخازن نفت و گاز را از خطر آتش‌سوزی و انفجار حفظ می‌کند؟ پاسخ همه این سؤالات، گاز نیتروژن یا همان گاز ازت است. گازی که کاربردهای متنوع و فراوانی دارد و قرار است در این مقاله به آن‌ها و کلی مطالب دیگر پیرامون گاز نیتروژن بپردازیم.
تولید گاز ازت
نیتروژن، گازی که آن را با نام‌های دیگری چون ازت می‌شناسیم. گازی دو اتمی با فرمول شیمیایی N2 که علاوه بر حالت گازی، به صورت مایع نیز ظاهر می‌شود. تولید نیتروژن با کمک تکنیک‌های مختلفی صورت می‌گیرد؛ در این میان، تقطیر جزء‌به‌جزء هوا یکی از مؤثرترین روش‌های تولید این گاز است که تولید ازت با خلوص بسیار بالا می‌کند.
مصارف و کاربرد گاز ازت
ازت برخلاف اکسیژن هنگام مجاورت با گازهای دیگر واکنش نشان نمی‌دهد، که این موضوع باعث شده تا این گاز به طور گسترده در بخش‌های مختلف مورد استفاده قرار گیرد. در ادامه، 14 کاربرد گاز نیتروژن بیان می‌شود:
1. صنعت نفت و گاز
گاز ازت در صنعت نفت و پتروشیمی کاربردهای متفاوتی دارد که شامل:
پمپاژ به درون دیواره‌های مخازن نفت و گاز
یکی از مشکلاتی که حین استخراج نفت و گاز ممکن است پیش آید، کاهش فشار دیواره مخازن است. این موضوع تأثیر منفی بر جریان نفت و گاز به هنگام خروج به سطح دارد. گاز N2 می‌تواند در بازیابی فشار از دست رفته نقش مهمی ایفا کند.
خشک کردن خط لوله
نیتروژن گازی مفید برای خشک کردن خطوط لوله پس از تست هیدرواستاتیک یا هیدروتست (نوعی تست فشار) است. این گاز همچنین می‌تواند برای زدودن ذرات معلق در هوای درون لوله‌ها مؤثر واقع شود.
پاکسازی نیتروژنی
در این حالت ازت به عنوان یک پوشش در اطراف مخازن عمل می‌کند که به آن پوشش نیتروژنی گفته می‌شود. این گاز با حذف اکسیژن موجود در محیط کمک شایانی به جلوگیری از واکنش آن با هیدروکربن‌های فرّار و به تبع آن انفجار می‌کند.
تست فشار
اپراتورهای میدان نفتی از نیتروژن در طول آزمایش فشار پنوماتیک تجهیزات ایمنی مانند جلوگیری کننده‌های انفجار، درختان کریسمس و مخازن تحت فشار استفاده می‌کنند.
2. صنایع غذایی و نوشیدنی
گاز ازت با حذف اکسیژن موجود در بسته‌بندی مواد غذایی از فاسد شدن آن‌ها جلوگیری و به ماندگاری آن‌ها کمک می‌کند. علاوه بر آن، این گاز به عنوان یک بالشتک در اطراف غذا عمل کرده و از آسیب آن‌ها حین حمل و نقل ممانعت می‌کند.
در صنعت نوشیدنی، این گاز به تنهایی (جایگزین گاز کربن‌دی‌اکسید CO2) یا در ترکیب با CO2 در بطری و قوطی‌های ماء الشعیر استفاده می‌شود. ازت در مقایسه با دی اکسید کربن تولید حباب‌های ریزتری می‌کند که به موجب آن حرکت ماء الشعیر به هنگام توزیع آسان می‌سازد.
3. تولید لامپ
گاز ازت در لامپ‌های تنگستنی کاربرد دارد. دلیل این امر این است که تنگستن در حضور اکسیژن می‌سوزد و بایستی از گازهای بی اثر بجای اکسیژن استفاده کرد. نیتروژن نسبت به دیگر گازهای خنثی نظیر آرگون، هلیوم و رادون قیمت کمتری دارد.
4. فولادسازی
استفاده از گاز ازت در آبکاری فولاد ضد زنگ تولید محصولی قوی‌تر (درجه سختی بیشتر) و مقاوم‌تر در برابر خوردگی می‌کند.
5. علمی و تحقیقاتی
نیتروژن با خلوص بالا به عنوان گاز حامل در دستگاه‌های کروماتوگرافی گازی استفاده می‌شود. علاوه بر آن، این گاز در آنالیزهای شیمیایی، طیف‌سنج‌ها و آنالایزرهای حرارتی نیز کاربرد دارد.
6. اطفاء حریق
یکی دیگر از مزایای استفاده از گاز نیتروژن، خاموش کردن آتش از طریق کاهش میزان اکسیژن موجود در محیط می‌باشد.
8. باد کردن لاستیک
گاز N2 می‌تواند برای باد کردن تایر خودرو و هواپیما مورد استفاده قرار گیرد. دلیل این امر این است که این گاز به سرعت گرم نمی‌شود و فشار ثابتی را در مدت زمان طولانی‌تر فراهم می‌کند. ازت همچنین به دلیل خشک بودن (این گاز هیچ رطوبتی ندارد) از اکسیداسیون و زنگ زدن رینگ لاستیک جلوگیری می‌کند.
10. صنایع الکترونیک
در صنایع الکترونیک از گاز N2 در فرآیند لحیم‌کاری به هنگام مونتاژ وسایل الکترونیکی استفاده می‌شود. استفاده از گاز کشش سطحی بین قطعه و محل لحیم کاری را کاهش داده و قطعه تمیزتر جدا می‌شود.
12. صنایع دارویی
تقریباً تمامی گروه‌های دارویی (حتی آنتی بیوتیک‌ها) حاوی مقداری ازت هستند. این گاز به شکل نیتروز اکسید به عنوان بی حس کننده نیز استفاده می شود.
14. چاپ
در برخی از مراحل چاپ مثل خشک کردن مواد یا به‌هنگام تولید و جداسازی فیلم نیاز است از ورود اکسیژن به محیط جلوگیری شود. نیتروژن گزینه‌ای ایده‌آل برای ممانعت از آلودگی به اکسیژن و بالا بردن خلوص محصولات چاپی است.
7. صنایع شیمیایی
گاز ازت برای حذف اکسیژن از اتمسفرهای بسیار خطرناک و جلوگیری از انفجار در کارخانه‌های شیمیایی و تأسیسات تولیدی می‌تواند مفید واقع شود.
علاوه بر آن، این گاز به هنگام آماده‌سازی نمونه نیز استفاده می‌شود، زیرا کمک زیادی به کاهش حجم نمونه های شیمیایی می‌کند. نیتروژن در تولید کود، اسید نیتریک، نایلون، رنگ و مواد منفجره نیز کاربرد دارد.
9. کنترل آلودگی
گاز نیتروژن قابل استفاده برای حذف ترکیبات آلی فرّار از مایعات قبل از دور ریختن آن‌ها می‌باشد.
11. معادن
گاز N2 در معادن برای خاموش کردن سریع آتش از طریق حذف اکسیژن هوا کاربرد دارد. زمانی که قرار است منطقه‌ای به عنوان متروکه رها شود نیتروژن در آنجا استفاده شده تا اطمینان حاصل شود که منطقه منفجر نمی‌شود.
13. پزشکی
در زمینه پزشکی از نیتروژن برای انتقال اکسیژن به بیماران مبتلا به بیماری‌های تنفسی استفاده می‌شود. این گاز در حالت مایع خود برای کرایوتراپی یا سرمادرمانی سلول‌های سرطانی و نیز ضایعات پوستی مثل زگیل و خال مفید است.
خطرات گاز نیتروژن
یکی از سؤالاتی که ممکن است برای شما پیش آید این است که آیا نیتروژن گازی خطرناک است؟
در پاسخ به این سؤال باید بگوییم خیر. دلیل این امر این است که ازت، گازی خنثی و غیرواکنشی است. این گاز غیر سمّی بوده و فاقد هرگونه خاصیت اشتعال‌پذیری و انفجاری می‌باشد. نکته مهم در اینجا این است که در برخی مواقع فرد در معرض غلظت‌های متفاوتی از گاز N2 قرار می‌گیرد. این موضوع باعث جایگزینی گاز اکسیژن موجود در خون با این گاز شده که براساس میزان غلظت نیتروژن، اختلالات جسمی و ذهنی و حتی مرگ را در پی دارد.
نیتروژن: گازی ایمن با استفاده‌های مختلف
گاز ازت، همانطور که متوجه شدیم، گازی ایمن و بی‌خطر است. این ویژگی دلیلی شده تا مراکز مختلف، از صنعتی گرفته تا پزشکی و تحقیقاتی، به آن نیاز شدیدی داشته باشند. این که از گاز نیتروژن با چه هدفی می‌خواهید استفاده کنید بستگی زیادی به خلوص آن دارد. در یکی از مقالات لیستی از انواع گریدهای ازت ارائه شده است که به شما کمک خواهند کرد تا به‌راحتی و با اطمینان خاطر این گاز را خریداری کنید.