تطبيقات النيتروجين في الصناعات المختلفة

1. استخدام النيتروجين

النيتروجين هو غاز خامل عديم اللون وغير سام وعديم الرائحة. لذلك، تم استخدام غاز النيتروجين على نطاق واسع كغاز وقائي. تم استخدام النيتروجين السائل على نطاق واسع كوسيلة تجميد يمكن أن تكون على اتصال مع الهواء. وهو غاز مهم جداً. ، بعض الاستخدامات النموذجية هي كما يلي:

1. معالجة المعادن: مصدر النيتروجين للمعالجة الحرارية مثل التبريد الساطع، والتليين اللامع، والنيترة، والنيتروكربنة، والكربنة الناعمة، وما إلى ذلك؛ الغاز الوقائي أثناء عمليات اللحام وتلبيد المساحيق، وما إلى ذلك.

2. التركيب الكيميائي: يستخدم النيتروجين بشكل رئيسي لتصنيع الأمونيا. صيغة التفاعل هي N2+3H2=2NH3 (الظروف هي الضغط العالي، ودرجة الحرارة العالية، والمحفز. التفاعل هو تفاعل عكسي) أو الألياف الاصطناعية (النايلون، الأكريليك)، والراتنجات الاصطناعية، والمطاط الصناعي، وما إلى ذلك من المواد الخام المهمة. النيتروجين مادة مغذية يمكن استخدامها أيضًا لصنع الأسمدة. على سبيل المثال: بيكربونات الأمونيوم NH4HCO3، كلوريد الأمونيوم NH4Cl، نترات الأمونيوم NH4NO3، إلخ.

3. صناعة الإلكترونيات: مصدر النيتروجين لمعالجة الدوائر المتكاملة واسعة النطاق وأنابيب صور التلفزيون الملون ومكونات التلفزيون والراديو ومكونات أشباه الموصلات.

4. الصناعة المعدنية: الغاز الواقي للصب المستمر والدرفلة المستمرة وتليين الفولاذ؛ نفخ النيتروجين المدمج في أعلى وأسفل المحول لصناعة الصلب، والختم لصناعة الصلب المحول، والختم لأعلى الفرن العالي، والغاز لحقن الفحم المسحوق لصناعة الحديد في الفرن العالي، إلخ.

5. حفظ الأغذية: التخزين المملوء بالنيتروجين وحفظ الحبوب والفواكه والخضروات وغيرها؛ التعبئة والتغليف المملوءة بالنيتروجين للحوم والجبن والخردل والشاي والقهوة وما إلى ذلك؛ حفظ عصائر الفاكهة والزيوت الخام والمربيات، وما إلى ذلك، المملوءة بالنيتروجين والمستنفدة بالأكسجين؛ مختلف تنقية وتغطية النبيذ مثل الزجاجة، وما إلى ذلك.

6. صناعة الأدوية: تخزين وحفظ الطب الصيني التقليدي (مثل الجينسنغ) المملوء بالنيتروجين؛ الحقن المملوءة بالنيتروجين في الطب الغربي؛ التخزين والحاويات المملوءة بالنيتروجين؛ مصدر الغاز للنقل الهوائي للأدوية، الخ.

7. الصناعة الكيميائية: استبدال الغاز الواقي، التنظيف، الختم، كشف التسرب، تبريد فحم الكوك الجاف؛ الغاز المستخدم في تجديد المحفز، وتجزئة البترول، وإنتاج الألياف الكيماوية، وما إلى ذلك.

8. صناعة الأسمدة: المواد الخام للأسمدة النيتروجينية. الغاز للاستبدال والختم والغسيل وحماية المحفز.

9. صناعة البلاستيك: النقل الهوائي لجزيئات البلاستيك. المضادة للأكسدة في إنتاج البلاستيك وتخزينه، الخ.

مصنعو إنتاج النيتروجين - مصنع وموردو إنتاج النيتروجين في الصين (xinfatools.com)

10. صناعة المطاط: تعبئة وتخزين المطاط. إنتاج الإطارات، الخ.

11. صناعة الزجاج: الغاز الوقائي في عملية إنتاج الزجاج المصقول.

12. صناعة البترول: شحن وتنقية النيتروجين في أماكن التخزين، والحاويات، وأبراج التكسير الحفزي، وخطوط الأنابيب، وما إلى ذلك؛ اختبار تسرب ضغط الهواء لأنظمة خطوط الأنابيب، الخ.

13. تطوير النفط البحري. تغطية منصات الغاز في استخراج النفط البحري، وحقن النيتروجين بالضغط لاستخراج النفط، وإخماد صهاريج التخزين، والحاويات، وما إلى ذلك.

14. التخزين: لمنع المواد القابلة للاشتعال في الأقبية والمستودعات من الاشتعال والانفجار، املأها بالنيتروجين.

15. النقل البحري: الغاز المستخدم لتنظيف وحماية الناقلات.

16. تكنولوجيا الفضاء الجوي: معزز وقود الصواريخ، وغاز استبدال منصة الإطلاق وغاز حماية السلامة، وغاز التحكم لرواد الفضاء، وغرفة محاكاة الفضاء، وغاز التنظيف لأنابيب وقود الطائرات، وما إلى ذلك.

17. التطبيق في صناعات استخراج النفط والغاز والفحم: إن ملء بئر النفط بالنيتروجين لا يؤدي فقط إلى زيادة الضغط في البئر وزيادة إنتاج النفط، ولكن يمكن أيضًا استخدام النيتروجين كوسادة في قياس أنابيب الحفر ، مع تجنب ضغط الطين في البئر تمامًا. إمكانية سحق عمود الأنبوب السفلي. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام النيتروجين أيضًا في عمليات قاع البئر مثل التحمض، والتكسير، وفتحات النفخ الهيدروليكية، وإعدادات التعبئة الهيدروليكية. إن تعبئة الغاز الطبيعي بالنيتروجين يمكن أن يقلل من القيمة الحرارية. عند استبدال خطوط الأنابيب بالنفط الخام، يمكن استخدام النيتروجين السائل لحرق وحقن المواد عند كلا الطرفين لتصلبها وإغلاقها.

18. آخرون:

أ. يتم تعبئة الدهانات والطلاءات بالنيتروجين والأكسجين لمنع بلمرة تجفيف الزيت؛ تمتلئ صهاريج تخزين النفط والغاز الطبيعي والحاويات وخطوط أنابيب النقل بالنيتروجين والأكسجين وما إلى ذلك.

ب- إطارات السيارات

(1) تحسين استقرار القيادة في الإطارات وراحتها

النيتروجين هو غاز ثنائي الذرة خامل تقريبًا وله خصائص كيميائية غير نشطة للغاية. جزيئات الغاز أكبر من جزيئات الأكسجين، وليست عرضة للتمدد الحراري والانكماش، ولها نطاق تشوه صغير. معدل اختراقه في الجدار الجانبي للإطار أبطأ بحوالي 30 إلى 40% من معدل الهواء، ويمكنه الحفاظ على استقرار ضغط الإطارات، وتحسين استقرار قيادة الإطارات، وضمان راحة القيادة؛ يتمتع النيتروجين بموصلية صوتية منخفضة، أي ما يعادل 1/5 من الهواء العادي. يمكن أن يؤدي استخدام النيتروجين إلى تقليل ضوضاء الإطارات بشكل فعال وتحسين هدوء القيادة.

(2) منع انفجار الإطارات ونفاد الهواء

الإطارات المسطحة هي السبب الأول لحوادث المرور على الطرق. وتشير الإحصائيات إلى أن 46% من حوادث المرور على الطرق السريعة سببها عطل في الإطارات، حيث يشكل انفجار الإطارات 70% من إجمالي حوادث الإطارات. أثناء قيادة السيارة ترتفع درجة حرارة الإطار نتيجة احتكاكه بالأرض. وخاصة عند القيادة بسرعة عالية والكبح في حالات الطوارئ، فإن درجة حرارة الغاز في الإطار سوف ترتفع بسرعة ويزداد ضغط الإطار بشكل حاد، وبالتالي هناك احتمالية لانفجار الإطار. تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تقادم مطاط الإطار، وتقليل قوة الكلال، والتسبب في تآكل شديد للمداس، وهو أيضًا عامل مهم في احتمالية انفجار الإطار. بالمقارنة مع الهواء العادي عالي الضغط، فإن النيتروجين عالي النقاء خالٍ من الأكسجين ولا يحتوي تقريبًا على ماء أو زيت. يتميز بمعامل تمدد حراري منخفض، وموصلية حرارية منخفضة، وارتفاع بطيء لدرجة الحرارة، مما يقلل من سرعة تراكم حرارة الإطارات، وهو غير قابل للاشتعال ولا يدعم الاحتراق. ، وبالتالي يمكن تقليل فرصة انفجار الإطار بشكل كبير.

(3) إطالة عمر خدمة الإطارات

بعد استخدام النيتروجين، يكون ضغط الإطارات مستقرًا ويكون تغيير الحجم صغيرًا، مما يقلل بشكل كبير من احتمالية احتكاك الإطارات غير المنتظم، مثل تآكل التاج، وتآكل كتف الإطار، والتآكل غريب الأطوار، ويزيد من عمر خدمة الإطار؛ يتأثر شيخوخة المطاط بجزيئات الأكسجين الموجودة في الهواء بسبب الأكسدة، فتقل قوته ومرونته بعد الشيخوخة، وستكون هناك تشققات. وهذا أحد أسباب تقصير عمر خدمة الإطارات. يمكن لجهاز فصل النيتروجين التخلص من الأكسجين والكبريت والزيت والماء والشوائب الأخرى في الهواء إلى أقصى حد، مما يقلل بشكل فعال من درجة أكسدة البطانة الداخلية للإطار والتآكل المطاطي، ولن يؤدي إلى تآكل الحافة المعدنية، مما يطيل عمر الإطار. . كما أن عمر الخدمة يقلل بشكل كبير من صدأ الحافة.

(4) تقليل استهلاك الوقود وحماية البيئة

سيؤدي ضغط الإطارات غير الكافي وزيادة مقاومة التدحرج بعد التسخين إلى زيادة استهلاك الوقود أثناء القيادة. النيتروجين، بالإضافة إلى الحفاظ على ضغط ثابت للإطارات وتأخير تخفيض ضغط الإطارات، فهو جاف ولا يحتوي على زيت أو ماء، وله موصلية حرارية منخفضة. ، تعمل خاصية التسخين البطيء على تقليل ارتفاع درجة الحرارة عند تشغيل الإطار، ويكون تشوه الإطار صغيرًا، ويتم تحسين القبضة، وما إلى ذلك، وتقليل مقاومة التدحرج، وبالتالي تحقيق الغرض من تقليل استهلاك الوقود.

2. تطبيق تجميد النيتروجين السائل

1. الطب المبرد: الجراحة، العلاج المبرد، تبريد الدم، تجميد الأدوية والسحق المبرد، إلخ.

2. الهندسة الحيوية: الحفظ بالتبريد ونقل النباتات الثمينة، والخلايا النباتية، والأصول الوراثية الوراثية، وما إلى ذلك.

3. معالجة المعادن: المعالجة بالتجميد للمعادن، ثني الزهر المجمد، البثق والطحن، إلخ.

4. تجهيز الأغذية: معدات التجميد السريع، تجميد الأغذية ونقلها، الخ.

5. تكنولوجيا الفضاء الجوي: أجهزة الإطلاق، والمصادر الباردة لغرف محاكاة الفضاء، وما إلى ذلك.

3. مع تقدم العلوم والتكنولوجيا وتطوير البناء الاقتصادي، أصبح نطاق تطبيق النيتروجين واسع الانتشار بشكل متزايد، وتغلغل في العديد من القطاعات الصناعية ومجالات الحياة اليومية.

1. التطبيق في المعالجة الحرارية للمعادن: المعالجة الحرارية الجوية القائمة على النيتروجين مع رائحة النيتروجين كمكون أساسي هي تقنية وعملية جديدة لتوفير الطاقة والسلامة وعدم تلوث البيئة والاستغلال الكامل للموارد الطبيعية. لقد ثبت أن جميع عمليات المعالجة الحرارية تقريبًا، بما في ذلك التبريد، والتليين، والكربنة، ونيترة الكربون، والنيترة الناعمة، وإعادة الكربنة، يمكن إكمالها باستخدام جو غازي قائم على النيتروجين. يمكن أن تكون جودة الأجزاء المعدنية المعالجة مماثلة لتلك التي يمكن مقارنتها بمعالجات الغلاف الجوي التقليدية الماصة للحرارة. في السنوات الأخيرة، تطور وبحث وتطبيق هذه العملية الجديدة في الداخل والخارج في تصاعد وحقق نتائج مثمرة.

2. التطبيق في صناعة الإلكترونيات: في عملية إنتاج المكونات الإلكترونية ومكونات أشباه الموصلات، يجب استخدام النيتروجين بدرجة نقاء تزيد عن 99.999٪ كغاز وقائي. وفي الوقت الحاضر، يستخدم بلدي النيتروجين عالي النقاء كغاز حامل وغاز وقائي في عمليات إنتاج أنابيب صور التلفزيون الملون، والدوائر المتكاملة واسعة النطاق، والبلورات السائلة، ورقائق السيليكون شبه الموصلة.

3. التطبيق في عملية إنتاج الألياف الكيميائية: غالبًا ما يستخدم النيتروجين عالي النقاء كغاز وقائي في إنتاج الألياف الكيميائية لمنع أكسدة منتجات الألياف الكيميائية أثناء الإنتاج والتأثير على اللون. كلما زادت نقاء النيتروجين، كلما كان لون منتجات الألياف الكيماوية أكثر جمالا. في الوقت الحاضر، تم تجهيز بعض مصانع الألياف الكيماوية الجديدة في بلدي بأجهزة نيتروجين عالية النقاء.

4. التطبيق في التخزين والحفظ السكني: في الوقت الحاضر، تم استخدام طريقة إغلاق المستودعات وملء النيتروجين وإزالة الهواء على نطاق واسع في البلدان الأجنبية لتخزين الحبوب. كما نجحت بلادنا في اختبار هذه الطريقة ودخلت مرحلة الترويج والتطبيق العملي. إن استخدام عادم النيتروجين لتخزين الحبوب مثل الأرز والقمح والشعير والذرة والأرز يمكن أن يمنع الحشرات والحرارة والعفن الفطري، بحيث يمكن الاحتفاظ بها بنوعية جيدة خلال فصل الصيف. تتمثل هذه الطريقة في إغلاق الحبوب بإحكام بقطعة قماش بلاستيكية، ثم إخلاءها أولاً إلى حالة فراغ منخفضة، ثم ملئها بالنيتروجين بدرجة نقاء تبلغ حوالي 98% حتى تتم موازنة الضغوط الداخلية والخارجية. وهذا يمكن أن يحرم كومة الحبوب من الأكسجين، ويقلل من كثافة تنفس الحبوب، ويمنع تكاثر الكائنات الحية الدقيقة. سيموت جميع الحفارين بسبب نقص الأكسجين خلال 36 ساعة. هذه الطريقة لتقليل الأكسجين وقتل الحشرات لا توفر فقط الكثير من المال (حوالي واحد بالمائة من تكلفة التبخير بأدوية شديدة السمية مثل فوسفيد الزنك)، ولكنها تحافظ أيضًا على نضارة الطعام وقيمته الغذائية وتمنع العدوى البكتيرية. والتلوث بالمخدرات.

يعد التخزين المملوء بالنيتروجين والحفاظ على الفواكه والخضروات والشاي وما إلى ذلك من أكثر الطرق تقدمًا. يمكن لهذه الطريقة أن تبطئ عملية التمثيل الغذائي للفواكه والخضروات والأوراق وغيرها في بيئة عالية النيتروجين ومنخفضة الأكسجين، كما لو كانت تدخل في حالة سبات، وتثبط ما بعد النضج، وبالتالي تبقيها طازجة لفترة طويلة. ووفقا للاختبارات، فإن التفاح المخزن بالنيتروجين يظل مقرمشا ولذيذا بعد 8 أشهر، وتبلغ تكلفة حفظ التفاح للكيلوغرام الواحد حوالي 1 سنت. يمكن للتخزين المملوء بالنيتروجين أن يقلل بشكل كبير من فقدان الفاكهة خلال موسم الذروة، ويضمن توريد الفاكهة في السوق في غير موسمها، ويحسن جودة الفاكهة المصدرة، ويزيد من دخل النقد الأجنبي.

يتم تفريغ الشاي بالمكنسة الكهربائية ومليئه بالنيتروجين، أي يتم وضع الشاي في كيس مزدوج الطبقات من الألومنيوم والبلاتين (أو رقائق النايلون والبولي إيثيلين والألومنيوم المركب)، ويتم استخراج الهواء، وحقن النيتروجين، وإغلاق الكيس. بعد عام واحد، ستكون جودة الشاي طازجة، وسيكون حساء الشاي واضحًا ومشرقًا، وسيكون الطعم نقيًا وعطريًا. من الواضح أن استخدام هذه الطريقة للحفاظ على الشاي الطازج أفضل بكثير من التغليف المفرغ أو التغليف بالتجميد.

في الوقت الحاضر، لا تزال العديد من الأطعمة معبأة في عبوات مفرغة أو مجمدة. التعبئة والتغليف الفراغي عرضة لتسرب الهواء، والتعبئة المجمدة عرضة للتلف. ولا يتمتع أي منها بجودة التغليف المملوء بالنيتروجين المفرغ.

5. التطبيق في تكنولوجيا الطيران

الكون بارد ومظلم وفي فراغ عالٍ. عندما يذهب البشر إلى الجنة، يجب عليهم أولاً إجراء تجارب محاكاة فضائية على الأرض. ويجب استخدام النيتروجين السائل والهيليوم السائل لمحاكاة الفضاء. تستهلك غرف المحاكاة الفضائية واسعة النطاق في الولايات المتحدة 300 ألف متر مكعب من غاز النيتروجين شهريًا لإجراء اختبارات محاكاة نفق الرياح واسعة النطاق. على الصاروخ، من أجل ضمان التشغيل الآمن لجهاز الهيدروجين السائل القابل للاشتعال والانفجار، تم تركيب طفايات حريق النيتروجين في المواقع المناسبة. النيتروجين عالي الضغط هو أيضًا غاز إمداد الضغط لوقود الصواريخ (الأكسجين السائل الهيدروجيني السائل) وغاز التنظيف لخط أنابيب الاحتراق.

قبل إقلاع الطائرة أو بعد هبوطها، ومن أجل ضمان السلامة ومنع خطر الانفجار في غرفة احتراق المحرك، عادة ما يكون من الضروري تنظيف غرفة احتراق المحرك بالنيتروجين.

وبالإضافة إلى ذلك، يستخدم النيتروجين أيضًا كغاز وقائي في المفاعلات الذرية.

باختصار، أصبح النيتروجين مفضلاً بشكل متزايد من حيث الحماية والتأمين. يتزايد الطلب على النيتروجين مع تطور الصناعة والتركيز عليها. ومع التطور السريع للبناء الاقتصادي في بلدي، فإن كمية النيتروجين المستخدمة في بلدي ستزداد بسرعة أيضًا.