Азот горит: Азот: что это такое и где он используется?

Содержание

Азот: что это такое и где он используется?

Поиск по вики-сайту о сжатом воздухе

Компрессоры
Подготовка воздуха
Промышленные газы
Основная информация

Рекомендации

Nitrogen Industrial Gases Basic Theory Compressed Air Wiki Compressed Air

Знаете ли вы, что большая часть воздуха, которым мы дышим, состоит из азота? Кислород необходим для выживания, однако воздух на 78% состоит из азота, и всего лишь на 21% – из кислорода и незначительного количества других газов. Несмотря на то, что человеческий организм не использует этот азот, он очень полезен в различных направлениях промышленности. Проще говоря, существует неограниченный источник азота, доступный для использования, который позволяет вам производить собственный азот, а не приобретать его у различных поставщиков. Все, что вам нужно – это компрессор и генератор азота, который отделяет молекулы азота от молекул кислорода в сжатом воздухе. В результате вы получаете неограниченную, экономичную и безопасную подачу газа, доступную в любое время суток.

Что такое азот?

Во-первых, это инертный газ. Он не имеет запаха, цвета и не поддерживает жизнь, однако он важен для роста растений и является ключевой добавкой в удобрениях. Его применение распространяется далеко за пределы садоводства.

Азот обычно имеет жидкую или газообразную форму (однако также можно получить твердый азот). Жидкий азот используется в качестве хладагента, который способен быстро замораживать продукты и объекты медицинских исследований, а также возможно его применение для репродуктивных технологий. Для пояснения мы остановимся на газообразном азоте.

Азот широко используется, главным образом, по причине того, что он не вступает в реакцию с другими газами, в отличие от кислорода, который является крайне реактивным. Из-за своего химического состава атомы азота требуют больше энергии для разрушения и взаимодействия с другими веществами. С другой стороны, молекулы кислорода легче разрываются, поэтому газ становится гораздо более реактивным. Газообразный азот обладает противоположными свойствами, обеспечивая, при необходимости, инертную среду.

Генераторы азота обеспечивают преимущества практически для всех отраслей промышленности

Отсутствие реактивной способности у азота является его самым важным качеством. В результате газ используется для предотвращения медленного и быстрого окисления. Электронная промышленность представляет собой прекрасный пример такого использования, поскольку при производстве печатных плат и других небольших компонентов может возникать медленное окисление в виде коррозии. Кроме того, медленное окисление характерно для производства продуктов питания и напитков, в этом случае азот используется для замещения или замены воздуха, чтобы лучше сохранить конечный продукт. Взрывы и пожары являются хорошим примером быстрого окисления, поскольку для их распространения требуется кислород. Удаление кислорода из резервуара с помощью азота уменьшает вероятность возникновения этих аварий.

Собственное производство азота

Если в системе необходимо использовать азот, то рекомендуется рассмотреть три основных способа получения газа. Первым является аренда резервуара с азотом на месте и подача газа, вторым – использование газообразного азота, поставляемого в баллонах под высоким давлением.

Третьим способом является производство собственного азота с использованием сжатого воздуха. Покупка или аренда азота может оказаться очень неудобной, неэффективной и дорогостоящей, поскольку приходится иметь дело со сторонним поставщиком. По этим причинам многие компании отказались от аренды и приняли решение производить свой собственный азот с возможностью контроля количества, чистоты и давления для требуемого применения. Дополнительные преимущества включают стабильную стоимость, отсутствие транспортных расходов или задержек, устранение опасностей, связанных с криогенным хранением, и исключение отходов, вызванных потерями от испарения или возврата баллонов под высоким давлением, которые никогда не опустошаются полностью. Существует два типа генераторов азота: мембранные генераторы азота, а также генераторы азота, использующие технологию PSA (метод короткоцикловой адсорбции), которые обеспечивают очень высокую степень чистоты – 99,999% или 10 PPM (частей на миллион) и даже выше. Узнайте больше о последнем варианте здесь.

Какие варианты практического применения газообразного азота существуют?

Поскольку азот является инертным газом, он подходит для широкого спектра применений во многих отраслях промышленности. Следует отметить, что для разных областей применения могут потребоваться разные уровни чистоты. Несмотря на то, что для некоторых областей применения может потребоваться исключительно чистый азот, например, в пищевой промышленности или фармацевтическом секторе, этот газ может иметь меньшую степень чистоты в других областях, таких как предотвращение пожаров.

Взгляните на некоторые типичные промышленные применения газообразного азота ниже.

Нефтегазовая отрасль

Нефтегазовая отрасль

Электроника

Электроника

Упаковка продуктов питания и напитков

Упаковка продуктов питания и напитков

Лаборатории

Лаборатории

Предотвращение пожара

Предотвращение пожара

Фармацевтика

Фармацевтика

Судостроение и судоходство

Судостроение и судоходство

Основные сферы применения

Основные сферы применения

Другие статьи по этой теме

What is Compressed Air?

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?

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.

Польза и вред от азота для ваших шин на сайте wheel1000size.ru

Сегодня многие станции технического обслуживания, да и просто шиномонтажные мастерские все чаще предлагают вместо воздуха накачивать шины автомобилей азотом. При этом утверждается, что азот обладает прямо-таки чудодейственными свойствами. Но давайте попробуем разобраться.

Прежде всего, воздух и так на 78% состоит из азота. Газ, который вырабатывается используемыми в шиномонтажных мастерских азотогенераторами, содержит 95-97% азота. Разница не так уж и велика. Да и вообще, проверить чистоту закачиваемого азота невозможно, не возить же с собой газоанализатор? Этим и пользуются некоторые ушлые коммерсанты, продавая под видом азота обычный воздух, клиент же все равно не отличит! Но даже если вам закачают из баллонов азот с чистотой 99,99%, то что это может дать?

Миф 1. Стабильное давление в шине. Коэффициент теплового расширения азота гораздо меньше, чем у воздуха, поэтому изменение температуры шины при езде почти не влияет на давление в ней.

Это утверждение противоречит закону Менделеева-Клапейрона, которое устанавливает взаимосвязь между объемом, давлением и температурой идеального газа P*V/T = const. Тут защитники азота хитро потирают руки и заявляют, что азот и кислород — газы не идеальные, поэтому ведут себя «по-другому». Да и вообще находятся в шине под давлением, следовательно, газовые законы к ним неприменимы.

Однако любой физик скажет, что определяемое уравнением Менделеева-Клапейрона поведение азота, кислорода и других подобных газов при тех температурах, в которых эксплуатируется колесо, начинает заметно отличаться от поведения идеального газа лишь при давлениях в десятки атмосфер. То есть, чтобы ощутить какую-либо разницу между воздухом и азотом, придется сначала просто порвать колесо, как тот самый Тузик грелку.

Более того, как реальный газ азот даже хуже воздуха. Коэффициент объемного расширения азота 0.003672 K-1, а воздуха 0.003665 K-1. В колесе среднего размера при обычном рабочем изменении температуры это даст итоговую разницу давлений в четвертом знаке после запятой. Конечно, такое не всяким лабораторным манометром измеришь, не говоря уже о шинном, но сам факт!

Миф 2. Отсутствует утечка газа из шины. Молекулы азота больше, чем молекулы кислорода, поэтому кислород быстро улетучивается, что приводит к снижению давления. Шину с воздухом приходится часто подкачивать.

Действительно, диаметр молекулы азота 0,32 нм, а кислорода — 0,3 нм. Разница аж в 6%. То есть если покрышка с азотом потеряет 1 атм, то покрышка с воздухом — целых 1,012 атм. Опять-таки — у вас есть чем это измерить?

Да и вообще — давайте доведем логическую цепочку до конца! Если кислород из шины быстро улетучивается, то что же там остается? Правильно, практически чистый азот — и совершенно бесплатно!

Миф 3. Уменьшение коррозии корда и старения резины. Азот, в отличие от кислорода, не окисляет сталь корда и не старит резину.

И снова весьма правдоподобно. Только спросите опытного автолюбителя, а еще лучше — слесаря на автобазе, часто ли им приходится менять покрышки из-за того, что проржавел корд? Вас в лучшем случае просто не поймут. А еще спросите себя — как же покрышка, защищенная «благородным» азотом внутри, чувствует себя снаружи, буквально купаясь в океане вредного для ее здоровья воздуха и катаясь по разной дорожной гадости. А также посмотрите выброшенные на свалку покрышки — сильно ли они постарели изнутри?

Миф 4. Уменьшение массы колеса. Вес азота в покрышке меньше, чем вес воздуха. Поэтому снижается неподрессоренная масса подвески, что увеличивает ресурс амортизаторов.

Здесь поспорить трудно, плотность воздуха 1,29 кг/м3, а плотность азота — 1,25 кг/м3. Теперь давайте считать — обычное колесо имеет объем 0,05 м3, давление в нем 2 кгс/см2. И вот искомая разница — 6 граммов! Действительно, при массе колеса в 13-15 кг это существенно облегчит автомобиль, как бы и не взлететь ненароком!

Миф 5. Покрышка не перегревается. Азот лучше, чем воздух, отводит от покрышки тепло.

А это уже просто неправда. Коэффициент теплопроводности кислорода 0,0269 Вт/(м•К), а азота 0,0261 Вт/(м•К). Разница незначительна, но входящий в состав воздуха кислород лучше, чем азот, передает тепло от покрышки к диску, следовательно — охлаждает лучше. Единственное, в чем азот выигрывает — это в теплоемкости, она у него на 13% выше, чем у кислорода. Но азота в шине всего 150-200 граммов. И все его способности по аккумулированию тепла, получаемого от многокилограммовой покрышки, погоды не делают.

Миф 6. При пожаре колесо с азотом не взорвется, так как азот не горит.

Тут можно сказать одно — если машина горит и дело дошло до взрыва колес, то намного ли вам будет легче от того, что в огонь не попадет 35-40 граммов кислорода, находящегося в накаченном воздухом колесе?

Миф 7. Даже и не миф, а еще несколько аргументов, которые особенно популярны среди поклонников благородного азота.

Я вот недавно поменял покрышки и по совету продавца накачал их азотом. И вот уже полгода давление в шинах не меняется, а старые покрышки с воздухом приходилось подкачивать раз в неделю!

А в азоте ли дело? Может быть, секрет именно в новых покрышках? Кстати, исправное колесо в пределах своего срока службы держит давление годами, если это не так — ищите повреждение.

Мне вот накачали колеса азотом, и машина однозначно поехала мягче, уменьшились шум и вибрация!

И здесь есть объяснение. В большинстве случаев при заполнении колес азотом их банально не докачивают на 0,2-0,3 атм. И колесо реально едет мягче, но азот тут ни при чем. Просто проверьте давление исправным манометром.

А вот в «Формуле-1» колеса накачивают только азотом, там же не дураки сидят?

Конечно, не дураки. Именно поэтому пункт 12.7.1 технического регламента гонок Формулы-1 устанавливает, что колеса могут быть заполнены только воздухом или азотом. Союз «или» в данном случае означает, что даже для гоночных болидов с их запредельными нагрузками на покрышки те самые не дураки никакой разницы между азотом и воздухом не делают.

Но в конечном итоге решать, естественно, вам. Накачивание колес азотом не принесет никакого вреда автомобилю, но и пользы тоже. А вот кошелек пострадает — стоимость накачки азотом в 10-20 раз выше, чем накачка воздухом. Так что же — вы надуваете колеса или кто-то надувает вас?

Жидкий азот может вызвать серьезные ожоги

Практический результат

Азот — самый распространенный газ в воздухе, которым мы дышим. Жидкий азот очень холодный и используется в медицинских, научных, промышленных, коммерческих и даже кулинарных целях, где требуется экстремальный холод. Хотя жидкий азот, как правило, инертен, если его не трогать, он может привести к серьезным травмам и даже смерти при неправильном обращении.

Нужна помощь? Получить помощь онлайн или

Позвоните по телефону 1-800-222-1222

Полная история

Азот является наиболее распространенным компонентом воздуха, которым мы дышим (79%). Жидкий азот (ЖН) представляет собой бесцветное, неагрессивное, негорючее и чрезвычайно холодное вещество без запаха, которое в промышленных масштабах производится путем криогенной (крио- означает чрезвычайно холодной) перегонки. Во время этого процесса отдельные компоненты атмосферного воздуха (в основном кислород и азот) охлаждаются до тех пор, пока они не превратятся в жидкость, после чего их можно будет разделить. Для азота это происходит примерно при -320° F!

Способность LN удерживать продукты значительно ниже точки замерзания воды сделала его полезным во многих областях, включая медицину, науку, промышленность, коммерческую деятельность и даже кулинарию. Некоторые распространенные применения включают криотерапию для удаления бородавок и рака кожи, криоконсервацию генетических образцов, таких как сперма и яйцеклетки, транспортировку и хранение пищевых продуктов, а также охлаждение сверхпроводников. Уникальное использование LN — это метод мгновенной заморозки новых продуктов и напитков.

LN считается нетоксичным и инертным (если только вы не вступите с ним в контакт!). Неправильное обращение или неправильное использование могут привести к серьезным последствиям или даже смерти.

Контакт с кожей. Контакт кожи с LN может привести к ожогам, образованию волдырей и серьезным обморожениям, которые могут произойти в течение нескольких секунд после воздействия. Повреждение кожи от воздействия LN может быть достаточно обширным, чтобы потребовать хирургического вмешательства или ампутации. Средства индивидуальной защиты, такие как защитные очки, лицевые щитки, утепленные перчатки (свободного прилегания), а также лабораторные халаты или фартуки, могут снизить риск повреждения кожи.
Проглатывание.
- LN используется для мгновенной заморозки напитков и продуктов питания, а также для создания пугающего эффекта пара. Применительно к еде, которая подается таким образом, чтобы обеспечить полное испарение жидкого азота, а также нормальную температуру пищи, это обычно считается безопасным и интересным способом насладиться этими уникальными творениями. Однако добавление LN в пищу или напитки в местах продажи и непосредственно перед приемом пищи приводило к серьезным травмам. По данным Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, такие продукты, как «Дыхание дракона», «Дыхание небес» и «Нитрослойка», которые часто продаются в торговых центрах, ресторанных двориках и киосках, готовятся путем добавления LN в пищу или напиток непосредственно перед их приготовлением. потребляться. Если не дать полностью испариться жидкому азоту, он может остаться настолько холодным, что может вызвать ожоги или обморожения. Даже если жидкий азот полностью испарится, эти травмы все равно могут возникнуть из-за чрезвычайно низкой температуры пищи, которая может возникнуть в результате контакта с жидким азотом.
- Еще один опасный эффект при приеме внутрь LN связан с его большим коэффициентом расширения (1 к 694). Коэффициент расширения – это объем определенного количества вещества в жидкой форме по сравнению с объемом того же количества в газообразной форме при комнатной температуре. Это означает, что столовая ложка жидкого азота может быстро превратиться в более чем 2,5 галлона газа. При проглатывании быстрое распространение испаряющегося жидкого азота в желудке может привести к серьезным повреждениям желудка, таким как перфорация и разрывы.
Вдыхание.
- Вдыхание холодных паров, выделяемых LN, может вызвать проблемы с дыханием, особенно у людей с исходными респираторными заболеваниями, такими как астма. Сюда входят пары, исходящие от продуктов или напитков, обработанных жидким азотом.
- Еще большее беспокойство вызывает то, что LN является удушающим средством, то есть вытесняет кислород из воздуха. При вдыхании, особенно в закрытом помещении без надлежащей вентиляции, концентрация кислорода может стать опасно низкой и привести к головокружению, потере сознания и даже смерти.

При обращении с жидким азотом требуются крайние меры предосторожности и меры безопасности, включая надлежащее хранение и использование защитного снаряжения. Те, кто работает с жидким азотом, должны хорошо знать его свойства и учитывать все соображения безопасности. Кроме того, FDA советует потребителям избегать приема пищи, питья или обращения с пищевыми продуктами, приготовленными с LN, в точке продажи. Пищевые продукты, которые были обработаны жидким азотом перед продажей и больше не являются чрезвычайно холодными, представляют меньший риск получения травм.

Если у вас был прямой контакт с жидким азотом и ваша кожа похолодела или изменила цвет, переместитесь в теплое место и смочите пораженный участок теплой водой. Проведите неотложную медицинскую оценку как можно скорее. В случае вдыхания, когда кто-то страдает от нехватки кислорода, защитите себя, а затем немедленно выведите его на свежий воздух и обратитесь за неотложной медицинской помощью.

Если вы считаете, что кто-то подвергся воздействию жидкого азота или может иметь неблагоприятные последствия, обратитесь за помощью в Интернете POISON CONTROL ^® онлайн-инструмент или позвоните по телефону 1-800-222-1222 для получения инструкций.

Кристина Йи, PharmD
Сертифицированный специалист по информации о ядах

Отравлен?

Вызов 1-800-222-1222 или же

ПОМОГИТЕ МНЕ онлайн

Советы по профилактике

Храните и используйте контейнеры с жидким азотом в местах с достаточной вентиляцией (ни в коем случае не в замкнутом пространстве).
Никогда не допускайте контакта жидкого азота с какой-либо частью вашего тела. Всегда надевайте соответствующие средства индивидуальной защиты при работе с жидким азотом, включая защитные очки, лицевые щитки, изолированные перчатки (свободного прилегания) и лабораторные халаты или фартуки.
Избегайте употребления пищевых продуктов, обработанных жидким азотом в точке продажи (например, Дыхание Дракона, Дыхание Небес и напитки, насыщенные жидким азотом).

Это действительно случилось

Случай 1. Врач скорой помощи позвонил в токсикологическую службу, чтобы получить консультацию относительно 2-летнего мальчика, который был доставлен в отделение неотложной помощи вскоре после того, как проглотил мороженое, приготовленное с использованием LN. По словам его родителей, мальчик откусил несколько кусочков мороженого и через 5 минут начал хвататься за грудь, задыхаться и перестал говорить. Его симптомы длились около часа. В отделении неотложной помощи мальчик выглядел хорошо, и все симптомы, о которых сообщалось ранее, исчезли. Управление по ядовитым веществам объяснило потенциальные опасения по поводу обморожения и посоветовало наблюдать и давать пищу, чтобы гарантировать, что мальчик сможет глотать без затруднений. Он терпел еду и был отправлен домой. Последующий звонок на следующий день показал, что мальчик вернулся к своему обычному состоянию.

Случай 2. 34-летний мужчина был госпитализирован через 45 минут после того, как наступил в неглубокий контейнер с LN в одних носках. Его голень и ступня были полностью заморожены. Из-за отека тканей ему потребовалась дерматофасциотомия (рассечение тканей для снятия внутреннего давления) частей стопы. У него развилась прогрессирующая деструкция тканей и нарушение кровообращения, и он потребовал ампутации голени, а не постоянной терапии. Его восстановление после ампутации прошло успешно (из Mückley et al., 2007).

Случай 3. 13-летний мальчик проглотил закуску, охлажденную LN. У него сразу же появились сильные боли в животе и одышка. В отделении неотложной помощи его живот был опухшим и твердым. Лапаротомия (хирургическое вскрытие брюшной полости) обнаружила большое количество газа при натяжении и множественные участки эритемы (красные ткани от воспаления). В его желудке была обнаружена 4-сантиметровая перфорация. После операции он выздоровел без осложнений и был выписан через 8 дней в больнице (от Kim, 2018).

Поделись этим:

Фейсбук

Твиттер

Реддит

Для получения дополнительной информации

Криогенные жидкости. Принстон (Нью-Джерси): Управление гигиены и безопасности окружающей среды, Принстонский университет [цитировано 2 марта 2021 г.].

Ссылки

FDA советует потребителям избегать приема пищи, питья или обращения с пищевыми продуктами, приготовленными с использованием жидкого азота, в точке продажи. Silver Spring (MD): Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США; [обновлено 30 августа 2018 г., цитируется в 2019 г.14 июня].

Kernbach-Wighton G, Kijewski H, Schwanke P, Saur P, Sprung R. Клинические и морфологические аспекты смерти от жидкого азота. Международная юридическая медицина. 1998;111(4):191-5.

Жидкий азот. Логан (Юта): Управление исследований Университета штата Юта [цитировано 28 февраля 2021 г.].

Макли Т., Хофманн Г.О., Паллуа Н. Тяжелая травма от замораживания жидким азотом: история болезни. J Травма. 2007 г., июнь; 62 (6): E7–10.

Ким Д.В. Перфорация желудка, вызванная приемом жидкого азота: клинический случай воздействия опасной закуски. Клин Эндоск. 2018 июль; 51 (4): 381–3.

Поллард Дж. С., Симпсон Дж. Э., Бухари М. И. Смертельный коктейль: перфорация желудка после приема жидкого азота. Отчет по делу BMJ, 7 января 2013 г.; 2013 г.: bcr2012007769. doi: 10.1136/bcr-2012-007769.