Азот: что это такое и где он используется?
Поиск по вики-сайту о сжатом воздухе
- Основная информация
- Компрессоры
- Подготовка воздуха
- Владение
- Тенденции
Gas generation Industrial Gases Nitrogen Compressed Air Wiki Compressed Air Nitrogen generation Basic Theory
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).
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.
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
ЭлектроникаЭлектроника
Упаковка продуктов питания и напитковУпаковка продуктов питания и напитков
ЛабораторииЛаборатории
Предотвращение пожараПредотвращение пожара
ФармацевтикаФармацевтика
Судостроение и судоходствоСудостроение и судоходство
Основные сферы примененияОсновные сферы применения
Другие статьи по этой теме
Read more
Что такое сжатый воздух?
4 August, 2022
Мы постоянно сталкиваемся со сжатым воздухом, но что это такое? Предлагаем вам войти в мир сжатого воздуха и познакомиться с основными принципами работы компрессоров.
Read more
Применение сжатого воздуха: где используется сжатый воздух?
5 May, 2023
Мы сталкиваемся со сжатым воздухом повсюду, но где именно он используется? Узнайте о различных способах использования сжатого воздуха и его влиянии на повседневную жизнь.
Read more
НОВАЯ ЭНЕРГЕТИКА — БЕЗ УГЛЕРОДА И КИСЛОРОДА
Современная наука мобилизовала себя на борьбу с углекислым газом — продуктом горения. При этом все как бы смирились с тем, что выработка энергии неизбежно связана с ростом содержания в атмосфере Земли углекислого газа.
Однако ученые ищут пути уменьшения количества СО2 в природном кругообороте веществ. И вот уже появились идеи подлинно революционные: решительно изгнать углерод и кислород из энергетики, построив ее на совершенно других элементах.
На одной из химических фабрик в Германии, на складе вдруг начал “кипеть” кремний, хранившийся в состоянии тонко измельченного порошка в атмосфере азота. Никаких неприятностей не произошло, но загадочное поведение всегда спокойного элемента — кремния — озадачило руководителей предприятия.
История дошла до профессора химии Норберта Аунера из Франкфурта-на-Майне. И она взбудоражила его, наверное, не меньше, чем Колумба, когда тот услышал от матросов: “Видим землю!”. А дело в следующем. У Аунера уже давно зародилась мысль, что энергию можно получать не только традиционным образом, сжигая в кислороде углерод, но также химическим путем, при взаимодействии других элементов. Взоры ученого, естественно, обращались к тем из них, запасов которых на планете не меньше, чем нефти, угля, газа.
Более детальное исследование случая, произошедшего на фабрике, выяснило, что в одной емкости с кремниевой пылью и азотом оказались следы окисла меди. Очевидно, присутствовавший в емкости чистый азот тоже был вовлечен во взаимодействие. Возникла реакция, которая противоречила всему опыту обращения с таким инертным элементом, как азот. Но факт остается фактом: реакция произошла, и в день, когда на фабрике “закипел” кремний, пришлось приложить немало сил, чтобы успокоить “вскипевшую” пыль.
Как выяснилось, кремний способен весьма энергично соединяться с азотом. Стартовая температура для начала реакции — 500 градусов; второе условие: кремний должен быть очень тонко измельчен. Окисел же меди играет роль катализатора.
Ценность этого случайного открытия не подлежала сомнению. Если кремний так легко горит (а он — составная часть песка), не станет ли этот элемент главным топливом человечества в будущем? Во-первых, наша планета богата песками, а во-вторых, горение в азоте не сопровождается выделением в атмосферу парниковых газов, прежде всего — двуокиси углерода.
Новое горение оставляет после себя тот же песок, только не на кислородной, а на нитратной основе.
В идеале можно представить себе такую картину: человек отказывается от использования угольных и нефтяных запасов, электростанции получают кремниевую пыль, автомобили этой же пылью заправляются на станциях и там же выгружают мешки с “золой” — песком.
Конечно, было бы не совсем грамотно провозгласить: “Песок — нефть будущего”. Ведь песок не горит, горит кремний. В природе кремний в чистом виде не встречается, и чтобы его получить из песка, надо израсходовать энергию, к тому же немалую. Она уходит, главным образом, на то, чтобы отщепить атомы кислорода от атомов кремния. Но эти энергетические затраты будут с лихвой возмещены за счет соединения с азотом.
Профессор Аунер предполагает, что фабрики восстановления кремния выгоднее располагать в экваториальных пустынях, где есть все необходимые условия для производства: песок, воздух и солнечная энергия. Она, вырабатывая ток, приведет в действие реакторы, восстанавливающие кремний.
Подобным образом гелиоэнергетические установки могут расщеплять и воду на кислород и водород. Водород — превосходное топливо: сгорая, он выделяет много тепла, оставляя после реакции лишь воду. В этом тоже есть заинтересованность. Крупнейшие автомобильные фирмы — “Даймлер-Крайслер” и “Форд” — рассматривают водород в качестве заменителя бензина. Правда, водород перед транспортировкой надо превратить в жидкость, а для этого его приходится охлаждать до минус 253 градусов, так что техника снабжения топливом получится очень дорогой. Кроме того, смесь водорода с кислородом — взрывчатый газ огромной силы, а следовательно, обращение с ним связано с немалыми трудностями.
От всех такого рода проблем свободна работа с кремнием — блоки этого топлива могут путешествовать на любом виде транспорта, им не страшны открытые источники тепла, даже такие, как сварочные горелки. Пока блок не измельчен в пыль, он не горюч. Но в пылевидном состоянии он так же опасен, как водород.
Есть, однако, сомневающиеся в верности пути, намеченного профессором Аунером.
Их главный аргумент “против”: “Если в пустыне будут получать ток для восстановления кремния, то не лучше ли посылать вместо блоков энергию, как обычно, по проводам?”. Современные линии электропередач, использующие постоянный ток высокого напряжения, при передаче энергии на расстояние в 3000 километров теряют около 20 процентов мощности. И тем не менее это в денежном выражении намного меньше того, во что обойдется морская транспортировка будущей энергии в виде блоков кремния. Но как тогда быть с автомобильным транспортом, который также предлагается перевести на кремниевое питание?
Сегодня говорить о практическом воплощении замыслов профессора Аунера еще рано. Производство чистого кремния дорого, и на рынке его мало. Главным потребителем кремния выступает промышленность, изготовляющая компьютеры и другую электронику. Остальным достаются крохи. Правда, гелиоэнергетическое оборудование тоже требует для своих батарей немного кремния. Мировое потребление его для солнечных панелей не достигает и тысячи тонн, но и эти тонны гелиотехники получают с трудом.
Конечно, надо преодолеть множество технологических проблем, на что, по оценке Аунера, уйдет от десяти до двадцати лет, пока технические аспекты созреют и воплотятся в проекты. “Но химическая сторона дела, — утверждает профессор, — ясна!”
“Золой” новой энергетики будет служить кремненитрид. Из него можно получать дешевый аммиак, пригодный для производства азотистых удобрений. Кстати, сегодня в мире выпускается 100 миллионов тонн аммиака. Производство его связано с неудобствами и обходится довольно дорого. “Если человечество перейдет к кремнию, — считает профессор Аунер, — азотистые удобрения появятся у нас в изобилии”.
Но это не все. Н. Аунер рассмотрел возможность замены углерода на кремний во многих отраслях хозяйства. Из аммиака, например, если он будет дешев, можно получать водород и к тому же много эффективнее, чем из воды: его производство обойдется примерно в одну десятую сегодняшней стоимости. Особенного успеха ученый ожидает и от заправки автомобиля не бензином, а кремнием.
Идея, правда, не нова, еще тридцать лет назад немецкие химики фирмы “Вакер” поставили опыты с автомобилем, бак которого заполнили вместо бензина кремнийсодержащей жидкостью — тетраметилсиланом. Она при сжигании давала столько же энергии, что и бензин. К сожалению, в семидесятых годах опыты прекратились: песок, образовывавшийся при горении, останавливал мотор. Сейчас Аунер видит выход из этого затруднения. По его мнению, надо часть ответственных деталей мотора заменить на керамические.
Но как бы там ни было, впервые высказана идея новой энергетики! В Периодической системе элементов Менделеева углерод и кремний стоят рядом, по химическим особенностям они во многом схожи. “Для меня остается загадкой, — говорит профессор Норберт Аунер, — почему никто не догадался… Ведь все лежит на поверхности”.
От редакции. Читателям, заинтересовавшимся работами, изложенными в только что прочитанном реферате, рекомендуем обратить внимание на статью доктора технических наук А.
Куликова “Силикаты просятся в энергетику” (“Наука и жизнь” № 8, 1991 г.; № 3, 1996 г.). Идея освоения нового вида топлива заслуживает внимания.
Является ли азот горючим? | Наука
Обновлено 5 апреля 2018 г.
Винсент Саммерс
Горючее вещество может гореть, и если бы азот мог гореть, все живое на земле было бы давно уничтожено. Газообразный азот составляет около 78 процентов земной атмосферы. Примерно 21 процент атмосферы составляет кислород, и если бы он мог соединиться с азотом в реакции горения, то не осталось бы ничего, чем могли бы дышать организмы. К счастью, это не так. Однако азот может воспламеняться при некоторых необычных обстоятельствах.
TL;DR (слишком длинно, не читал)
Очевидная и простая истина заключается в том, что азот не горюч при обычных обстоятельствах. Фактически, Национальная ассоциация противопожарной защиты присвоила азоту нулевой рейтинг воспламеняемости. Однако существуют определенные особые ситуации, которые требуют особого рассмотрения.
Азот и металлы
В особых условиях азот может потребляться так, как если бы он поддерживал горение других веществ. Например, он может сочетаться с некоторыми необычайно реакционноспособными металлами, обычно не встречающимися в природе в элементарной форме, такими как магний.
3 Mg + N 2 —> Mg 3 N 2
В данном случае горит не азот, а магний. Азот поддерживает горение. Магний не встречается в природе, потому что он гораздо легче реагирует с кислородом. В случае кислорода
2 Mg + O 2 —> 2MgO + энергия
Азот и водород
Водород может реагировать с азотом при определенных обстоятельствах. Опять же, это не та ситуация, которая возникает в природе, потому что водород обычно не существует в элементарной форме. Даже когда вы искусственно производите водород и взаимодействуете с азотом с образованием аммиака, азот не сгорает.
Это вещество, поддерживающее «горение». Уравнение реакции:
N 2 + 3H 2 —> 2NH 3
Гроза
Одна из особых ситуаций, при которых возможно сжигание азота, возникает во время грозы. Молния вызывает реакцию азота с кислородом с образованием оксида азота:
N 2 + O 2 —> 2NO
и диоксида азота:
N 2 + 2O 2 9 0018 —> 2NO 2
Эти реакции происходят потому, что молния создает огромное давление и температуру до 30 000 градусов. Азот и кислород при таких обстоятельствах теряют свои электроны и становятся ионами. Иногда они восстанавливают свои электроны, но иногда они объединяются и образуют оксиды. Оксиды, в свою очередь, могут соединяться с влагой воздуха и выпадать в виде дождя, обогащая почву.
Правильная пропорция
Это действительно хорошо, что большая часть земной атмосферы состоит из обычно негорючего азота.
Если бы вся атмосфера состояла из кислорода, первая искра вызвала бы пожар, который вышел бы из-под контроля и быстро поглотил бы земные леса. Азот ограничивает способность кислорода поддерживать горение, но его недостаточно, чтобы вызвать недостаток биологически необходимого кислорода.
Является ли азот/жидкий азот горючим?
Как партнер Amazon я зарабатываю на соответствующих покупках (без дополнительных затрат для вас).
Азот — один из самых распространенных элементов в галактике и самый большой компонент атмосферы Земли. На самом деле, при каждом вдохе более трех четвертей объема легких приходится на азот. Но стоит ли нам об этом беспокоиться? Возможно ли воспламенение азота? А как же жидкий азот?
Азот не воспламеняется. Он имеет очень прочную тройную связь, которая стабильна и вызывает очень низкую реакционную способность. В большинстве случаев он не загорится.
Однако с этими веществами связаны важные соображения безопасности, вот что вам нужно знать.
Ваш приоритет № 1 — обеспечить безопасность вашей семьи. Как пожарный, я рекомендую всем иметь обновленные детекторы дыма, которые не требуют замены батареи, , подобные этим, от Kidde , огнетушитель, , подобный этому, от Amerex и пожарную лестницу, если у вас есть спальни выше первого этажа, Я рекомендую этот от Hausse.
Читайте также: Что делает что-то легковоспламеняющимся?
Что такое азот?
Азот представляет собой газ при комнатной температуре, он не имеет ни цвета, ни запаха.
Это двухатомный газ, что означает, что два атома азота соединяются вместе, образуя одну молекулу газообразного азота (N 2 ).
Приблизительно 78% атмосферы планеты состоит из азота, и это, безусловно, самый распространенный элемент сырья (например, не в форме соединения) на Земле.
Наши тела используют азот, как и тела всех живых существ, и вы найдете его в нашей ДНК и РНК, а также в АТФ (который представляет собой аденозинтрифосфат, который помогает транспортировать энергию по телу).
Азот настолько важен для жизни на Земле, что у нас есть «азотный цикл», который представляет собой полное описание того, как элемент перемещается из атмосферы в биосферу, в организмы, живущие в этой биосфере, а затем обратно в атмосферу.
Читайте также: Горюч ли водород? Взрывы…
Для чего он используется?
Азот используется во многих различных промышленных процессах, и он используется для производства аммиака, азотной кислоты, нитратов (которые часто используются в качестве взрывчатых веществ, а также в качестве топлива), цианида и т. д.
Восстановление соединений азота с высвобождением содержащегося в них азота часто приводит к высвобождению большого количества энергии, что может быть очень полезно в производственных и промышленных процессах.
Соединения азота также могут вызывать загрязнение и несут ответственность за то, что известно как «эвтрофикация» (добавление слишком большого количества питательных веществ в воду, вызывающее цветение водорослей и уничтожение обычных организмов в воде) водотоков.
Обычно это происходит из-за сельскохозяйственных или промышленных стоков в воду.
Вы также можете найти соединения азота, используемые для таких разнообразных вещей, как антибиотики и кевлар, куда бы вы ни посмотрели, азот, вероятно, играет в этом важную роль.
Что такое жидкий азот?
Жидкий азот можно получить либо путем охлаждения азота до очень низких температур (-196 градусов по Цельсию или -320,8 градусов по Фаренгейту), либо путем интенсивного повышения давления при комнатной температуре.
В большинстве случаев, для удобства, жидкий азот, с которым сталкиваются люди, находится под давлением с коэффициентом расширения примерно 1:694.
Стоит отметить, что если жидкий азот выпускается из-под давления, он приобретает очень низкую температуру, что может вызвать проблемы.
Для чего используется жидкий азот?
Жидкий азот имеет множество применений, но в основном он используется в медицине и криогенике, а также иногда в барной промышленности.
Является ли азот горючим?
При нормальных условиях азот не воспламеняется и не считается ни легковоспламеняющимся, ни горючим.
Это хорошая новость, учитывая преобладание азота в атмосфере, если бы он мог загораться каждый раз, когда кто-то зажигал спичку, Земля никогда не переставала бы гореть.
К счастью, для всех нас азот не воспламеняется. Если бы это было так, жизнь, вероятно, была бы совсем не такой, какой мы ее видим сегодня.
Это взрывоопасно?
Азот не взрывоопасен, но стоит отметить, что если его хранить в газовых баллонах и баллоны нагревать, то азот расширится и вызовет взрыв баллона, если он достаточно расширится.
С точки зрения пользователя на данный момент азот не выглядит взрывоопасным.
Это означает, что важно хранить баллоны с азотом в безопасном месте и изолировать их от потенциальных источников тепла и/или пламени.
Может ли газообразный азот загореться?
Азот не горит ни при каких нормальных условиях (можно создать условия, при которых азот может гореть — так они производят закись азота, веселящий газ, но в дикой природе они не встречаются).
Это связано с тем, что азот является ужасным теплопроводником и что прочность тройной связи азота в N 2 выше, чем в любом другом газе, за исключением связи между углеродом и кислородом в углекислом газе.
Может ли он самовозгораться?
Нет. Азот самопроизвольно не воспламеняется, он сгорает достаточно тяжело, без усилий не загорится.
Является ли жидкий азот горючим?
Нет.
Жидкий азот не воспламеняется, ни давление, ни понижение температуры не делают азот более воспламеняемым.
Взгляните на это в действии:
Однако, поскольку жидкий азот находится под давлением в баллонах, существует опасность взрыва из-за значительного нагрева баллонов, поскольку жидкий азот может расшириться и разрушить баллон.
Насколько опасен азот?
Азот в нормальных условиях не опасен.
В конце концов, мы постоянно вдыхаем и выдыхаем его, и он присутствует во всех наших телах.
Однако от азота можно задохнуться, если поднять уровень азота в воздухе настолько, чтобы вытеснить кислород.
Итак, если вы работаете с газообразным азотом, важно работать в хорошо проветриваемом помещении, чтобы этого не произошло.
Можно ли уничтожить азот?
Азот не может быть уничтожен, вы можете видеть, как это работает в круговороте азота, но согласно закону сохранения материи азот не может быть создан или уничтожен в химических процессах, таких как горение.
Может ли жидкий азот потушить огонь?
Да. На самом деле, обычный азот теоретически мог бы потушить пожар, так как можно было бы распылить его на огонь, чтобы отрезать источник кислорода, а поскольку азот не горит, это гасит огонь.
Однако тушить огонь газом достаточно сложно, а жидкостью гораздо проще, и легко заметить, что жидкий азот тушит больше огня на единицу израсходованного на огонь азота.
Опасен ли жидкий азот?
Жидкий азот очень опасен, и, на самом деле, даже несмотря на то, что он используется в барной индустрии для приготовления восхитительных коктейлей с выделением пара, эта практика наносит серьезный вред пьющим..jpg)
Это связано с тем, что жидкий азот настолько холоден, что быстро замораживает любую ткань, с которой соприкасается, а также любые телесные жидкости.
Даже самое короткое прикосновение может привести к сильным ожогам, обморожению и необратимому повреждению тканей или глаз.
Как это может тебя убить?
Длительное воздействие жидкого азота может привести к смертельным холодным ожогам точно так же, как длительное воздействие огня может привести к смертельным тепловым ожогам.
Жидкий азот также может убивать, испаряясь, не причиняя никому вреда. а затем вытеснение воздуха в помещении, что приводит к головным болям, головокружению, потере сознания и затем смерти от удушья.
Короче говоря, с жидким азотом не стоит возиться.
Как выглядит кожа после ожога жидким азотом?
Жидкий азот используется в косметической и других формах хирургии для сжигания предметов с человеческого тела, и эти ожоги не являются серьезными.
Когда использование жидкого азота тщательно контролируется, это приводит к незначительным ожогам, которые могут образовать струпья или волдыри, которые со временем отпадут сами по себе.
Неконтролируемые ожоги азотом могут быть очень серьезными, и если вы обожжете себя жидким азотом, вам следует немедленно обратиться к врачу.
Можно ли пить или есть жидкий азот?
Ни при каких обстоятельствах нельзя есть или пить жидкий азот. В лучшем случае это оставит вас с серьезными внутренними повреждениями, в худшем случае это приведет к вашей смерти.
Мы настоятельно рекомендуем вам не употреблять коктейли, приготовленные с жидким азотом, так как ошибка бармена может привести к серьезным травмам.
Можно ли ставить жидкий азот в раковину?
Нет. Жидкий азот нельзя выливать в раковину. Холод жидкого азота может привести к серьезному повреждению труб и т.