Bezbarwny, bezwonny, a co najważniejsze bierny chemicznie azot należy do pierwiastków o ogromnym znaczeniu biologicznym i przemysłowym. Jest jednym z podstawowych związków budujących organizmy zamieszkujące Ziemię, wchodzi w skład aminokwasów, białek i kwasów nukleinowych. W fazie wzrostu jest bezwzględnie wymagany przez rośliny. Znalazł również mnóstwo zastosowań w wielu gałęziach przemysłu, zarówno jako dwuatomowa cząsteczka, jak i wchodząc w skład bardziej skomplikowanych związków chemicznych, na przykład amoniaku, tlenków azotu i kwasów azotowych. Poniżej przedstawiamy przykładowe zastosowania azotu w przemyśle i wskazujemy, dlaczego lepiej zdecydować się na własną produkcję niż zewnętrzne dostawy tego gazu.
Lutowanie w atmosferze ochronnej
Lutowanie to metoda łączenia metalowych elementów spoiwem (lutowiem), którego temperatura topnienia jest niższa niż temperatura topnienia spajanych elementów. Jest procesem szeroko wykorzystywanym na skalę przemysłową. W zależności od temperatury topnienia lutowia wyróżnia się lutowanie miękkie, twarde i wysokotemperaturowe. To w tym ostatnim wykorzystuje się azotową atmosferę ochronną. Gaz jest nadmuchiwany w miejsce, gdzie topi się lutowie i jego obecność poprawia parametry złącza: utlenienie w miejscu lutowania zostaje zredukowane przez wypchnięcie z atmosfery tlenu, poprawie ulega napięcie powierzchniowe, zwilżalność lutowia i jakość połączeń. Dzięki temu zmniejsza się liczba wad lutowniczych.
Gaz osłonowy w przemyśle spożywczym
Czysty azot lub mieszanka azotu z dwutlenkiem węgla tworzy osłonę dla wielu artykułów spożywczych, dzięki czemu można zapewnić im świeżość na dłużej. Brak wolnych rodników tlenowych chroni przed stresem oksydacyjnym i nie pozwala na jełczenie pożywienia. W związku z wykorzystaniem w przemyśle spożywczym azotu na bardzo szeroką skalę, Unia Europejska uznała azot za dodatek do żywności i nadała mu numer E941.
Napełnianie opon azotem
Już w latach sześćdziesiątych XX wieku dowiedziono, że opony napełnione azotem, gazem wolnym od wilgoci i mało aktywnym chemicznie, mają dużo dłuższą żywotność. Ciśnienie w oponach napełnionych azotem utrzymuje się kilkukrotnie dłużej, niż w przypadku pompowania powietrzem atmosferycznym (w którym zawartość azotu sięga prawie 80%). Napełnianie opon azotem poleca się właścicielom aut osobowych ze stalowymi felgami – azot nie wchodzi w reakcję z metalem, a jego minimalna wilgotność sprawia, że podczas pompowania na feldze nie osadzają się kropelki wody, prowadzące do szybkiej korozji. Mnóstwo zastosowań azotu w przemyśle sprawiło, że sięgnięto po jego największy zapas, czyli powietrze atmosferyczne i opracowano innowacyjną metodę pozyskiwaniu tego gazu – generatory azotu.
Sprężone powietrze źródłem azotu
Nowoczesne urządzenia, jakimi są generatory azotu pozwalają wytworzyć azot o czystości dochodzącej nawet do 99%, podczas gdy butle zawierają około 92% azotu. Najczęściej wykorzystywane są trzy technologie, oddzielające azot od cząsteczek pary wodnej, dwutlenku węgla, tlenu, olejów i zanieczyszczeń. Pierwsza technika, technologia adsorpcji zmiennociśnieniowej, opiera się na przepuszczaniu sprężonego powietrza atmosferycznego przez kolumnę z adsorbentem. Sito węglowe adsorbuje mniejsze cząsteczki tlenu, natomiast większe cząstki azotu przepływają przez urządzenie swobodnie. Usunięcie związanego na kolumnie tlenu odbywa się za pomocą obniżenia ciśnienia w kolumnie do ciśnienia atmosferycznego. W drugiej technologii, membranowej, sprężone powietrze po wstępnym filtrowaniu jest przepuszczone przez włókna membranowe. W określonej temperaturze na tych włóknach dochodzi do rozdziału powietrza na azot i gaz odpadowy. Trzecim sposobem, na jaki mogą działać generatory azotu, jest technologia kriogeniczna. Uzyskiwanie azotu wiąże się ze skropleniem sprężonego, przefiltrowanego i odolejonego powietrza. Ochłodzone nawet do -200˚C powietrze przechodzi przez kolumny destylacyjne, gdzie następuje częściowe skroplenie. Ponieważ temperatura skroplenia azotu jest najniższa pośród składników powietrza atmosferycznego, pozostający po skropleniu gaz to czysty azot.
Podsumowując, przy wszystkich zastosowaniach azotu w przemyśle, powinno się korzystać ze wszystkich dostępnych źródeł tego związku, a najwięcej azotu można znaleźć w powietrzu. Zaopatrując się w mobilne lub stacjonarne generatory azotu można mieć pewność, że stosowany azot jest najwyższej jakości. Dodatkowo jest to wydatek jednorazowy, ekonomicznie bardziej opłacalny niż zakup kolejnych butli pełnych azotu.
źródło: bogepolska.pl – serwis sprężarek
