شركة هانغتشو نوزو للتكنولوجيا المحدودة

يُعدّ النيتروجين السائل والأكسجين السائل من السوائل المبردة الشائعة الاستخدام في الصناعة والبحث العلمي. ولكلٍّ منهما تطبيقاته المتنوعة والفريدة. يُنتَج كلاهما عن طريق فصل الهواء، ولكن نظرًا لاختلاف خصائصهما الكيميائية والفيزيائية، فإنهما يتميزان بخصائص متباينة في التطبيقات العملية. ستتناول هذه المقالة التطبيقات المحددة للنيتروجين السائل والأكسجين السائل، بالإضافة إلى الفروقات بينهما.

أولاً: تطبيقات النيتروجين السائل

يُستخلص النيتروجين السائل بتبريد الهواء إلى ما دون درجة غليان النيتروجين. ومكونه الرئيسي هو غاز النيتروجين (N₂). وتجعل خاصية انخفاض درجة حرارة النيتروجين السائل منه مادةً واسعة الاستخدام، تشمل بشكل أساسي الجوانب التالية:

التجميد والحفظ في درجات حرارة منخفضة

يُعدّ التجميد والحفظ في درجات حرارة منخفضة أحد أكثر استخدامات النيتروجين السائل شيوعًا، لا سيما في مجال الطب الحيوي. تصل درجة حرارة النيتروجين السائل إلى -196 درجة مئوية، مما يُمكّن من تجميد الأنسجة والخلايا والأجنة البيولوجية بسرعة وحفظها لفترة طويلة، مع ضمان استمرار نشاطها. لهذه التطبيقات أهمية بالغة في البحوث الطبية، وزراعة الأعضاء، وتربية الحيوانات التجريبية.

تجميد الطعام

في مجال تصنيع الأغذية، يُستخدم النيتروجين السائل لتجميد الأطعمة بسرعة، مثل المأكولات البحرية واللحوم والفواكه. يُسهم التجميد بالنيتروجين السائل في خفض درجة حرارة الطعام بسرعة، مما يقلل من تكوّن بلورات الثلج ويحافظ على مذاقه وقيمته الغذائية.

التبريد والتجميد

يُستخدم النيتروجين السائل أيضاً بشكل شائع لتبريد المعدات الميكانيكية والتحكم في درجة حرارتها. فعلى سبيل المثال، يُمكن استخدامه كوسيط تبريد لتقليل الاحتكاك والحرارة في عمليات التصنيع الميكانيكية، مما يُحسّن دقة وكفاءة هذه العمليات.

تطبيقات النيتروجين الغازي: يمكن للنيتروجين السائل أيضًا أن يوفر غاز النيتروجين عالي النقاء بعد التبخر، والذي يستخدم على نطاق واسع في الصناعة الكيميائية كغاز واقٍ لمنع تفاعلات الأكسدة للمواد الضارة.

ثانياً: تطبيقات الأكسجين السائل

المكون الرئيسي للأكسجين السائل هو الأكسجين (O₂)، والذي يُستخلص أيضاً بتقنية الفصل بالتبريد العميق. يُعد الأكسجين عنصراً هاماً لدعم الحياة والتفاعلات الكيميائية، وله تطبيقات متنوعة، تتجلى بشكل رئيسي في الجوانب التالية:

إمدادات الأكسجين الطبي

يُستخدم الأكسجين السائل على نطاق واسع في المستشفيات ووحدات الطوارئ، حيث يُزوّد ​​المرضى بتركيزات عالية من الأكسجين لمساعدتهم على التنفس. ويُعدّ توفير الأكسجين أمراً بالغ الأهمية، لا سيما في علاج أمراض الجهاز التنفسي. يتميز الأكسجين السائل بصغر حجمه، وارتفاع تركيز الأكسجين فيه، وسهولة تخزينه ونقله، وهو أحد أشكال الإمداد الطبي المفضلة بالأكسجين.

المؤكسد الصناعي

يُستخدم الأكسجين السائل على نطاق واسع كمؤكسد في الصناعة، وخاصة في صهر الصلب وإنتاج المواد الكيميائية. يُمكن استخدام الأكسجين السائل للمساعدة في الاحتراق، مما يزيد من درجة حرارة الاحتراق وكفاءة التفاعل. على سبيل المثال، في عملية صناعة الصلب، يُضخ الأكسجين في ماء الحديد المنصهر لإزالة الشوائب وتحسين نقاء الصلب.

الفضاء الجوي ودفع الصواريخ

يُعدّ الأكسجين السائل وقودًا مساعدًا شائع الاستخدام في أنظمة دفع الصواريخ، حيث يُخلط مع وقود سائل آخر (مثل الهيدروجين السائل) للاحتراق، مما يُولّد طاقة عالية للغاية لدفع الصواريخ إلى الفضاء. وتجعل خصائصه الممتازة في الاحتراق المساعد من الأكسجين السائل وقودًا لا غنى عنه في صناعة الطيران والفضاء.

ثالثًا: الاختلافات بين النيتروجين السائل والأكسجين السائل

على الرغم من اختلاف استخدامات النيتروجين السائل والأكسجين السائل، إلا أنهما يختلفان اختلافًا كبيرًا في طبيعتهما واستخدامهما. تحديدًا:

1. التركيب: يحتوي النيتروجين السائل على غاز النيتروجين (N₂)، بينما يحتوي الأكسجين السائل على غاز الأكسجين (O₂).

2. الكثافة: النيتروجين السائل أكثر كثافة من الأكسجين السائل.

3. نقطة الغليان: يتميز النيتروجين السائل بنقطة غليان أقل من الأكسجين السائل.

٤. الاستخدام: يُستخدم النيتروجين السائل عادةً للتجميد والحفظ، بينما يُستخدم الأكسجين السائل بشكل أساسي كمؤكسد ودافع. الخصائص الكيميائية

النيتروجين السائل خاملٌ بطبيعته، وله بنية جزيئية مستقرة للغاية تجعله غير قابل للتفاعل الكيميائي مع المواد الأخرى. هذه الخاصية تسمح باستخدامه كغاز واقٍ وتطبيقه في العديد من العمليات الكيميائية والصناعية. من جهة أخرى، يُعدّ الأكسجين السائل مؤكسدًا قويًا ذو تفاعلية كيميائية عالية، وهو عرضة لتفاعلات أكسدة شديدة مع المواد الأخرى، مما يجعله واسع الاستخدام في عمليات الاحتراق والأكسدة.

خصائص درجة الحرارة

درجة غليان النيتروجين السائل أقل من درجة غليان الأكسجين السائل (النيتروجين السائل -196 درجة مئوية، الأكسجين السائل -183 درجة مئوية)، مما يجعله مناسبًا للتبريد والحفظ في درجات حرارة منخفضة. على الرغم من أن الأكسجين السائل ينتمي أيضًا إلى فئة السوائل المبردة، إلا أن أداءه في درجات الحرارة المنخفضة ليس بجودة أداء النيتروجين السائل. لذلك، يُستخدم الأكسجين السائل بشكل أكثر شيوعًا في الاحتراق والأكسدة بدلًا من الحفظ المبرد. السلامة

يُعدّ النيتروجين السائل آمناً نسبياً للاستخدام لعدم قابليته للتفاعلات الكيميائية. وتتمثل المخاطر الرئيسية في الإصابة بالبرد الشديد نتيجة انخفاض درجة الحرارة، واستبدال الأكسجين في المكان، مما قد يُسبب الاختناق. أما الأكسجين السائل، باعتباره مؤكسداً، فيجب إبعاده عن المواد القابلة للاشتعال كالزيوت لتجنب حوادث الاحتراق والانفجار. لذا، يتطلب استخدامه مزيداً من الحذر.

يُعدّ النيتروجين السائل والأكسجين السائل من السوائل المهمة التي تعمل في درجات الحرارة المنخفضة. ورغم أنهما يُنتجان عن طريق فصل الهواء، إلا أنهما يختلفان في مجالات استخدامهما نظرًا لاختلاف خصائصهما الكيميائية والفيزيائية. يُستخدم النيتروجين السائل، بفضل خموله الكيميائي وانخفاض درجة حرارته، على نطاق واسع في حفظ الأطعمة بالتجميد، وتصنيعها، والتبريد الصناعي، وغيرها. بينما يُستخدم الأكسجين السائل، بفضل خصائصه المؤكسدة، بشكل أساسي في إمداد الأكسجين للأغراض الطبية، والأكسدة الصناعية، ودفع الطائرات، وغيرها. في التطبيقات العملية، يتطلب استخدام النيتروجين السائل والأكسجين السائل دراسة متأنية لخصائصهما ومتطلبات السلامة الخاصة بكل منهما لضمان كفاءة استخدامهما.

نحن شركة مصنعة ومصدرة لوحدات فصل الهواء. إذا كنت ترغب في معرفة المزيد عنا:

الشخص المسؤول عن التواصل: آنا

الهاتف/واتساب/وي شات: +86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com