مجموعة هانغتشو نوزو للتكنولوجيا المحدودة

النيتروجين السائل والأكسجين السائل سائلان شائعا الاستخدام في الصناعة والبحث العلمي. لكل منهما تطبيقاته الفريدة وواسعة النطاق. يُنتَج كلاهما عن طريق فصل الهواء، ولكن نظرًا لاختلاف خصائصهما الكيميائية والفيزيائية، يتميز كل منهما بخصائص مميزة في التطبيقات العملية. ستتناول هذه المقالة التطبيقات المحددة للنيتروجين السائل والأكسجين السائل والاختلافات بينهما.

أولا: تطبيقات النيتروجين السائل

يُحصَل على النيتروجين السائل بتبريد الهواء إلى ما دون درجة غليان النيتروجين. مُكوِّنه الرئيسي هو غاز النيتروجين (N₂). خاصية النيتروجين السائل المنخفضة الحرارة تجعله قابلاً للتطبيق على نطاق واسع، ويشمل ذلك بشكل رئيسي الجوانب التالية:

التجميد والحفظ في درجات حرارة منخفضة

من أكثر استخدامات النيتروجين السائل شيوعًا التجميد والحفظ في درجات حرارة منخفضة، وخاصةً في مجال الطب الحيوي. تصل درجة حرارة النيتروجين السائل إلى -196 درجة مئوية، مما يسمح بتجميد الأنسجة والخلايا والأجنة البيولوجية بسرعة وحفظها لفترة طويلة، مما يضمن فعاليتها. تُعد هذه التطبيقات ذات أهمية بالغة في الأبحاث الطبية، وزراعة الأعضاء، وتربية الحيوانات التجريبية.

تجميد الطعام

في مجال تصنيع الأغذية، يُستخدم النيتروجين السائل للتجميد السريع للأغذية، مثل المأكولات البحرية واللحوم والفواكه. يُخفّض التجميد بالنيتروجين السائل درجة حرارة الطعام بسرعة، مما يُقلل من تكوّن بلورات الثلج، ويحافظ على مذاق الطعام وقيمته الغذائية.

التبريد والتجميد

يُستخدم النيتروجين السائل أيضًا بكثرة لتبريد المعدات الميكانيكية والتحكم في درجة حرارتها. على سبيل المثال، يُمكن استخدامه كوسيط تبريد لتقليل الاحتكاك والحرارة في المعالجة الميكانيكية، مما يُحسّن دقة وكفاءة المعالجة.

تطبيقات النيتروجين الغازي: يمكن للنيتروجين السائل أيضًا توفير غاز النيتروجين عالي النقاء بعد التبخير، والذي يستخدم على نطاق واسع في الصناعة الكيميائية كغاز وقائي لمنع تفاعلات أكسدة المواد الضارة.

II. تطبيقات الأكسجين السائل

المكون الرئيسي للأكسجين السائل هو الأكسجين (O₂)، والذي يُستخرج أيضًا بتقنية الفصل بالتبريد العميق. للأكسجين، باعتباره عنصرًا أساسيًا في دعم الحياة والتفاعلات الكيميائية، تطبيقات متعددة، تتجلى بشكل رئيسي في الجوانب التالية:

إمدادات الأكسجين الطبي

يُستخدم الأكسجين السائل على نطاق واسع في المستشفيات ومراكز الطوارئ، حيث يُوفر أكسجينًا عالي التركيز للمرضى لمساعدتهم على التنفس. ويُعدّ توفير الأكسجين أمرًا بالغ الأهمية، لا سيما في علاج أمراض الجهاز التنفسي. يتميز الأكسجين السائل بحجمه الصغير ومحتوى الأكسجين العالي، وسهولة تخزينه ونقله، وهو من أفضل أنواع الأكسجين الطبي.

مؤكسد صناعي

يُستخدم الأكسجين السائل بشكل شائع كعامل مؤكسد في الصناعة، وخاصةً في صهر الفولاذ وإنتاج المواد الكيميائية. ويمكن استخدامه للمساعدة في الاحتراق، مما يزيد من درجة حرارته وكفاءة التفاعل. على سبيل المثال، في عملية صناعة الفولاذ، يُحقن الأكسجين في ماء الحديد المنصهر لإزالة الشوائب وتحسين نقاء الفولاذ.

الفضاء والدفع الصاروخي

الأكسجين السائل وقودٌ مساعدٌ شائع الاستخدام في أنظمة دفع الصواريخ، إذ يُمزج بالوقود السائل (مثل الهيدروجين السائل) للاحتراق، مُولِّدًا طاقةً عاليةً للغاية لدفع الصواريخ إلى الفضاء. خصائصه الممتازة في الاحتراق المساعد تجعله وقودًا لا غنى عنه في صناعة الطيران والفضاء.

ثالثًا: الفرق بين النيتروجين السائل والأكسجين السائل

على الرغم من اختلاف استخدامات النيتروجين السائل والأكسجين السائل، إلا أنهما يختلفان اختلافًا جوهريًا في طبيعتهما واستخداماتهما. وتحديدًا:

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: النيتروجين السائل له نقطة غليان أقل من الأكسجين السائل.

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

النيتروجين السائل خاملٌ أساسًا، وله بنية جزيئية مستقرة للغاية، مما يجعله غير قابل للتفاعل الكيميائي مع مواد أخرى. هذه الخاصية تُمكّنه من استخدامه كغاز وقائي وتطبيقه في العديد من العمليات الكيميائية والصناعية. من ناحية أخرى، يُعدّ الأكسجين السائل مؤكسدًا قويًا وعالي التفاعل الكيميائي، وهو عرضة لتفاعلات أكسدة شديدة مع مواد أخرى، مما يجعله يُستخدم على نطاق واسع 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 أدائه في درجات الحرارة المنخفضة ليس بجودة أداء النيتروجين السائل. لذلك، يُستخدم الأكسجين السائل بشكل أكثر شيوعًا في الاحتراق والأكسدة بدلًا من الحفظ المبرد. السلامة

يُعد النيتروجين السائل آمنًا نسبيًا للاستخدام نظرًا لعدم تعرضه للتفاعلات الكيميائية. تتمثل المخاطر الرئيسية في الإصابة بالبرد الناتج عن انخفاض درجة الحرارة، واستبدال الأكسجين في الفراغ، مما قد يُسبب الاختناق. أما الأكسجين السائل، باعتباره مؤكسدًا، فيجب إبعاده عن المواد القابلة للاشتعال مثل الزيوت لمنع حوادث الاحتراق والانفجار. لذلك، يتطلب استخدامه مزيدًا من الحذر.

يُعدّ النيتروجين السائل والأكسجين السائل سائلين مهمين منخفضي الحرارة. ورغم إنتاجهما عن طريق فصل الهواء، إلا أنهما يختلفان في مجالات استخدامهما نظرًا لاختلاف خصائصهما الكيميائية والفيزيائية. يُستخدم النيتروجين السائل، بفضل خموله وخصائصه في درجات الحرارة المنخفضة، على نطاق واسع في التجميد والحفظ، وتجهيز الأغذية، والتبريد الصناعي، وغيرها. بينما يُستخدم الأكسجين السائل، بفضل خصائصه المؤكسدة، بشكل رئيسي في توفير الأكسجين الطبي، والأكسدة الصناعية، ودفع الطائرات، وغيرها. في التطبيقات العملية، يتطلب استخدام النيتروجين السائل والأكسجين السائل مراعاةً تامةً لخصائصهما وسلامتهما لضمان فعالية استخدامهما.

نحن مصنعون ومصدرون لوحدات فصل الهواء. للمزيد من المعلومات، تفضلوا بزيارة:

جهة الاتصال: آنا

هاتف/واتساب/وي شات:+86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com