درجات نقاء النيتروجين لتطبيقات صناعية مختلفة!

بسبب طبيعته غير النشطة، يمكن استخدام النيتروجين الغازي في مجموعة متنوعة من العمليات مثل التنظيف والتغطية والتصريف. حسب نوع العملية المعنية، يتم استدعاء مستويات مختلفة من نقاء النيتروجين لتلبية احتياجات التصنيع الفريدة.

ما هي نقاء النيتروجين؟

نقاء النيتروجين هو النسبة المئوية للنيتروجين الحاضر في عينة مأخوذة من تياره مقارنة بالشوائب الحاضرة. يمكن تصنيف النيتروجين على أنه ذو نقاء عالٍ أو منخفض بناءً على نسبة الغاز النقي إلى الملوثات مثل الأكسجين، بخار الماء، أكاسيد الكربون وأول أكسيد الكربون.

يلعب هذا التصنيف بناءً على تركيز النيتروجين دورًا رئيسيًا في تحديد مدى ملاءمة النيتروجين لأي عملية صناعية.

النيتروجين ذي النقاء العالي مقابل ذي النقاء المنخفض

يتحدد نقاء عينة النيتروجين بناءً على النسبة المئوية/التركيز للنيتروجين النقي فيها. لتصنيف غاز بأنه ذو نقاء عالٍ، يجب أن يحتوي على ما لا يقل عن 99.998% نيتروجين، بينما يحتوي النيتروجين ذي النقاء المنخفض عادةً على نسبة أعلى من الشوائب.

نيتروجين ذي نقاء عالٍ

يُعتبر النيتروجين الغازي بتركيز يزيد عن 99.998% كمية نقية عالية. يمكن تصنيف النيتروجين عالي النقاء بطريقة مختلفة من قبل الصانعين المختلفين، لكنه غالبًا ما يُعتبر "درجة الصفر". يتم تصنيف النيتروجين عالي النقاء من درجة الصفر بهذه الطريقة لأنه يحتوي على نسب طاردة أقل من 0.5 جزء في المليون.

الخصائص الرئيسية الأخرى للنيتروجين عالي النقاء هي:

تركيز الأكسجين ≤ 0.5 ppm

أول أكسيد الكربون/ثاني أكسيد الكربون لا يزيد عن 1.0 ppm

الرطوبة لا تتجاوز 3 ppm

نيتروجين منخفض النقاء

يُعتبر النيتروجين الذي نقاوته تتراوح بين 90% إلى قليلاً أقل من 99.9% نيتروجين منخفض النقاء.

تصنيف نقاء النيتروجين

يتم تصنيف النيتروجين النقي من خلال نظام تقييم باستخدام أرقام ضمن كل درجة نقاء أدنى. يشير الرقم الأول لكل درجة إلى عدد "التسعات" الموجودة فيها، بينما يشير الرقم الثاني إلى الرقم بعد التسع الأخير.

تصنف درجات نقاء النيتروجين كالتالي: N2.0، N3.0، N4.0، N5.0، N6.0، وN7.0.

ما هو النيتروجين ذي النقاء الفائق؟

النيتروجين ذو النقاء الفائق هو نيتروجين بتركيز 99.999% ونسبة تلوث قليلة جدًا. تكون مواصفات النيتروجين صارمة وأي تغييرات تبطل التصنيف.

لا يجب أن يحتوي الغاز على أكثر من جزئين في المليون حجميًا (ppmv) من الأكسجين، و0.5 جزء في المليون حجميًا من الهيدروكربونات الإجمالية، وجزء واحد في المليون حجميًا من الرطوبة). يستخدم النيتروجين عادةً في التطبيقات العلمية.

ما هو النيتروجين الخالي من الأكسجين؟

يُعرَّف النيتروجين الخالي من الأكسجين (OFN) على أنه نيتروجين غازي لا يحتوي على أكثر من 0.5 جزء في المليون (ppm) من الأكسجين. يتم الحفاظ على غازات OFN عادةً بنسبة نقاء تصل إلى 99.998%. يستخدم هذا النوع من النيتروجين في الأبحاث العلمية وعمليات الت headibration حيث قد تؤدي الشوائب بالأكسجين إلى تعديل النتائج أو إعطائها بشكل غير صحيح.

مستويات نقاء النيتروجين حسب الصناعة/التطبيق

كما ذُكر أعلاه، تختلف تركيزات النيتروجين المطلوبة لعمليات صناعية مختلفة بشكل كبير. العامل الرئيسي عند اختيار درجة النقاء للنيتروجين هو تأثير الشوائب على التطبيق المختار. الحساسية تجاه الرطوبة، الأكسجين والشوائب الأخرى هي عوامل رئيسية يجب مراعاتها.

نيتروجين غذائي / نيتروجين مشروبات

يُستخدم النيتروجين بشكل شائع في خطوات مختلفة لإنتاج وتغليف وتخزين الأغذية/المشروبات. يستخدم النيتروجين في تعبئة ومعالجة الأغذية للحفاظ على عمر الأطعمة/المشروبات المعالجة من خلال القضاء على مسببات الأكسدة، الحفاظ على النكهة ومنع التدهور. النقاء المطلوب للنيتروجين الغذائي عادة ما يكون في نطاق 98-99.5%.

نيتروجين صيدلاني

تتطلب عمليات تصنيع الأدوية نقاءً عاليًا لمنع التلوث والتغيير في المنتج النهائي. تحتاج العديد من الأدوية إلى أكسجين صناعي بدرجة نقاء تتراوح بين 97-99.99%. يستخدم هذا النيتروجين ذي النقاء العالي جدًا لتغطية خزانات النيتروجين، والحاويات، ومعدات تصنيع الدواء الأخرى.

يُستخدم أيضًا النيتروجين ذو النقاء العالي في تعبئة الأدوية للمساعدة في الحفاظ على الطازجة ومنع تدهور المكونات النشطة.

يُستخدم النيتروجين الغازي بنسبة نقاء تتراوح بين 95-99% في قطاع النفط والغاز لخفض مخاطر الحريق والانفجار أثناء العملية. يساعد تحييد خزانات تخزين المواد الكيميائية وتنظيف خطوط الأنابيب باستخدام النيتروجين الغازي في تقليل مخاطر الاحتراق المفاجئ لمحتوياتها.

غالبًا ما تستخدم خدمات صيانة خطوط الأنابيب النيتروجين تحت الضغط لأغراض تنظيف خطوط الأنابيب وعمليات إيقاف تشغيلها.

درجة نقاء النيتروجين الصناعي

تُوضح بعض التطبيقات الصناعية ومتطلبات درجة النيتروجين أدناه.

نيتروجين من الدرجة الصناعية لتصنيع الإلكترونيات والشرائح半导体

عادة ما تكون متطلبات محتوى النيتروجين في إنتاج الإلكترونيات والشرائح Semiconductor على الأقل 99.99-99.999%. بعض العمليات مثل تنظيف الأجزاء وتطبيق المواد اللاصقة تستخدم تركيزات أقل من النيتروجين (95-99.5%).

نيتروجين من الدرجة الصناعية لتصنيع البلاستيك

تتراوح متطلبات النيتروجين لصناعة البلاستيك بين 95-98% لتشكيل الحقن، 99.5% للتشكيل المدعوم بالغاز، و98-99.5% لتقوية الفيلم المنفوخ.

نيتروجين من الدرجة الصناعية لمعالجة المعادن

يتباين محتوى النيتروجين المستخدم في معالجة المعادن بشكل كبير، من 95-99% لمعالجة الحرارة إلى 99-99.999% لعملية القطع بالليزر.

نيتروجين من الدرجة الصناعية لإنتاج الطاقة

تحتاج عمليات إنتاج الطاقة مثل نفخ ختم الهواء، وغطس غلاف المرجل، ونفخ خطوط أنابيب الغاز الطبيعي، وتغطية تليين المياه إلى نسبة نيتروجين تتراوح بين 95-99.6%.