Aplicações do Nitrogênio. Além do Ar que Respiramos: Revelando as Fascinantes

Aplicações do Nitrogênio

Aplicações do Nitrogênio: O nitrogênio é um gás inerte adequado para uma ampla gama de aplicações, abrangendo vários aspetos da fabricação, processamento, manuseamento e transporte de produtos químicos.

Nitrogênio é um gás não reativo, é excelente para a inertização e é frequentemente usado como gás de limpeza. Ele pode ser usado para remover contaminantes dos fluxos de processo por meio de métodos como decapagem e aspersão. Devido às suas propriedades, ele pode ser usado para proteção de produtos valiosos contra contaminantes nocivos. Também permite o armazenamento seguro, o uso de compostos inflamáveis e pode ajudar a evitar explosões de poeira combustível.

As aplicações de compostos de nitrogênio são natural e extremamente variadas devido ao tamanho imenso dessa classe: portanto, somente aplicações de nitrogênio puro serão consideradas aqui. Dois terços do nitrogênio produzido pela indústria são vendidos como o gás e o restante um terço como o líquido. O gás é usado principalmente como uma atmosfera inerte uma vez que o oxigênio, no ar, representaria um risco de incêndio, explosão ou oxidação. Alguns exemplos incluem:

Utilização do Nitrogênio na Indústria alimentar

O gás nitrogênio também é usado para criar uma atmosfera não reativa. É usado desta maneira para preservar alimentos. Como uma atmosfera modificada, pura ou misturada com dióxido de carbono, para inertizar e preservar a frescura dos alimentos embalados ou a granel (atrasando a rancidez e outras formas de danos oxidativos, como a mudança de cores). O nitrogênio puro puro como aditivo alimentar é rotulado na União Europeia com o número E941.

Utilização do Nitrogênio na Indústria de lâmpadas

As lâmpadas não devem ser preenchidos com ar, uma vez que o fio de tungstênio quente irá entrar em combustão na presença do oxigênio. Não se pode manter o vácuo ou a pressão atmosférica externa, quebrará o vidro. Então, devem ser preenchidas com gás não reativo como nitrogênio. Podemos usar gases inertes como argônio ou hélio ao invés do nitrogênio, mas estes são mais caros e mais raros que o nitrogênio.

Sistemas de supressão de incêndio com nitrogênio

A supressão de incêndios é obtida reduzindo a concentração de oxigênio onde o fogo se extinguirá, permanecendo a um nível aceitável para a exposição humana por um curto período.

Uso de Nitrogênio na Fabricação de aço inoxidável

Existem vários casos em que o nitrogênio pode ser adicionado ao aço durante a sua fabricação, como a fundição, o processamento de concha e as operações de fundição. O nitrogênio interfere na dureza, na conformabilidade, no envelhecimento e nas propriedades de impacto.

Sistemas de enchimento de pneus

O nitrogênio é usado para encher os pneus dos carros de corrida e aeronaves, reduzindo os problemas causados pelaumidade e oxigênio existente no ar. O nitrogênio é menos propenso a sair através da borracha dos pneus do que o oxigênio, o que significa que as pressões dos pneus permanecerão mais estáveis a longo do tempo. Isso significa pressões inflacionárias mais consistentes durante o uso à medida que os pneus aquecem.

Inertização dos tanques de combustíveis de aeronaves com nitrogênio

Em alguns sistemas de combustível de aeronaves, o nitrogênio é usado para reduzir o risco de incêndio. Dessa forma o nitrogênio inertiza o espaço de cabeamento dos tanques de combustível das aeronaves. Isso significa que ele é usado para substituir o oxigênio e outros gases inflamáveis, reduzindo assim o risco de explosão ou incêndio. O nitrogênio cria uma atmosfera inerte que evita a combustão do combustível.

Além disso, o nitrogênio também é usado para pressurizar os tanques de combustível das aeronaves. Ao adicionar nitrogênio a uma pressão adequada, evita-se a formação de vazios no tanque à medida que o combustível é consumido. Essa pressurização ajuda a manter uma distribuição adequada do peso e a evitar problemas como colapso estrutural do tanque devido à pressão negativa.

Análises químicas e indústria química

O nitrogênio é comumente usado durante a preparação de amostras em análises químicas. Assim como também para concentrar e reduzir o volume de amostras líquidas. O nitrogênio também é importante para a indústria química. É usado na produção de fertilizantes, ácido nítrico, nylon, corantes e explosivos.

Inertização de Vasos e Troca de Catalisador em Refinarias de Petroleo

Inertização dos vasos, trocados e permutadores: Durante a troca de catalisadores, é necessário remover completamente o ar e o oxigênio do sistema para evitar reações indesejadas que possam causar incêndio ou explosão. O nitrogênio é utilizado para inertizar a área de trabalho, substituindo o ar atmosférico por um ambiente inerte. Isso cria uma atmosfera segura e evita a oxidação do catalisador e de outros materiais sensíveis ao oxigênio.

Garantia da Qualidade: Além disso, antes de introduzir um novo catalisador, é importante garantir que o sistema esteja limpo e livre de impurezas. O nitrogênio é utilizado para purgar o sistema, removendo resíduos e contaminantes que possam afetar o desempenho do novo catalisador. O fluxo contínuo de nitrogênio ajuda a limpar e purificar os dutos, reatores e outros equipamentos envolvidos no processo.

Teste de Estanqueidade: Após a instalação do novo catalisador, é necessário realizar um teste de estanqueidade para verificar se não há vazamentos no sistema. O nitrogênio é usado como um gás de teste para pressurizar o sistema. Ao injetar nitrogênio em uma determinada pressão e monitorar qualquer queda de pressão, é possível identificar vazamentos e realizar as devidas correções antes de iniciar as operações com o novo catalisador.

Transporte e Armazenamento do catalisador: Durante o transporte e armazenamento dos catalisadores, é essencial protegê-los de reações indesejadas com oxigênio ou umidade. O nitrogênio é utilizado para criar uma atmosfera inerte nos recipientes de armazenamento e transporte, evitando a oxidação e prolongando a vida útil dos catalisadores.

Barris de cerveja pressurizada

O nitrogênio pode ser usado como um substituto, ou em combinação com o dióxido de carbono para pressurizar barris de algumas cervejas, particularmente cervejas britânicas, devido às bolhas menores que produz, o que torna a cerveja distribuída mais suave e mais forte. As cervejas carregadas de nitrogênio podem ser embaladas em latas e garrafas. Também é utilizado para pressurizar as embalagens plásticas de água mineral (sem gás) para garantir isenção de oxigênio e para ficarem com maior resistência mecânica no transporte.

Grau de Pureza do Nitrogênio e suas aplicações

A PSA pode produzir nitrogênio em várias faixas de pureza. Quanto menor for a pureza, menor é o custo de produção do nitrogênio. Por exemplo, a qualidade do óleo vegetal pode ser mantida com 99,5% de pureza do nitrogênio. A pureza normal do nitrogênio para processamento de alimentos está na faixa de 99% a 99,5%. O nitrogênio de pureza mais baixa na faixa de 96% a 99% é frequentemente usado na prevenção de incêndios e explosões. Alta pureza com teor de nitrogênio de 99,9% a 99,999% é tipicamente usada para corte a laser, soldagem eletrônica e aplicações farmacêuticas.