Dusík

Dusík je dvojatomový plyn, který představuje 78 % zemské atmosféry.
Kromě vzduchu je dusík obsažen v bílkovinných látkách všech živých organismů, v některých přírodních ložiskách uhlovodíkového zemního plynu a v mnoha organických a anorganických.

Technické vlastnosti
Produkt: dusík
Chemický vzorec: N₂
Čistota: ≥ 99.9%
Relativní hustota (vzduch=1): 0.97
Vzhled: bezbarvý plyn
Zápach: bez zápachu
Mez hořlavosti ve vzduchu: nehořlavý
Ostatní vlastnosti: netoxický, pouze slabě rozpustný ve vodě a většině ostatních kapalin, špatný vodič tepla a elektřiny, inertní. Avšak při vysokých tlacích a teplotách reaguje s některými reaktivními kovy (jako je lithium a hořčík) za vzniku nitridů a rovněž s některými plynnými prvky, jako je vodík a kyslík.

Dusík se používá v různých aplikacích uvedených dále:

Chemický průmysl
V chemickém průmyslu se dusík používá:

• jako inertní plyn pro nádoby a chemikálie citlivé na kyslík vytvářením prostředí se sníženým obsahem kyslíku, které snižuje bezpečnostní rizika;
• k pohonu kapalin produktovody;
• ve výrobě amoniaku.

Potravinářský průmysl
V potravinářském průmyslu se dusík používá:

• k prodloužení skladovatelnosti balených potravin zabráněním kažení oxidací, růstem plísní, migrací vlhkosti a napadením hmyzem;
• při termoregulaci a chlazení potravin;
• při rychlém zmrazení (kryogenní zmrazování a IQF) potravin;
• pro odstraňování plynů z kapalin;
• pro pneumatickou dopravu složek a vytvoření inertní atmosféry v nádobách na skladování potravin;
• k chlazení kazících se výrobků během dopravy;
• při balení v modifikované atmosféře;
• při kryo-mletí a kryo-krystalizaci potravin;
• v deodorizaci olejů.

Ropný průmysl
V ropném průmyslu se dusík používá:

• ke zlepšení regenerace a udržení tlaku v ropných a plynových ložiskách;
• jako krycí plyn ve skladovacích nádržích a při nakládání/vykládání produktů;
• k proplachování potrubí;
• k odstraňování těkavých organických sloučenin (VOC) z odpadních toků nebo k chlazení větracích toků;

Výroba kovů
Ve výrobě kovů se dusík používá:

• k ochraně kovů, jako je ocel, měď a hliník, během procesu žíhání, nauhličování a sintrování ve vysokoteplotních pecích;
• k chlazení matric při tváření a lisování;
• při uložení kovových dílů za tepla;

Kovovýroba
V kovovýrobě se dusík používá:

• jako profukovací plyn při svařování potrubí z nerezové oceli;
• jako podpůrný plyn při plazmovém řezání;
• k prevenci oxidace ve výrobě polovodičů a tištěných spojů.

Elektronický průmysl
V elektronickém průmyslu se dusík používá:

• ke zlepšení systémů regenerace rozpouštědel eliminací používání chloro-fluorokarbonů při čištění.

Výroba skla
Ve výrobě skla se dusík používá:

• k chlazení elektrod v pecích a prevenci oxidace během výroby;
• ke snížení teploty vzduchu pro optimalizaci chladících rychlostí.

Výzkum a zdravotnictví
Ve výzkumu a zdravotnictví se dusík používá:

• ke zmrazování a konzervaci krve, tkání, spermatu a dalších biologických materiálů.
• ke zmrazování a rozrušení napadených tkání v kryo-chirurgii a dermatologii;
• k předchlazení a izolaci v zobrazování magnetickou rezonancí (MRI), čímž se šetří dražší helium.

Stavebnictví
Ve stavebnictví se dusík používá:

• ke snížení licí teploty betonových směsí, inhibici tvorby prasklin;
• ke stabilizaci podloží, např. při restaurování šikmé věže v Pise.

Dusík, jeden z plynů s největší průmyslovou spotřebou, se komerčně vyrábí technologií separace vzduchu. Tento proces spočívá v separaci komponent obsažených ve vzduchu:

• dusík (78 %)
• kyslík (21 %)
• argon (0,9 %)
• ostatní plyny (0,1 %).

Současné výrobní závody představují rozvoj Claude-Lindeho procesu pojmenovaného po francouzském a německém vědci, kteří přispěli k jeho vývoji; při chlazení vzduchu původně použili izoentalpickou expanzi pouze u tlakového poklesu, a později izoentalpickou expanzi s produkcí energie.

Provoz zahrnuje dvě kolony nad sebou pracující při různých tlacích, s proudem plynu (stoupajícím) a proudem kapaliny (klesajícím) v rovnováze mezi plynnou a kapalnou fází.Ve směru k vrchu kolony je vzrůstající koncentrace dusíku a ve směru ke dnu vzrůstající koncentrace kyslíku.

Argon se získá ve třetí frakcionační koloně, ve které se opakuje destilační proces na směsi kyslík-argon odebíraní ze středního bodu horní kolony.

V současných závodech na separaci vzduchu se dosáhlo vysokého stupně automatizace a jejich řízení se provádí počítačem; řídící systém ovládá celý výrobní cyklus a následné fáze distribuce produktu až po skladování a použití.

Ve výrobním závodě Osio Sopra, což je konstrukčně nejlepší závod v Itálii v oblasti průmyslových plynů a největší výrobní jednotka SIAD, byla v září 1997 spuštěna nová provozní jednotka T 1000 na separaci vzduchu, která nahradila část starého závodu a zajišťuje výrobní kapacitu 1300 t kyslíku za den.

Jednotka byla projektována SIAD MACCHINE IMPIANTI.

Způsoby dodávky dusíku a služeb pro zákazníky SIAD zahrnují:

• doprava v tlakových lahvích, svazcích tlakových lahví v kontejnerech a nebo do zásobníků;
• projekce a instalace systémů distribuce plynů;
• dodávka zařízení pro správné používání plynů;
• podpora a technické poradenství v dopravě, distribuci a aplikaci plynů.

Dusík je rovněž možné dodávat:

• v třídách čistoty 4.7 – 4.8 – 5.0 – 5.5 – 6.0.
• ve speciálních a kalibračních směsích různého složení na zakázku;
• v syntetickém vzduchu.