AZOT GAZI

Azot, periyodik cetvelde N simgesi ile gösterilen bir element olup atom numarası 7 dir. Renksiz, kokusuz, tatsız ve inert bir gazdır. Azot, dünya atmosferinin %78'ini oluşturur ve tüm canlı dokularda bulunur. Azot ayrıca, amino asit, amonyak, nitrik asit, ve siyanür gibi önemli bileşikler de oluşturur.

Azot bir ametal olup elektro-negatiflik değeri 3,04 tür. Dış yörüngesinde beş elektron bulunur ve dolayısıyla pek çok bileşiğinde 3 değerlidir. Saf azot, oda sıcaklığında renksiz ve reaktif olmayan bir gazdır. Dünya atmosferinin %78.08'ini oluşturur. 77 K de yoğunlaşır ve 63 k de donar. Sıvı azot iyi bilinen bir dondurucudur

Azot endüstriyel anlamda, sıvı havanın kısmi destilasyonu ile ya da gaz halindeki havadan mekanik olarak (basınçlı ters osmos yöntemi) elde edilir. Azot, hayvan dışkılarının, üre ve ürik asit halinde büyük kısmını oluşturur. Moleküler azot, büyük oranda Satürn'ün AyTitan'ın atmosferinde bulunur. Ayrıca, yıldızlar arası uzayda da varlığı David Knauth ve arkadaşlarının yaptığı çalışmalarla saptanmıştır

Azot gazı, sıvı azotun ısınarak buharlaşmaya bırakılmasıyla kolayca elde edilebilir. Çok geniş kullanım alanları olup, oksidasyonun istenmediği ortamlarda hava yerine kullanılabilir:

Bazı proseslerde ortaya çıkabilecek yangın ve patlama tehlikesine karşı geliştirilen "Azot Gazı ile Süpürme" tekniği endüstriyel gaz uygulamaları arasında en ilginç olan bir uygulamadır.

Azot süpürme prosesinin en çok kullanıldığı durumlar.

·Tesis devreye alışlarda tankların, gaz depolarının, boru hatlarının içinde bulunabilecek havanın uzaklaştırılması.


·Bakım amaçlı ve uzun süreli duruşlarda tanklardaki yanıcı patlayıcı gazların sistemden uzaklaştırılması.

·Boya. plastik- yağ üretim proseslerinde reaktörlerin işlem sırasında süpürülmesi.

·Kömür tozu. sülfür, metalik tozlar gibi yanıcı, patlayıcı tozların depo tanklarının ve taşındıkları boruların süpürülmesi.

·Yanıcı madde taşıyan kara ve deniz tankerlerinin süpürülmesi.

·Boru hatlarının temizlenmesidir.

Azot süpürme uygulaması endüstride çeşitli nedenlerle kullanılsa da. iki ana sebep ön plana çıkmaktadır. Bunlardan birincisi oksijen ve nem ile reaksiyona giren malzemelerin depolanması sırasında hava ile temasını kesmektir. Bir çok malzeme depolama koşullarında oksijen ve suyla reaksiyona girdiklerinden havadan kötü etkilenirler. Ürün kalitesini korumak ve korozyona engel olmak amacı ile azotla süpürme uygulaması yapılmaktadır. Örneğin, boya ve yağ kutuları içindeki oksijenin azotla süpürülmesi sonucunda raf ömürleri uzamaktadır.

İkincisi ise yanıcı ve patlayıcı malzemelerin kullanıldığı proseslerden yangın ve patlamaları önlemek içindir. İnsan yaşamını doğrudan etkileyen bu konu özellikle önem arzetmektedir.

Yanma Patlama

Yanma, bir malzemenin oksijen içeren ortamda ateşleme kaynağı ile teması durumunda ısı ve ışık enerjisi açığa çıkararak oksitlenmesi reaksiyonudur. Yanmanın meydana gelebilmesi için yanıcı madde, oksijen (başka bir oksidant malzeme de olabilir) ve ısının (ateşleme kaynağı) biraraya gelmesi gerekmektedir.

Patlama ise ani ve şiddetli bir şekilde enerji açığa çıkması olarak tanımlanabilir. Yanma reaksiyonunun kapalı bir ortamda meydana gelmesi halinde oluşan ısı ortamındaki gazın sıcaklığını artırır. Hacimsel genleşme mümkün olmadığından, basınç artar ve patlama meydana gelir. Patlamanın şiddetini, açığa çıkaran enerjinin oranı belirler.

 

Emniyet Uygulamaları

Yanma ve patlamayı önlemenin yolu yanıcı madde, oksijen veya ısı (ateşleme kaynağı) etkenlerinden en az birini ortamdan uzaklaştırmaktır. Yanıcı, patlayıcı malzeme kullanımı olan proseslerde kaçak ve sızıntıların önüne geçilmeye çalışılarak ve çeşitli soğutma yöntemleri kullanılarak yanıcı madde ve ısı (ateşleme kaynağı) kontrol altında tutulmaya çalışılır. Aynı şekilde oksijen ortamdan uzaklaştırmak için de azot ile süpürme yapılmaktadır.

Azot süpürme uygulaması ile bir prosesdeki reaktif gazların konsantrasyon seviyeleri yanma ve patlamaya sebep olmayacak kabul edilebilir sınırlara çekilebilmektedir. Yanıcı patlayıcı malzeme depolanan bazı tanklar-ki bunlara LPG tankları da dahildir-zamaıı içinde kullanım dışı olsalar da fabrika sahasında kalabilmektedirler. Bu gibi hallerde İçinde bulunan yanıcı patlayıcı gaz karışımı ve buharın konsantrasyon seviyeleri azot süpürme uygulaması ile tehlike yaratmayacak sınırlara indirilebilir. Böylece bu depo tankları içindeki gazların herhangi bir ateşleme kaynağı ile teması halinde yangın ve patlama riski ortadan kaldırılmış ve emniyetli bir ortam sağlanmış olur.

SIVI AZOT

Sıvı azot endüstriyel anlamda ve büyük miktarlarda sıvılaştırılmış havadan destilasyon yoluyla üretilir ve LN2 şeklinde tanımlanırsa da doğru yazılış şekli N2(l) dir. Dondurucu bir sıvı olup canlı dokuyla temas etmesi halinde ani donmaya neden olur. Ortam sıcaklığından uygun şekilde izole edilmesi durumunda, basınç uygulaması gerektirmeyen bir azot gazı kaynağı oluşturur. Suyun donma noktasının çok altındaki sıcaklıklarda kalabilme özelliği (77 K, -196°C veya -320°F), sıvı azotun çok değişik alanlarda kullanımını mümkün kılar:


Gün geçtikçe sıvı azotun kullanıldığı uygulamalara yenileri eklenmekte ve bu uygulamalar kullanıldıkları proseslerin bir parçası haline gelmektedir.

Gıda sektöründe kırmızı ve beyaz et, balık, unlu mamuller, sütlü gıdalar, sebze ve meyvelerin dondurulmasında sıvı azot kullanılmaktadır. Gıda dondurma işleminin temel amacı ürünün hücre zarının patlamasına ve stoplazma içeriğinin yani hücre özsuyunun kaybına izin vermeden dondurmaktır. Sıvı azot ile çok hızlı soğutma sağlanabildiğinden gıdaların hücre yapısı bozulmadan dondurma yapılabilmekle ve ayrıca su kaybı azaltılarak verimlilik artırılmaktadır. Dolayısıyla azot ile dondurulan gıdalarda oksidasyon, enzim faaliyeti, metabolizma bozulmaları olmadığından gıdanın besin ve vitamin değerleri korunur. Su kaybı minimize edildiğinden gıdanın ağırlığındaki kayıp da azalmış olur ve böylelikle ekonomik kazanç sağlanır. Gıdanın görüntüsünde ve tadında bozulmalar olmaz. Bu açıdan meyve, sebze ve deniz ürünleri gibi su oranı yüksek ürünlerin dondurulmasında sıvı azot çok uygun bir soğutucudur.

Kimya sektöründe, özellikle ilaç sanayinde gerçekleştirilen reaksiyonlarda prosesin soğutulması amacıyla çeşitli malzemeler kullanılmaktadır. Ancak hızlı soğutma gereken bazı egzotermik

reaksiyonlarda bu soğutucular yetersiz kalmaktadır. Kimyasal reaksiyonlar sırasında açığa çıkan ısı sıvı azot kullanılarak uzaklaştınlabilir ve hassas bir sıcaklık kontrolü sağlanabilir. Sıvı azot gerek ürünün içine direkt verilerek gerekse soğutma ceketlerinden geçirilerek ani soğutma sağlayabilmektedir.

Bir çok malzeme sıvı azot ile soğutulduğunda kırılganlasın Bu özellik kullanılarak malzemelerin öğütülmesi, geri kazanılması ve üretimi yapılmaktadır. Bu teknik, kauçuk ve plastik endüstrisinde malzemelerin ince toz halinde öğütülerek yeniden kullanılmaları amacıyla uygulanmaktadır. Eski taşıt lastikleri bu yöntemle geri kazanılarak değişik malzemelerin üretiminde kullanılabilmektedir. Ayrıca baharat ve çeşitli yağlı tohumların öğütülmesinde ve toz boya üretiminde de aynı yöntem kullanılabilmektedir.

Sıvı azotun bir başka kullanım alanı da sıkı geçme işlemleridir. Sıkı geçme özellikle metalik parçaların birbirlerine bağlantısında kullanılmaktadır. Birçok malzeme soğudukça boyutsal olarakta küçülür. Farklı ısıl genleşme ve büzüşme özelliğindeki malzemelerin birbirinden ayrılması içinde benzer uygulamalar yapılmaktadır. Bu sayede üretim hızlandığı gibi malzemelerde önemli fiziksel ve metalurjik avantajlar sağlanabilmektedir.

Sıvı azot ile sağlanan aşırı soğukluk, özellikle uzay ve uçak endüstrisi ile elektronik endüstrilerinde kullanım alanı bulmaktadır. Uçak parçalarının ve elektronik cihazların/kartların çevre koşullarına göre test edilmelerinde ani soğutma ve ısıtma yapılmaktadır. Soğutma sırasında sıvı azot ile -50 ile -170°CMık sıcaklıklara çok hızlı bir şekilde ulaşmak mümkün olmaktadır.

Bir çok malzeme buharı sıvı azot ile düşük sıcaklıklara soğutularak sıvı olarak geri kazanılabilir. Kurutucu fırınlarından çıkan solvent buharlarının, depolama tankları, proses ekipmanları ve taşıma sırasında oluşan buharların geri kazanımı amaçlı sistemler bulunmaktadır. Bu uygulamalar atmosfere salınan solvent buharlarının geri kazanımı ile ekonomik kazançlar sağladığı gibi, bu buharların çevreye vereceği zararların da önlenmesini sağlar

Atmosferin %78`ini oluşturan azot iki temel özelliğiyle, birçok endüstride yoğun olarak kullanılan bir gazdır. Azot birçok malzemeye karşı inert olup, sıvı haldeyken oldukça soğuktur. Bu özellikler Azot`u vazgeçilmez ve emniyetli bir dondurucu ve soğutucu yapar. Normal şartlar altında, kimyasal olarak reaksiyona girmez. Azot atmosferi altında yanma reaksiyonlarının yanı sıra birçok kimyasal reaksiyonun gerçekleşmesi engellenebilir. `lı yıllara kadar önemi anlaşılamayan Azot, günümüzde teknolojik gelişmelerin paralelinde kullanımı en hızlı artan, her geçen gün yeni kullanım alanları bulan değerli bir endüstriyel gazdır.

Kullanım Alanları

Özellikleri

Moleküler Ağırlık

28.01

Kaynama Noktası (1 atm)

-195.8°C

Yoğunluk, likit (likit / 1 atm )

0.8082 kg/l

Spesifik Isı (b.pt)

0.249

Kaynama Noktası

199 kJoule/kg @ normal

Yoğunluk, gaz (15 o C ,1atm)

1.185 kg/m 3

Hacimsel Genleşme

682

Özgül Ağırlık (gaz)

0.97

Kritik Sıcaklık

-147   °C

Kritik Basınç

33.5 atm


Ürün Gamı

 

Saflık%

Tüp Tipi

Tüp basıncı (bar)

Gaz miktarı (m3)

Saf Azot

99.99

L

230

10.5

Yüksek Saflıkta Azot

99.998

L

230

10.5

Sıvı Azot

99.999

LC

*

150 kg

*Yüksek basınçlı LC 15,5;alçak basınçlı LC 2.5 barg`dır.