Производство на течен азот: процеси и безопасност

Азотът е основен компонент на атмосферата и съществува както в газообразно, така и в течно състояние. Течният азот има изключително ниска точка на кипене – минус 196 °C (384,8 °F). При стайна температура той се изпарява бързо, като се разширява, което го прави потенциално опасен при неправилно съхранение.

Компресиране на въздуха

Първият етап в получаването на течен азот е компресирането на въздуха. При нормално атмосферно налягане азотните молекули са раздалечени една от друга. При високо налягане те се сближават, а самият газ се загрява. След това се оставя да се охлади, като при охлаждането се разширява и отпуска топлината към околната среда.

Охлаждане

Охладеният газ се компресира отново и процесът се повтаря многократно. При всяко компресиране‑разширяване температурата намалява, докато азотът не достигне състояние, в което преминава в течност.

Замразяване (криоохлаждане)

Алтернативен метод е използването на криоохладител – специално устройство, което не изисква предварително компресиране на въздуха. Газообразният азот се вкарва в вакуумна колба, наречена дѐуар (на името на изобретателя Джеймс Дюар). Криоохладителят отстранява топлината от газа, докато той се превърне в течност при нормално атмосферно налягане.

Работа с течен азот

Течният азот се съхранява в специални дѐуари с вентилирано покритие, което позволява безопасно освобождаване на налягането. При работа с него е задължително използването на криогенни ръкавици и защитни очила, за да се предотврати изгаряне от студ. Дѐуарите са проектирани да осигурят ефективно съхранение и транспорт, като минимизират риска от експлозии.