ถังเก็บไนโตรเจนเหลวเป็นภาชนะเฉพาะที่ออกแบบมาเพื่อกักเก็บไนโตรเจนในสถานะของเหลวที่อุณหภูมิต่ำมาก โดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ -196°C (-320°F) ถังเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงการใช้งานทางการแพทย์ อาหาร และอุตสาหกรรม สำหรับการเก็บรักษาตัวอย่างทางชีวภาพ การแช่แข็งอาหาร และการใช้สารหล่อเย็น
ประเภทของภาชนะเก็บไนโตรเจนเหลว
Dewar Vessels
Dewar Vessels เป็นภาชนะจัดเก็บไนโตรเจนเหลวขนาดเล็กแบบพกพา ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการจัดเก็บระยะสั้นและการขนส่งไนโตรเจนเหลวอย่างง่าย เน้นรวดเร็ว
- โครงสร้าง: โดยทั่วไปทำจากสแตนเลสหรืออลูมิเนียมเพื่อความทนทานและทนต่ออุณหภูมิต่ำ เปลือกด้านในและด้านนอกถูกคั่นด้วยช่องสุญญากาศเพื่อเป็นฉนวน
- ความจุ: Dewar Vessels มีขนาดแตกต่างกันไป โดยทั่วไปจะบรรจุไนโตรเจนเหลวระหว่าง 2 ถึง 200 ลิตร
- ฉนวนกันความร้อน: ใช้เทคโนโลยีฉนวนสุญญากาศ ซึ่งมักใช้ร่วมกับวัสดุฉนวนหลายชั้นเพื่อลดการถ่ายเทความร้อน
- การพกพา: ขนาดที่เล็กกว่ามาพร้อมกับที่จับ ในขณะที่ขนาดที่ใหญ่กว่าอาจมีล้อเพื่อให้เคลื่อนย้ายได้ง่ายขึ้น
- การใช้งาน: ใช้กันทั่วไปในห้องปฏิบัติการ สำนักงานแพทย์ และโรงงานอุตสาหกรรมขนาดเล็กสำหรับจัดเก็บตัวอย่างทางชีวภาพ เช่น สเปิร์ม ไข่ หรือเซลล์
- คุณสมบัติด้านความปลอดภัย: มีวาล์วระบายแรงดันเพื่อระบายแรงดันส่วนเกินและป้องกันการระเบิด บางรุ่นมีฝาปิดล็อคเพื่อยึดสิ่งของต่างๆ
Pressurized Storage Tanks
ถังเก็บแรงดันมีขนาดใหญ่กว่าและเน้นการใช้งานแบบอยู่กับที่ ซึ่งออกแบบมาเพื่อเก็บไนโตรเจนเหลวในระยะยาว ถังเหล่านี้พบได้ทั่วไปในงานอุตสาหกรรมที่ต้องการไนโตรเจนเหลวในปริมาณที่มาก
- โครงสร้าง: ทำจากวัสดุที่ทนทาน เช่น เหล็กกล้าคาร์บอน และได้รับการออกแบบให้ทนทานต่อแรงกดดันและอุณหภูมิที่เกี่ยวข้องกับการจัดเก็บไนโตรเจนเหลว
- ความจุ: ตั้งแต่ 50 ลิตรไปจนถึงหลายพันลิตร รองรับความต้องการทางอุตสาหกรรมขนาดใหญ่
- ฉนวน: ฉนวนสุญญากาศประสิทธิภาพสูงใช้เพื่อรักษาอุณหภูมิที่ต่ำเป็นพิเศษ ถังบางถังยังมีชั้นฉนวนเพิ่มเติมอีกด้วย
- วาล์วนิรภัย: ติดตั้งวาล์วระบายแรงดันและวาล์วนิรภัยเพื่อควบคุมแรงดันภายใน สิ่งเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการป้องกันแรงดันเกินและความล้มเหลวของถังที่อาจเกิดขึ้น
- ระบบตรวจสอบ: มักมีเกจสำหรับตรวจสอบระดับของเหลวและความดันภายในถัง รุ่นขั้นสูงอาจมีการตรวจสอบแบบอิเล็กทรอนิกส์เพื่อการควบคุมที่แม่นยำยิ่งขึ้น
- การติดตั้งแบบตายตัว: โดยทั่วไปจะติดตั้งในตำแหน่งคงที่พร้อมท่อเพื่อให้สามารถดึงไนโตรเจนเหลวลงในภาชนะขนาดเล็กได้โดยตรง หรือใช้โดยตรงในกระบวนการทางอุตสาหกรรม
Bulk Storage Tanks
Bulk Storage Tanks เป็นถังเก็บไนโตรเจนเหลวที่ใหญ่ที่สุด ออกแบบมาเพื่อการจัดเก็บที่มีความจุสูงมาก สิ่งเหล่านี้จำเป็นในอุตสาหกรรมและอุตสาหกรรมที่ต้องการไนโตรเจนเหลวจำนวนมากอย่างต่อเนื่อง
- โครงสร้าง: ทำจากวัสดุที่สามารถรับมือกับความเย็นจัดได้โดยไม่เปราะ มักสร้างด้วยการออกแบบผนัง 2 ชั้นเพื่อเพิ่มความเป็นฉนวน
- ความจุ: สามารถจัดเก็บได้หลายพันถึงหมื่นลิตร ทำให้เหมาะสำหรับโรงพยาบาลขนาดใหญ่ โรงงานอุตสาหกรรม และศูนย์วิจัย
- ฉนวน: ใช้ฉนวนสุญญากาศขั้นสูง บางครั้งใช้ร่วมกับเพอร์ไลต์หรือวัสดุฉนวนพิเศษอื่นๆ
- กลไกความปลอดภัย: มีระบบระบายแรงดันที่แข็งแกร่งและวาล์วปิดฉุกเฉินเพื่อจัดการไนโตรเจนเหลวปริมาณมากได้อย่างปลอดภัย
การใช้งานในอุตสาหกรรมเคมี
Cryogenic Processing and Preservation:
ไนโตรเจนเหลวใช้ในการบดด้วยความเย็นจัด ซึ่งเป็นกระบวนการที่วัสดุถูกทำให้เย็นลงด้วยไนโตรเจนเหลวเพื่อทำให้วัสดุเปราะสำหรับการบดละเอียด นอกจากนี้ยังใช้สำหรับการเก็บรักษาตัวอย่างสารเคมีหรือสารที่ต้องเก็บไว้ที่อุณหภูมิต่ำมากเพื่อรักษาความเสถียร
Inerting and Blanketing
ไนโตรเจนเหลวใช้เพื่อสร้างบรรยากาศเฉื่อยในปฏิกิริยาเคมี ซึ่งออกซิเจนสามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์หรือเกิดอันตรายจากไฟไหม้ได้ เป็นกระบวนการควบคุมสารเคมีที่ระเหยง่ายหรือเกิดปฏิกิริยาด้วยชั้นไนโตรเจนเฉื่อยเพื่อป้องกันการสัมผัสกับอากาศ
การควบคุมอุณหภูมิ
ในปฏิกิริยาเคมีบางชนิด จำเป็นต้องมีการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำ ไนโตรเจนเหลวช่วยให้เย็นลงอย่างรวดเร็วถึงอุณหภูมิที่ต่ำมาก การใช้งานในเครื่องปฏิกรณ์หรือถังปฏิกิริยาช่วยให้สามารถควบคุมอัตราการเกิดปฏิกิริยา ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการสังเคราะห์ทางเคมีบางชนิด
ความปลอดภัยและการระงับอัคคีภัย:
เนื่องจากคุณสมบัติเฉื่อย ไนโตรเจนเหลวจึงถูกใช้เป็นมาตรการความปลอดภัยในสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตรายเพื่อป้องกันการระเบิดหรือไฟไหม้ สามารถทำให้เครื่องปฏิกรณ์หรือภาชนะบรรจุเย็นลงได้อย่างรวดเร็ว ช่วยป้องกันอุบัติเหตุทางอุตสาหกรรมที่อาจเกิดขึ้น
การขนส่งสารเคมี
สำหรับการขนส่งสารเคมีที่ไวต่ออุณหภูมิ ไนโตรเจนเหลวเป็นแหล่งทำความเย็นที่เชื่อถือได้เพื่อรักษาอุณหภูมิที่ต้องการระหว่างการขนส่ง
ดังนั้น นายจ้างจึงต้องให้จัดให้มี การอบรมที่อับอากาศ เพื่อให้พนักงานในการทำงานในสถานที่อับอากาศก่อนที่จะได้รับอนุญาตให้ทำงานในสภาพแวดล้อมดังกล่าว เพื่อเพิ่มความรู้และความเข้าใจในการปฏิบัติงานอย่างถูกต้อง และเพื่อความปลอดภัยและการป้องกันอันตรายต่อลูกจ้างที่ทำงานในสภาพอากาศที่ไม่เพียงพอ