ก๊าซไนโตรเจนเหลว
(liquid nitrogen) มีสูตรทางเคมี N2 เป็นก๊าซที่มีมากที่สุดในบรรยากาศถึงร้อยละ 79 ถือเป็นก๊าซที่เป็นผลิตภัณฑ์ขั้นที่สองสำหรับนำไปใช้ในกระบวนการผลิตสารอื่น และขั้นสุดท้ายสำหรับนำไปใช้ประโยชน์ในการให้ความเย็นแก่อุตสาหกรรมอาหาร และเก็บรักษาตัวอย่าง
ลักษณะเฉพาะ
1. สูตร N2
2. น้ำหนักโมเลกุล 28 กรัม/โมล
3. เป็นก๊าซเฉื่อย ไม่ไวต่อปฏิกิริยาเคมีหรือติดไฟง่าย ไม่มีสี และไม่มีกลิ่น
4. บรรจุในภาชนะทำให้มีความดันในภาชนะสูญญากาศ
5. จุดเดือด (Boiling Point) ที่ -196 องศาเซลเซียส
6. จุดเยือกแข็ง ที่ -210 องศาเซลเซียส
7. ความถ่วงจำเพาะ 0.97
8. ความดันวิกฤต 492.3 psia (33.5 atm)
การผลิต
ก๊าซไนโตรเจนเหลวผลิตได้จากกระบวนเพิ่มความดัน และลดอุณหภูมิของอากาศที่ -196 องศาเซลเซียส จนเย็นตัวเป็นของเหลว ผ่านการดูด และอัดอากาศพร้อมแยกความชื้นออก และกลั่นออกมาในรูปไนโตรเจนเหลว
กระบวนผลิต มีดังนี้
– การอัดอากาศด้วยเครื่องดูดอากาศ
– อัดอากาศผ่านสาละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เพื่อกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ ดังสมการ
CO2 + 2NaOH = NaCO3 + H2O
– อากาศที่ไม่มีคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านการกรองด้วยน้ำมัน และทำให้แห้งด้วยอะลูมินาจนได้อากาศแห้ง
– อากาศแห้งถูกทำให้อุณหภูมิลดลงที่ -183 องศาเซลเซียส เพื่อกำจัดออกซิเจนเหลวออกจนเหลือแต่ก๊าซไนโตรเจน
– ก๊าซไนโตรเจนถูกลดอุณหภูมิลงเหลือ -196 องศาเซลเซียส จนกลายเป็นก๊าซไนโตรเจนเหลว
ประโยชน์
ในภาคอุตสาหกรรมนำมาใช้ประโยชน์ในด้านการทำความเย็นแช่แข็งอาหาร การขึ้นรูปพลาสติก ยาง และอุตสาหกรรมอื่นๆที่ต้องใช้ความเย็นในกระบวนการผลิต ด้วยการให้ความเย็นผ่านทางท่อ ทางอากาศ การจุ่มสัมผัสโดยตรง การฉีดพ่น เป็นต้น นอกจากนั้น มีการบรรจุในถังขนาดเล็ก (Dewar) สำหรับแช่รักษาตัวอย่างชีวภาพ เช่น ตัวอย่างน้ำเชื้อโค กระบือ สุกร เป็นต้น
การถ่ายใส่ถังเก็บ
การจำหน่ายก๊าซไนโตรเจนเหลวที่ใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมจะใช้วิธีจัดส่งด้วยรถส่งก๊าซไนโตรเจนโดยเฉพาะ ซึ่งจะถูกลำเลียงถ่ายเข้าสู่ถังเก็บของโรงงานตามขั้นตอน ดังนี้
1. ก่อนปฏิบัติงานผู้ปฏิบัติหน้าที่ต้องสวมชุดป้องกันอันตรายส่วนบุคคลเสียก่อน
2. ตรวจสอบรอยรั่ววาว์ลของรถส่งถ่าย และวาว์ลของถังบรรจุ
3. เชื่อมต่อสายส่งกับวาว์ลของรถ และวาว์ลถังบรรจุ
4. เปิดวาว์ลสายส่ง และวาว์ลถังบรรจุ ตามลำดับโดยการหมุนเปิดเบาๆ
5. เมื่อถังไนโตรเจนเต็มจะสังเกตได้จากไอไนโตรเจนที่ไหลออกมาจากท่อปรับแรงดัน
6. ปิดวาว์ล และเก็บสายส่ง
ข้อมูลความเป็นอันตราย
1. จัดเป็นก๊าซไม่ไวไฟ
2. ภาชนะบรรจุอาจระเบิดได้เมื่อได้รับความร้อน
3. ท่อบรรจุก๊าซที่ฉีกขาดมีแรงดันซึ่งอาจทำให้พุ่งลอยไปในอากาศ
4. ไอระเหยจากก๊าซเหลวที่เกิดในตอนแรกจะหนักกว่าอากาศ
5. ไนโตรเจนเหลวเป็นสารไม่มีพิษ แต่เมื่อก๊าซไนโตรเจนเข้าแทนที่ออกซิเจนในอากาศในปริมาณมากทำให้ขาดออกซิเจนสามารถทำให้เกิดอาการหมดสติได้ ส่วนกรณีไนโตรเจนเหลว ไนโตรเจนเหลวเป็นของเหลวที่เย็นจัดอาจทำให้ผิวหนังไหม้เมื่อสัมผัสโดยตรง
ข้อมูลความปลอดภัย
1. ไนโตรเจนเหลวเป็นสารไม่มีพิษ แต่เมื่อก๊าซจำนวนมากเข้าแทนที่ออกซิเจนในอากาศจะทำให้ขาดออกซิเจนจนทำให้หมดสติได้ และไนโตรเจนเหลวเป็นสารที่เย็นจัดสามารถทำให้ผิวหนังไหม้หรือเนื้อตายอันเนื่องมาจากความเย็นจัดเมื่อสัมผัสโดยตรง
2. การอยู่ในบริเวณที่มีก๊าซความเข้มข้นสูงจะทำให้สลบโดยไม่รู้ตัว
3. เมื่อเกิดการเผาไหม้ของก๊าซจะทำให้เกิดก๊าซพิษที่มีความระคายเคืองต่อระบบหายใจ
4. เมื่อปฏิบัติงานกับก๊าซเหลวที่มีอุณหภูมิต่ำมาก ๆ (ต่ำกว่า -1500 ) ควรใส่ชุดที่ป้องกันความเย็นตลอดเวลา
5. ใช้ทรายกั้นน้ำหรือก่ออิฐเพื่อป้องกันการไหลลงสู่ท่อระบายน้ำ ลำรางสาธารณะ แหล่งน้ำธรรมชาติ ในระยะห่าง 15-25 เมตร โดยรอบ
6. ก๊าซหลายชนิดหนักกว่าอากาศ และกระจายไปตามพื้น และสะสมอยู่ในที่ต่ำหรืออับอากาศ เช่น ท่อระบายน้ำ ชั้นใต้ดิน และถังเก็บ เป็นต้น
7. หากเป็นพื้นที่อับอากาศให้ระบายอากาศเข้าเสียก่อน
8. กรณีเกิดอัคคีภัย
– ให้ใช้สารดับเพลิงที่เหมาะสมกับไฟที่เกิดรอบ ๆ
– การปฏิบัติกับท่อก๊าซที่เสียหายจะต้องอยู่ภายใต้การควบคุมดูแลโดยผู้ชำนาญการด้านนี้
– ชุดผจญเพลิงธรรมดา สามารถป้องกันไอเย็นหรือความร้อนได้
– ให้สวมเครื่องช่วยหายใจขณะเข้าควบคุมเพลิง
9. กรณีเพลิงไหม้ถังเก็บ
– ให้ถังดับเพลิงในระยะไกลที่สุดหรือใช้สายฉีดน้ำชนิดที่ไม่ต้องใช้คนถือ หรือใช้หัวฉีดที่มีระบบควบคุม
– ใช้น้ำจำนวนมากฉีดหล่อเย็นถังเก็บจนกว่าไฟจะดับ
– อย่าฉีดน้ำตรงรอยรั่ว หรืออุปกรณ์นิรภัยระบายไอ
– เมื่อได้ยินเสียงจากอุปกรณ์นิรภัยระบายไอ หรือภาชนะบรรจุเปลี่ยนสีให้ออกจากบริเวณนั้นทันที
– ห้ามยืนอยู่บริเวณหัวท้าย ของท่อหรือภาชนะ
10. การหกรั่วไหล
– เมื่อมีการรั่วไหลให้ทำการปิดวาล์ว โดยต้องไม่เสี่ยงกับอันตรายที่อาจได้รับ
– ให้ฉีดน้ำเป็นฝอย เพื่อทำให้ไอระเหยไม่กระจายตัว และห้ามฉีีดน้ำตรงจุดที่รั่วไหล
– หากไม่สามารถปิดวาว์ลหรือควบคุมการรั่วไหลได้ ให้ปล่อยสารเคมีรั่วระเหยไปเอง
การปฐมพยาบาล
1. ให้เคลื่อนย้ายผู้ประสบอันตรายไปยังที่มีอากาศบริสุทธิ์
2. ชุดเสื้อผ้าที่เย็นแข็งติดผิวหนัง ทำให้อ่อนตัวก่อนค่อยถอดออก
3. ถ้าสัมผัสกับก๊าซเหลวให้รีบล้าง ส่วนที่เยือกเย็นแข็งด้วยน้ำอุ่นที่สะอาด
4. ให้ออกซิเจน ถ้ามีอาการหายใจขัด
5. หากผู้ป่วยมีอาการหนักมากให้รีบนำส่งโรงพยาบาล