كجهاز لفصل الهواء، يُمكن لمولد النيتروجين فصل غاز النيتروجين عالي النقاء عن الهواء. ونظرًا لكونه غازًا خاملًا، يُستخدم غالبًا كغاز وقائي. في بيئة نيتروجينية عالية النقاء، يُمكن للنيتروجين منع الأكسدة بفعالية. هناك العديد من الصناعات والمجالات التي تتطلب أو تستفيد من استقراره الكيميائي:

1. تعدين الفحم وتخزينه

عند اندلاع حريق في منطقة أكسدة الفحم في منجم الفحم، فإن أكبر كارثة هي انفجار الغاز المختلط الداخلي. يمكن للملء بالنيتروجين التحكم في نسبة الأكسجين في الغاز المختلط إلى أقل من 12%، مما يقلل من احتمالية الانفجار ويمنع الاحتراق التلقائي للفحم، مما يزيد من أمان بيئة العمل.

2. استخراج النفط والغاز

النيتروجين غازٌ معياري يُستخدم لإعادة ضغط النفط والغاز من الآبار/خزانات الغاز الطبيعي. وباستخدام خصائصه الكامنة للحفاظ على ضغط الخزان، تُحسّن تقنيات إزاحة النفط غير القابل للامتزاج وتصريفه بالجاذبية معدلات استخلاص النفط بشكل كبير، وهو أمرٌ بالغ الأهمية أيضًا لاستقرار إنتاج النفط وزيادة إنتاجه.

3. البترول والبتروكيماويات

وفقًا لخصائص الغازات الخاملة، يمكن للنيتروجين إنشاء جو خامل أثناء معالجة وتخزين ونقل المواد القابلة للاشتعال، مما يلغي إزاحة الغازات السامة والقابلة للاشتعال الضارة.

4. الصناعة الكيميائية

يُعد النيتروجين مادة خام مهمة للألياف الصناعية (النايلون، وحمض الأكريليك)، والراتنجات الصناعية، والمطاط الصناعي، وغيرها. كما يمكن استخدام النيتروجين في تصنيع الأسمدة، مثل بيكربونات الأمونيا، وكلوريد الأمونيوم، وغيرها.

5. المستحضرات الصيدلانية

في صناعة الأدوية، يمكن لعملية ملء النيتروجين تحسين جودة الأدوية بشكل فعال، سواء كان ذلك عن طريق الحقن أو حقن الماء أو حقن المسحوق أو آلة التجفيف بالتجميد أو إنتاج السوائل الفموية،

6. الإلكترونيات والطاقة والكابلات

مصباح مملوء بالنيتروجين. املأ المصباح بالنيتروجين لمنع أكسدة سلك التنغستن وإبطاء معدل تبخره، مما يطيل عمره الافتراضي.

7. الدهون والزيوت الصالحة للأكل

خزان الزيت المملوء بالنيتروجين هو جهاز يُدخل النيتروجين إلى خزان التخزين، ويُخرج الهواء منه لمنع أكسدة الزيت، مما يضمن تخزينًا آمنًا للشحوم. كلما ارتفع محتوى النيتروجين وانخفض محتوى الأكسجين، كان التخزين الجاف أكثر ملاءمة. ويمكن القول إن لمحتوى النيتروجين تأثيرًا كبيرًا على تخزين الزيوت والدهون الصالحة للأكل.

8. الأطعمة والمشروبات

يتم عادة تعبئة الحبوب والمعلبات والفواكه والمشروبات وما إلى ذلك باستخدام غاز النيتروجين للتخزين الملائم لمنع التآكل.

9. صناعة الكيماويات البلاستيكية

يُضاف النيتروجين إلى عملية تشكيل وتبريد القطع البلاستيكية، مما يُقلل التشوه الناتج عن الضغط عليها، ويضمن أبعادًا دقيقة ومستقرة. يُحسّن استخدام حقن النيتروجين جودة ومرونة تصميم المنتجات المصبوبة بالحقن. تختلف نقاء النيتروجين المطلوب لحقن البلاستيك باختلاف ظروف العملية. لذلك، لا يُنصح باستخدام النيتروجين المعبأ في زجاجات، بل يُفضل استخدام مولد نيتروجين يعمل بامتصاص الضغط المتأرجح في الموقع لتزويده مباشرةً بالنيتروجين.

10. إنتاج المطاط والراتنج

تتضمن عملية بركن المطاط بالنيتروجين إضافة غاز النيتروجين كغاز وقائي أثناء عملية بركن المطاط.

11. إنتاج إطارات السيارات

يُحسّن ملء الإطارات بالنيتروجين ثباتها وراحتها أثناء القيادة، ويمنع ثقوبها، ويطيل عمرها. الموصلية الصوتية للنيتروجين ضعيفة، لذا يُقلل استخدام النيتروجين من ضوضاء الإطارات ويُحسّن راحة القيادة.

12. علم المعادن والمعالجة الحرارية

الغازات الواقية للصب المستمر والدرفلة وتليين الصلب: يتوافق الجزء العلوي والسفلي من المحول مع نفخ النيتروجين لصناعة الصلب، وختم المحول لصناعة الصلب، وختم الجزء العلوي من الفرن العالي، واستخدام الغاز لحقن مسحوق الفحم في صناعة الحديد في الفرن العالي.

13. مواد جديدة

حماية النيتروجين للمعالجة الحرارية للمواد الجديدة والمواد المركبة.

14. الطيران والفضاء

يتم استخدام النيتروجين بدرجة الحرارة العادية لحماية الطائرات والصواريخ والمكونات الأخرى من الانفجار، وتعزيز وقود الصواريخ، وتهوية منصة الإطلاق وغاز الحماية الأمنية، وغاز التحكم في رواد الفضاء، وغرفة محاكاة الفضاء، وغاز التنظيف لأنابيب وقود الطائرات، إلخ.

15. الوقود الحيوي

على سبيل المثال، عند استخدام الذرة لإنتاج الإيثانول، تكون الحماية بالنيتروجين ضرورية.

16. تخزين الفاكهة والخضروات

على الصعيد التجاري، يمتد تاريخ تطوير تخزين الفواكه والخضراوات في جو مُعدّل تجاريًا لأكثر من 70 عامًا حول العالم. يُعدّ النيتروجين وسيلةً أكثر تطورًا لحفظ الفواكه والخضراوات. بعد معالجتها في جو مُعدّل، يُمكن تحسين نضارة الفواكه والخضراوات، وإطالة مدة صلاحيتها، واستيفاء جميع معايير التخزين الأخضر الخالية من التلوث.

17. تخزين الحبوب

عند تخزين الحبوب، يُسهم إدخال غاز النيتروجين في منع تأثر الحبوب بنشاط الميكروبات والحشرات، أو تنفس الحبوب نفسها، مما يُسبب تعفنها. لا يقتصر دور النيتروجين على خفض نسبة الأكسجين في الهواء، وتعطيل الأنشطة الفسيولوجية للكائنات الدقيقة والبيئة المعيشية للحشرات، بل يُعيق أيضًا تنفس الطعام نفسه.

18. القطع بالليزر

إن القطع بالليزر للفولاذ المقاوم للصدأ باستخدام النيتروجين يمكن أن يمنع أكسدة المنطقة الملحومة بواسطة الأكسجين عند تعرضها للهواء، كما يمنع حدوث المسامية في خط اللحام.

19. حماية اللحام

عند لحام المعدن، يمكن استخدام النيتروجين لحماية المعدن من الأكسدة.

20. حماية الآثار التاريخية

في المتاحف، من الشائع ملء صفحات اللوحات والكتب الثمينة والنادرة بالنيتروجين، مما يمنع تكاثر العث. وبالتالي، يُحقق ذلك حماية الكتب القديمة.

21. الوقاية من الحرائق وإطفائها

لا يُعزز النيتروجين الاحتراق. حقن كمية مناسبة منه يُساعد على منع الحرائق وإطفائها.

22. الطب والجمال

يمكن استخدام النيتروجين في الجراحة، والعلاج بالتبريد منخفض الحرارة، وتبريد الدم، وتجميد الأدوية، والسحق منخفض الحرارة، على سبيل المثال، كمبرد في المستشفيات لإزالة اللويحات، والتعبئة، وغيرها من العمليات الجراحية.

مع تقدم العلوم والتكنولوجيا وتطور البناء الاقتصادي، يتزايد نطاق استخدام النيتروجين، وقد تغلغل في العديد من المؤسسات الصناعية ومجالات الحياة اليومية. ومع تطور تكنولوجيا مولدات النيتروجين بامتصاص الضغط المتأرجح، أصبح إنتاج النيتروجين في الموقع باستخدام هذه المولدات أكثر اقتصاديةً وسهولةً من طرق توفير النيتروجين الأخرى.