يُستخدم مولد النيتروجين، كجهاز لفصل الهواء، لفصل غاز النيتروجين عالي النقاء من الهواء. ونظرًا لكون النيتروجين غازًا خاملًا، فإنه يُستخدم غالبًا كغاز واقٍ. في بيئة غنية بالنيتروجين عالي النقاء، يمنع النيتروجين حدوث الأكسدة بفعالية. وهناك العديد من الصناعات والمجالات التي تتطلب أو تستفيد من استقراره الكيميائي.

1. استخراج الفحم وتخزينه

عند اندلاع حريق في منطقة الأكسدة في جوف منجم الفحم، تكمن الكارثة الأكبر في انفجار الغاز المختلط الداخلي. ويمكن التحكم في نسبة الأكسجين في الغاز المختلط إلى أقل من 12% عن طريق ملء المنطقة بالنيتروجين، مما يقلل من احتمالية الانفجار ويمنع الاحتراق التلقائي للفحم، وبالتالي يجعل بيئة العمل أكثر أمانًا.

2. استخراج النفط والغاز

يُعدّ النيتروجين غازًا قياسيًا يُستخدم لإعادة ضغط النفط والغاز من الآبار/مكامن الغاز الطبيعي. وباستخدام الخصائص الذاتية للنيتروجين للحفاظ على ضغط المكمن، يمكن لتقنيات إزاحة النفط المختلطة وغير القابلة للامتزاج، وتقنيات التصريف بالجاذبية، أن تُحسّن بشكل كبير معدلات استخلاص النفط، وهو أمر بالغ الأهمية أيضًا لتحقيق استقرار إنتاج النفط وزيادته.

3. البترول والبتروكيماويات

وفقًا لخصائص الغازات الخاملة، يمكن للنيتروجين أن يخلق جوًا خاملًا أثناء معالجة وتخزين ونقل المواد القابلة للاشتعال، مما يمنع انتقال الغازات السامة والضارة والقابلة للاشتعال.

4. الصناعات الكيميائية

يُعد النيتروجين مادة خام مهمة للألياف الاصطناعية (النايلون، حمض الأكريليك)، والراتنجات الاصطناعية، والمطاط الاصطناعي، وما إلى ذلك. كما يمكن استخدام النيتروجين في تصنيع الأسمدة، مثل بيكربونات الأمونيا، وكلوريد الأمونيوم، وما إلى ذلك.

5. المستحضرات الصيدلانية

في صناعة الأدوية، يمكن لعملية تعبئة النيتروجين أن تحسن بشكل فعال جودة الأدوية، سواء كانت محاليل للتسريب، أو حقن الماء، أو حقن المساحيق، أو آلات التجفيف بالتجميد، أو إنتاج السوائل الفموية.

6. الإلكترونيات، الطاقة، الكابلات

مصباح مملوء بالنيتروجين. املأ المصباح بالنيتروجين لمنع أكسدة سلك التنجستن وإبطاء معدل تبخره، وبالتالي إطالة عمر المصباح.

7. الدهون والزيوت الصالحة للأكل

خزان الزيت المملوء بالنيتروجين هو جهاز يقوم بضخ النيتروجين في خزان التخزين وطرد الهواء منه لمنع أكسدة الزيت، مما يضمن تخزينه بأمان. كلما زاد محتوى النيتروجين وانخفض محتوى الأكسجين، كان ذلك أفضل للتخزين الجاف. ويمكن القول إن محتوى النيتروجين له تأثير كبير على تخزين الزيوت والدهون الصالحة للأكل.

8. الأطعمة والمشروبات

عادة ما يتم تعبئة الحبوب والسلع المعلبة والفواكه والمشروبات وما إلى ذلك بغاز النيتروجين لتسهيل التخزين ومنع التآكل.

9. صناعة الكيماويات البلاستيكية

يُستخدم النيتروجين في عملية تشكيل وتبريد الأجزاء البلاستيكية لتقليل التشوه الناتج عن الضغط عليها، مما يُتيح الحصول على أبعاد دقيقة وثابتة. يُحسّن استخدام حقن النيتروجين جودة المنتجات المصنّعة بالحقن ومرونة تصميمها. تختلف درجة نقاء النيتروجين المطلوبة في عملية حقن البلاستيك باختلاف ظروف العملية، لذا يُفضّل استخدام مولد نيتروجين يعمل بتقنية امتزاز الضغط المتأرجح لتوفير النيتروجين مباشرةً، بدلاً من استخدام النيتروجين المُعبأ في أسطوانات.

10. إنتاج المطاط والراتنج

تتضمن عملية فلكنة المطاط بالنيتروجين إضافة غاز النيتروجين كغاز واقٍ أثناء عملية فلكنة المطاط.

11. إنتاج إطارات السيارات

يُحسّن ملء الإطارات بالنيتروجين من ثبات السيارة وراحة القيادة، ويمنع الثقوب، ويُطيل عمر الإطارات. كما أن النيتروجين ضعيف التوصيل الصوتي، لذا يُمكن استخدامه لتقليل ضوضاء الإطارات وتحسين راحة القيادة.

12. علم المعادن والمعالجة الحرارية

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

13. مواد جديدة

الحماية بالنيتروجين للمعالجة الحرارية للمواد الجديدة والمواد المركبة.

14. الطيران والفضاء

يُستخدم النيتروجين في درجة الحرارة العادية لحماية الطائرات والصواريخ والمكونات الأخرى من الانفجار، ومعززات وقود الصواريخ، وتهوية منصات الإطلاق، وغاز الحماية والسلامة، وغاز التحكم في رواد الفضاء، وغرفة محاكاة الفضاء، وغاز تنظيف خطوط أنابيب وقود الطائرات، وما إلى ذلك.

15. الوقود الحيوي

على سبيل المثال، عند استخدام الذرة لإنتاج الإيثانول، يلزم توفير الحماية من النيتروجين.

16. تخزين الفاكهة والخضراوات

يُعدّ تخزين الفواكه والخضراوات في جوّ مُعدّل تقنيةً تجاريةً مُتطورةً تمتدّ لأكثر من 70 عامًا حول العالم. ويُعتبر النيتروجين من أكثر التقنيات تطورًا لحفظ الفواكه والخضراوات. فبعد معالجتها في بيئة تخزين مُتحكّم بها، يُمكن تحسين نضارة الفواكه والخضراوات، وإطالة مدة صلاحيتها، والامتثال لجميع معايير التخزين الصديق للبيئة والخالي من التلوث.

17. تخزين الحبوب

في تخزين الحبوب، يُمكن أن يُساهم إدخال غاز النيتروجين في حماية الحبوب من التلف الناتج عن النشاط الميكروبي والحشري، أو من تثبيط عملية التنفس داخل الحبوب نفسها، وبالتالي منع تعفنها. فالنيتروجين لا يُقلل فقط من نسبة الأكسجين في الهواء، ويُعطّل العمليات الحيوية للكائنات الدقيقة والبيئة المعيشية للحشرات، بل يُثبّط أيضاً عملية التنفس داخل الحبوب.

18. القطع بالليزر

يمكن أن يمنع القطع بالليزر للفولاذ المقاوم للصدأ باستخدام النيتروجين تأكسد منطقة اللحام بواسطة الأكسجين عند تعرضها للهواء، كما يمنع حدوث المسامية في خط اللحام.

19. حماية اللحام

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

20. حماية الآثار التاريخية

في المتاحف، من الشائع ملء صفحات اللوحات والكتب الثمينة والنادرة بالنيتروجين، مما يمنع العث من البقاء. وبذلك يتم تحقيق وظيفة حماية الكتب القديمة.

21. الوقاية من الحرائق وإخمادها

لا يُساهم النيتروجين في تعزيز الاحتراق. ويمكن أن يُسهم حقن كمية مناسبة منه في الوقاية من الحرائق وإخمادها.

22. الطب والتجميل

يمكن استخدام النيتروجين في الجراحة، والعلاج بالتبريد بدرجة حرارة منخفضة، وتبريد الدم، وتجميد الأدوية، والطحن بدرجة حرارة منخفضة، على سبيل المثال، كمادة تبريد في المستشفيات لإزالة البلاك، والتعبئة والتغليف، والعمليات الجراحية الأخرى.

مع تقدم العلوم والتكنولوجيا وتطور التنمية الاقتصادية، يتسع نطاق استخدام النيتروجين بشكل متزايد، ويتغلغل في العديد من المؤسسات الصناعية ومجالات الحياة اليومية. ومع نضوج تقنية مولدات النيتروجين بالامتزاز المتأرجح للضغط، أصبح إنتاج النيتروجين في الموقع باستخدام هذه المولدات أكثر اقتصادية وملاءمة من طرق إمداد النيتروجين الأخرى.