چرا به مخازن کرایوژنیک نیاز داریم؟
گازهای صنعتی و طبی نظیر اکسیژن، نیتروژن، آرگون و CO₂ در بسیاری از صنایع نقش حیاتی دارند؛ اما ذخیره‌سازی این گازها در حالت فشرده یا مایع نیازمند تجهیزات ویژه‌ای است که بتواند دمای بسیار پایین، فشار کنترل‌شده و ایمنی بالا را تضمین کند.
اینجاست که مخازن کرایوژنیک و دوئرها (Dewars) وارد عمل می‌شوند. مخازنی که قادرند گازهای مایع را در دماهایی بسیار پایین (تا °C 196–) نگهداری کنند، بدون اینکه نیاز به مصرف انرژی داشته باشند.
این مخازن امروز در:
- پزشکی
- آزمایشگاه‌ها
- صنایع فولاد
- پتروشیمی
- غذا و دارو
- جوشکاری
- حمل‌ونقل گازهای مایع
به‌عنوان یکی از مهم‌ترین ابزارهای ذخیره و تأمین گازهای مایع شناخته می‌شوند.
کرایوژنیک چیست و چه نقشی در ذخیره‌سازی گاز دارد؟
کرایوژنیک (Cryogenics) شاخه‌ای از علم است که با تولید، ذخیره و استفاده از مواد در دمای بسیار پایین (کمتر از 150- درجه سانتی‌گراد) سر‌وکار دارد.
موادی مانند:
- نیتروژن مایع (LIN) — °C 196–
- اکسیژن مایع (LOX) — °C 183–
- آرگون مایع (LAr) — °C 186–
- LNG — °C 162–
برای پایدار ماندن در چنین دماهایی نیاز به مخازنی دارند که:
✔ رسانش حرارتی را به حداقل برسانند.
✔ تبخیر مایع (Boil-Off) را کاهش دهند.
✔ فشار داخلی را کنترل کنند.
✔ مانع ورود حرارت خارجی شوند.
و این همان تخصص دوئرها و مخازن کرایوژنیک است.
دوئر چیست؟ (Dewar) فلاسک خلأ انقلابی که صنعت گاز را متحول کرد.
دوئرها به افتخار دانشمند اسکاتلندی “James Dewar” نام‌گذاری شدند؛ کسی که در سال 1892 نخستین فلاسک خلأ را اختراع کرد و امکان نگهداری طولانی‌مدت گازهای مایع را فراهم ساخت.
چرا به آن‌ها دوئر می‌گویند؟
زیرا اساس عملکرد این مخازن بر پایه همان فناوری فلاسک خلأ (Vacuum Flask) است، با این تفاوت که:
- صنعتی‌تر
- مقاوم‌تر
- تحت فشار
- چندلایه
- ایمن‌سازی‌شده
- استاندارد تولید گاز صنعتی هستند.
ساختار دوئرها — شاهکار مهندسی ذخیره‌سازی گاز
دوئرها از دو بخش اصلی تشکیل شده‌اند:
۱) مخزن داخلی (Inner Vessel)
- جنس: فولاد ضدزنگ آستنیتی (Stainless Steel 304/316)
- وظیفه: نگهداری گاز مایع در دمای بسیار پایین
- ویژگی: مقاومت عالی در برابر شوک دمایی
۲) مخزن خارجی (Outer Vessel)
- جنس: کربن استیل (Carbon Steel)
- وظیفه: ایجاد استحکام مکانیکی و حفاظت
۳) لایه عایق — خلأ + پرلیت (Perlite + Vacuum)
بین دو مخزن، یک فضای کاملاً خلأ (High Vacuum) وجود دارد که همراه با مواد پرلیت یا سوپرایزول حرارت را به‌حداقل می‌رساند.
این عایق باعث می‌شود:
✔ تبادل حرارتی تقریباً صفر شود.
✔ گاز مایع به‌آرامی تبخیر شود.
✔ نیاز به مصرف انرژی از بین برود.
✔ فشار داخلی ثابت بماند.
دمای عملیاتی دوئر:
- داخل مخزن: °C 196–
- خارج مخزن: °C 50+
این اختلاف دمای عظیم بدون مصرف انرژی تنها به‌کمک همین عایق خلأ ممکن است.
مزایای استفاده از دوئرهای کرایوژنیک
۱) ذخیره‌سازی حجم بالای گاز با هزینه کمتر
گازهای مایع نسبت به حالت گازی، تا 800 برابر چگال‌تر هستند.
بنابراین دوئرها امکان ذخیره‌سازی حجم انبوهی از گاز را در فضایی کوچک فراهم می‌کنند.
۲) ایمنی بیشتر نسبت به سیلندرهای پرفشار
چون گاز در حالت مایع نگهداری می‌شود:
✔ فشار کمتر
✔ ریسک انفجار پایین‌تر
✔ کنترل تبخیر بهتر
۳) قابلیت حمل‌ونقل آسان
دوئرها مجهز به:
- چرخ
- دستگیره
- شیرهای کنترل فشار
- سیستم اطمینان ایمنی
هستند و به‌راحتی قابل انتقال‌اند.
۴) وجود واپرایزر (Vaporizer) داخلی
دوئرها دارای یک مبدل حرارتی آلومینیومی فین‌دار هستند که:
- مایع را بدون نیاز به انرژی تبخیر می‌کند.
- گاز خروجی را با فشار و دمای مناسب تحویل می‌دهد.
این یک مزیت مهم برای:
- بیمارستان‌ها
- صنایع برشکاری
- کارخانه‌ها
- آزمایشگاه‌ها
است.
کاربردهای دوئرهای کرایوژنیک
دوئرها برای نگهداری و انتقال گازهایی مانند:
- اکسیژن مایع LOX
- نیتروژن مایع LIN
- آرگون مایع LAr
- CO₂ مایع LCO₂
- LNG
به‌کار می‌روند.
صنایع مصرف‌کننده اصلی
✔ بیمارستان‌ها و مراکز درمانی
✔ پتروشیمی و پالایشگاه
✔ صنایع غذایی (IQF، انجماد سریع)
✔ متالوژی و فولاد
✔ جوشکاری و برشکاری صنعتی
✔ الکترونیک و نیمه‌هادی‌ها
✔ تحقیقات علمی و آزمایشگاه‌ها
✔ حمل‌ونقل گازهای مایع
دوئرها در انواع:
- ۵ لیتری
- ۳۰ لیتری
- ۱۰۰ لیتری
- ۲۴۰ لیتری
- ۱۰۰۰ لیتری
در بازار موجود هستند و بسته به نوع گاز و فشار، طراحی متفاوتی دارند.
📌 بیشتر بخوانید: مشخصات فنی نیتروژن (N₂) | خواص فیزیکی، استانداردها و کاربردها
نکات ایمنی مهم هنگام استفاده از دوئر
۱) جلوگیری از تابش مستقیم نور خورشید
گرمای خورشید فشار داخلی را افزایش می‌دهد.
۲) دور نگه‌داشتن از اجسام برنده
آسیب به بدنه → از بین رفتن خلأ → تخریب مخزن.
۳) ثابت نگه‌داشتن دوئر
سقوط می‌تواند بسیار خطرناک باشد.
۴) استفاده از تجهیزات استاندارد
گیج، مانومتر، شیر اطمینان و اتصالات باید دارای استاندارد فشار بالا باشند.
۵) تهویه محیط
تبخیر ناگهانی گاز می‌تواند اکسیژن محیط را کاهش دهد.
پارسیاگاز؛ تأمین‌کننده تخصصی دوئرها و مخازن کرایوژنیک در ایران
پارسیاگاز ارائه‌دهنده:
- دوئرهای اکسیژن
- دوئرهای نیتروژن
- دوئرهای آرگون
- مخازن کرایوژنیک ثابت و متحرک
- تجهیزات کنترل فشار و تبخیر گاز
با بهترین کیفیت صنعتی و آزمایشگاهی است.
📞 برای مشاوره، قیمت و سفارش دوئرهای کرایوژنیک با کارشناسان پارسیاگاز تماس بگیرید.
