用途:化工合成
人类能够有效利用氮气的主要途径是合成氨,但要求条件很高。近年来,人们在竭力弄清植物固氮的机理,争取用化学的方法模拟生物固氮,来实现当温和条件下开发利用空气中的氮资源。氮主要用于合成氨,反应式为 ( 条件为高压,高温、和催化剂。反应为可逆反应)还是合成纤维(锦纶、腈纶),合成树脂,合成橡胶等的重要原料。 氮是一种营养元素还可以用来制作化肥。例如:碳酸氢铵NH4HCO3,NH4Cl,NH4NO3等等。
由于氮的化学惰性,常用作保护气体,如:瓜果,,灯泡填充气。以防止某些物体暴露于空气时被氧所氧化,用氮气填充粮仓,可使粮食不霉烂、不发芽,长期保存。液氮还可用作深度冷冻剂。作为冷冻剂在做除斑,包,豆等的手术时常常也使用,即将斑,包,豆等冻掉,但是容易出现,并不建议使用。高纯氮气用作色谱仪等仪器的载气。用作铜管的光亮退火保护气体。跟高纯氦气、高纯二氧化碳一起用作激光切割机的激体。氮气也作为保鲜保护气体的用途。在化工行业,氮气主要用作保护气体、置换气体、洗涤气体、安全保障气体。用作铝制品、铝型材加工,铝薄轧制等保护气体。用作回流焊和波峰焊配套的保护气体,提高焊接质量。用作浮法玻璃生产过程中的保护气体,防锡槽氧化。
汽车行业的应用提高轮胎行驶的稳定性和舒适性。氮气几乎为惰性的双原子气体,化学性质极不活泼,气体分子比氧分子大,不易热胀冷缩,变形幅度小,其渗透轮胎胎壁的速度比空气慢约30~40%, 能保持稳定胎压,提高轮胎行驶的稳定性,保证驾驶的舒适性;氮气的音频传导性低,相当于普通空气的1/5,使用氮气能有效减少轮胎的噪音,提高行驶的宁静度。2.防止爆胎和缺气碾行。爆胎是公路交通事故中的头号。据统计,在高速公路上有46%的交通事故是由于轮胎发生故障引起的,其中爆胎一项就占轮胎事故总量的70%。汽车行驶时,轮胎温度会因与地面磨擦而升高,尤其在高速行驶及紧急刹车时,胎内气体温度会急速上升,胎压骤增,所以会有爆胎的可能。而高温导致轮胎橡胶老化,疲劳强度下降,胎面磨损剧烈,又是可能爆胎的重要因素。而与一般高压空气相比,高纯度氮气因为无氧且几乎不含水份不含油,其热膨胀系数低,热传导性低,升温慢,降低了轮胎聚热的速度,不可燃也不助燃等特性,所以可大大地减少爆胎的几率。
氮气加压减少油耗,保护环境。轮胎胎压的不足与受热后滚动阻力的增加,会造成汽车行驶时的油耗增加;而氮气除了可以维持稳定的胎压,延缓胎压降低之外,其干燥且不含油不含水,热传导性低,升温慢的特性,减低了轮胎行走时温度的升高,以及轮胎变形小抓地力提高等,降低了滚动阻力,从而达到减少油耗的目的
由于氮气有很好的化学稳定性,价格便宜,作为无氧、干燥的惰性介质,广泛用做保护、吹除、充填等气体,以使化学性质活泼的物质不受氧化,减少设备的腐蚀。
在有色金属冶炼炉内充入氮气,可除低含氧量和湿度,减入氧化,提高产品质量。在干燥剂与吸附剂再生时,用氮气作为吹除气可以在较高温度下再生,且省时、效果好。在电子工业中用氮气吹洗硅片,可保持硅片的干燥和清洁。氮气还用于吹扫易燃物流过的管道和储存设备。用氮气吹除钢水,使钢中的氢含量除低,使钢强度大大提高。在高炉开工时吹入氮气(86%),可降低焦炭消耗,延长使用寿命。熔床层用氮脱气,能使能强度提高。
氮气瓶、二氧化碳瓶、氧气瓶、氩气瓶等都是钢板制作的钢瓶,只要不超出规定压强,可以盛放各种无腐蚀性的气体。一般为黑色,字体颜色为。2L;4L;8L;10L这些比较小的一般用在实验室里,40L这样大的在需要这些气体的工厂使用。至于用到气体的行业,那就太多了。如灯泡制造、行业、、金属焊接等等。
变压吸附(Pressure Swing Adsorption,简称PSA)气体分离技术是非低温气体分离技术的重要分支,是人们长期来努力寻找比深冷法更简单的空分方法的结果。七十年代西德埃森矿业公司成功开发了碳分子筛,为PSA空分制氮工业化铺平了道路。三十年来该技术发展很快,技术日趋成熟,在中小型制氮领域已成为深冷空分的强有力的竞争对手。
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