灌充短路器中电压气体,大规模集成电路,彩色与黑白显象管,电视机与录音机零部件以及制造半导体和电器用保护气体,激光打孔等电气元件生产的氮基气氛。存储液体上面气层的惰性化;吹洗容器、管道、反应器和隔离室;合成纤维纺线,拉丝防氯化,设备防腐;涂料油漆生产中充氮,防止油干燥时的聚合作用;对油船提供保护气体(油面上用氮气密封和清洗气);海洋工程的惰性气体供应;干法熄焦,催化剂再生,石油分馏,氮肥原料,触媒保护,洗涤气,橡胶的包装与储存,轮胎生产等;氮气压注开采石油等。氮气N原子采取sp2杂化态,形成2个共价键和一个键,并保留有一对孤电子对,分子构型为角形,例如Cl-N=O 。(N原子与Cl 原子形成一个σ 键和一个π键,N原子上的一对孤电子对使分子成为角形。) 若没有孤电子对时,则分子构型为三角形,例如HNO3分子或NO3-离子。硝酸分子中N原子分别与三个O原子形成三个σ键,它的π轨道上的一对电子和两个O原子的成单π电子形成一个三中心四电子的不定域π键。在硝酸根离子中,三个O原子和中心N原子之间形成一个四中心六电子的不定域大π键。用途 用于制硝酸、合成氨、氰氨化钙、药等 用于电器、包装充填气、半导体器件制备工艺中热氧化、外延扩散、化学气相沉积等,还可用于气相色谱仪 用于稀有气体的提取冷冻、仪器或机件深冷处理等 可供大规模集成电路作保护气,用作灯泡充填气等 空气和氧气分散剂。 制冷剂,可作为急速冻结的直接冷媒;包装用气体(用以置换包装容器中的残留空气,以延长保存期)。用量均视正常生产需要而定(FAO/WHO,2001)GB 2760-1996列为加工助剂。 化学工业用于合成氨、硝酸、氰氨化钙、氰化物、过氧化氢等生产。纯氮气用作防止氧化、挥发、易燃物质的保护气体、灯泡填充气。液氮主要用作冷源,用于仪器或机件的深度冷冻处理及速冻。氮气纯化方法加氢除氧法在催化剂作用下,普氮中残余氧和加入的氢发生化学反应生成水,其反应式:2H2+O2=2H2O,再通过后级干燥除去水份,而获得下列主要成份的高纯氮:N2≥99.999 %,O2≤5×10-6,H2≤1500×10-6,H2O≤10.7×10-6。制氮成本在0.5元/m3左右。加氢除氧、除氢法此法分三级,级加氢除氧,第二级除氢,第三级除水,获得下列组成的高纯氮:N2≥99.999%,O2≤5×10-6,H2≤5×10-6,H2O≤10.7×10-6。制氮成本在0.6元/m3左右。碳脱氧法在碳载型催化剂作用下(在一定温度下),普氮中之残氧和催化剂本身提供的碳发生反应,生成CO2。反应式:C+O2=CO2。再经过后级除CO2和H2O获得下列组成的高纯氮气:N2≥99.999%,O2≤5×10-6,CO2≤5×10-6,H2O≤10.7×10-6。制氮成本在0.6元/m3左右。优劣评比上述三种氮气纯化方法中,方法(1)因成品氮中H2量过高满足不了磁性材料的要求,故不采用;方法(2)成品氮纯度符合磁性材料用户的要求,但需氢源,而且氢气在运输、贮存、使用中都存在不安全因素;方法(3)成品氮的质量完全可满足磁性材料的用气要求,工艺中不使用H2,无加氢法带来的问题,氮中无H2且成品氮的质量不受普氮波动的影响,故和其他氮气纯法相比,氮气质量更加稳定,是适合磁性材料行业中一种氮气纯化方法。
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