氮?dú)馐且环N無色無味的惰性氣體,化學(xué)性質(zhì)不活潑,常溫下很難與其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),但它會形成一些活躍的化合物,氮?dú)庠诖髿庵姓?8.08%,是空氣的主要成分之一。氮?dú)庖驯粡V泛應(yīng)用在工業(yè)、生活中。
一、氮?dú)獾膽?yīng)用領(lǐng)域
1、電子工業(yè):用于液晶及半導(dǎo)體硅片、保護(hù)彩電顯像管、大規(guī)模集成電路等生產(chǎn)過程。
2、金屬加工:以氮?dú)鉃榛境煞值牡鶜鈿夥?,可完成大部分熱處理工藝:淬火、退火,滲碳、碳氮共滲、軟氮化及復(fù)碳等工藝。以及焊接金屬時的保護(hù)氣。
3、食物保鮮:使用氮?dú)獗4婕Z食、蔬果的新鮮度,高氮低氧的環(huán)境中水果、蔬菜將減緩新陳代謝,有效防蟲。
4、低溫醫(yī)學(xué):通常將液氮作為冷凍劑,在冷凍麻醉?xiàng)l件下做手術(shù)可減少出血。血液冷藏、藥物冷凍與低溫粉碎等都需要用到氮?dú)狻?br>
5、宇航技術(shù):高壓液氮作為火箭燃料的壓送氣和燃燒管路的清掃氣,火箭燃料增壓劑、發(fā)射臺置換氣和安全保護(hù)氣。
6、重要材料:圖書館常將重要資料放入高壓氮倉中進(jìn)行殺蟲、防霉。
7、汽車輪胎:氮?dú)鉃槠囕喬コ淠鼙3址€(wěn)定胎壓、提高輪胎的穩(wěn)定性、減少氧氣和水分對輪胎的氧化和磨損,提高行車的安全性和駕駛的舒適性。
二、氮?dú)獾闹圃旆椒?
氮?dú)獾膩碓词强諝?,空氣中主要成分是氧氣和氮?dú)?,它們以分子的狀態(tài)做無規(guī)則運(yùn)動,將氮?dú)夥蛛x出來是有難度的,下面接受主要的制氮方法:
1、膜分離法
膜分離法是以空氣為原料,在一定壓力下,空氣通過薄膜時,利用氧氣與氮?dú)獯┩副∧さ乃俣炔煌蛊浞蛛x。該設(shè)備操作簡單、維護(hù)量少、體積小只適用于小型應(yīng)用場所。
2、吸附法
分子篩作為吸附劑,利用對氧氣和氮?dú)獾牟煌叫苑蛛x氧氣和氮?dú)狻7肿雍Y對氧氣吸附力較強(qiáng),氧氣可通過,因此得到相應(yīng)純度的氮?dú)?。需要有兩個以上的吸附塔交替使用,當(dāng)吸附達(dá)到飽和狀態(tài)后,反向吹氣體將分子篩再生。與傳統(tǒng)制氮法相比,它具有工藝流程簡單、能耗低、操作維護(hù)方便、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。
3、低溫法
低溫法是傳統(tǒng)的制氮方法,先將空氣進(jìn)行壓縮、凈化,再用熱交換使空氣液化,利用氧氣和氮?dú)獾姆悬c(diǎn)不同,將氧氣和氮?dú)夥蛛x。通過液態(tài)空氣的精餾,實(shí)現(xiàn)氮氧分離。該設(shè)備運(yùn)行成本較高、占地面積大、基建費(fèi)用高、設(shè)備復(fù)雜,更適用于大規(guī)模工業(yè)制氮。