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氮气在各行业中的用途

氮气在各行业中的用途

发布日期:2020-01-13 作者: 点击:

气体---氮在化学工业、石油工业、电子工业、食品工业、金属冶炼及加工业等领域有着广泛的用途。


1、石油天燃气及采煤工业中的应用


油井内充入氮气不但可以提高井内压力,增大采油量,充入的氮气还可以作为钻杆测度中的缓冲垫,避免了井内泥桨压力挤扁下部试管柱的可能性。此外,在进行酸化、压裂、水力喷孔、水力封隔器坐封等井下作业中,也要用到氮气。在天 然气中充填氮气可以降低热值。在原油更换管道时,可用液氮烧注两端物料,使之固化封堵。


将氮气用于粉煤的压力输送,既方便又经济实惠。


2、化学工业中的应用


氮是合成氨的主要原料。氨合成所需的氮无需分离和提纯,直接来源于空气。在氨合成气的生产过程中,空气中的氧与碳氢化合物原料进行高温催化反应,经变换、脱碳、甲烷化等工序,生成以氢为主含少量甲烷、微量一氧化碳和二氧化碳的混合气,空气中的氮和氩不参与反应,直接进入合成气,从而获得以氢和氮为主的氨合成气。由于氨合成中,氧、一氧化碳、二氧化碳易使合成催化剂中素毒,甲烷和氩系合成惰性物质,大量积累会降低合成效率,采用液氮洗涤工艺净化合成气,可以延长催化剂使用寿合,提高氨合成效率。


氮还是生成合成氰氨化钙、氰化纳及氮化硅的主要原料。


高品质氮气可作为生产聚乙烯的辅助气,如年产1千万吨的聚乙烯生产线,每小时需要提供4,400标立方米纯氮。


利用氮的化学不活泼性,在许多易燃液体物质的反应器、贮罐中充入氮气,不但保护物料不受氧化,保持产品质量,防止燃烧和爆炸事故发生。


3、冶金氏业中的应用


氮气在冶金工业中主要是作保护气和吹扫气。在轧钢和金属热处理的过程中,由于氮气的保扩,减少金属的高温氧化,使表面光洁。在有色金属冶炼炉中充入氮气,可以降低氧量和温度,减少氧化,提高产品纯度。用氮气吹扫钢水,使钢中的氢含量降低,提高产品的强度。在高炉开工时吹入86%的氮气,可降低焦炭消耗,延长使用寿命。在等离子电弧炉中充入氮气,可生产氮化高速工具钢。


4、电子工业中的应用


在电子工业中用干燥的氮气吹洗硅片,可保持硅片的干燥与清洁。在大规模集成电路生产工序,可以用高纯氮作化学反应气的携带气、惰性保护气和封装气等。


5、机械加工中的应用


液氮用于金属的过度配合或静配合的装配,避免了高温氧化,可以保持零件表面的光洁度。用液氮泡过的零件加工后可延长磨损寿命。金属切削时用液氮冷却具寿合长,表面光洁度高等优点。


6、科学技术方面的应用


纯度高的氮气在气相色谱分析中,是常用的载气。在科学仪器或科学实验中液氮是重要的冷源。比如EDAX能谱仪的单晶锂检测器,需要在液氮的温度下保存和使用。许多试验中都要在低温下进行,其冷量多数场合由液氮提供。液氮可用作各种冷阱,冷泵及低温超导的冷源。


7、食品工业中的应用


氮气在食品工业中主要是用做保护气。例如在水果、蔬菜库内,充入氮气,驱逐氧气,抑制霉菌的生长和乙烯的生成与释放,延缓水果蔬菜的代谢,使保鲜期加长。在粮食的贮存中,充入氮气,可以延缓老化,在相当长的时间内,保持新米的香味。随着生活节奏的加快,快餐食品越来越受到人们的重视,在包装容器中充入氮气可以延长这些食品的保质期。鱼、肉一类的食品,用液氮冷冻,可以达到快速冷冻的效果,防止组织内的水分形成玻璃体,使组织不被破坏,复热后可以保持原来的鲜美味道。


8、生物,医疗方面的应用


氮在生物和医疗领域中,主要还是利用液氮的低温性质和不活泼性,是理想的冷源。液氮在保存动物的精液、人体组织和外科手术等方面已得到普遍的应用。


9、其它


液氮在建筑领域中也有某些应用,比如大体积的混凝土在固化时放热,内部常会出现裂缝而降低强度,用液氮作为冷却剂,可以大幅度地提高混凝土的强度。液氮在打捞沉船的作业中有作用。液氮在气化后能产生压力,可以作为动力源使用。在大气冷凝成云、空间环境模拟、形成低温风动通道、回收放射性废物、清 除金属表面的垢层、制做陶瓷超导电缆、粉碎回收废橡胶、塑料制品等方面也用液氮。


氮气还可以作为灭火气。单独使用氮气或氮氩混合气充填灯泡,可以延长灯泡寿命。


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