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氮气的用途和概要介绍

   2010-11-02 网络陈志远1560
核心提示:一、氮气的用途氮气是一种无色、无毒、无味的惰性气体,因此,气氮已被广泛地作为保护气体,液氮已被广泛地作为能与空气接触的冷
一、氮气的用途

氮气是一种无色、无毒、无味的惰性气体,因此,气氮已被广泛地作为保护气体,液氮已被广泛地作为能与空气接触的冷冻介质,它是一种非常重要的气体,一些典型的用途于下:

1、 金属加工:光亮淬火、光亮退火、渗氮、氮碳共渗、软碳化等热处理的氮气源;焊接及粉末冶金烧结过程中的保护气等。

2、 电子工业:大规模集成电路、彩电显像管、电视机和收录机元件及半导体元件处理的氮气源。

3、 冶金工业:连铸、连轧、钢材退火的保护气;转炉顶底复合吹氮炼钢,转炉炼钢的密封,高炉炉顶的密封,高炉炼铁煤粉喷吹用气等。

4、 食品保鲜:粮食、水果、蔬菜等的充氮贮藏与保鲜;肉类、乳酪、榨菜、茶叶及咖啡等的充氮保鲜包装;果汁、生油及果酱等的充氮排氧保鲜;各类瓶酒的净化与覆盖等。

5、 医药工业:中药(如人参)的充氮贮藏与保鲜;西药针剂充氮;贮藏及容器的充氮;药料气动输送的气源等。

6、 化学工业:置换、清洗、密封、检漏、干法熄焦中的保护气;催化剂再生、石油分馏、化纤生产等用气。

7、 化肥工业:氮肥原料;置换、密封、洗涤、保护触媒等用气。

8、 塑料工业:塑料粒子的气动传输;塑料生产及贮藏中的防氧化等。

9、 橡胶工业:橡胶的包装、贮存;轮胎生产等。

10、玻璃工业:浮法玻璃生产过程中的保护气。

11、石油工业:贮藏、容器、催化裂化塔、管道等的充氮净化;管路系统的气压试漏等。

12、近海石油开发;近海石油开采中平台的气体复盖、压注氮气开采石油、贮罐、容器等的惰化。

13、仓储:防止地窖、仓库中易燃物着火爆炸而充以氮气。

14、海运:油轮清洁保护用气。

15、宇航技术:火箭燃料增压剂、发射台置换气和安全保护气,宇航员操纵气、空间模拟室,飞机燃料管路的清洗气等。

16.、其他:油漆和涂料充氮排氧以防止油干燥的聚合作用;石油及天然气贮罐,容器、输送管线的充氮排氧等。

二、液氮冷冻应用

1、低温医学:外科、低温冷冻治疗、血液冷藏、药物冷冻与低温粉碎等。

2、生物工程:冷冻贮藏珍贵植物、植物细胞、遗传种质的冷冻保存和运输等。

3、金属加工:金属的冷冻处理、冷冻铸型弯管、挤压及磨削等。

4、食品加工:速冻仪器,食品的额冷冻与运输等。

5、航天技术:发射装置、空间模拟室的冷源等。

随着科学技术的进步和经济建设的发展,氮的应用范围日益广泛,并已深入到许多工业部门和日常生活领域。

1、 在金属热处理中的应用:以氮气味基本成份的氮基气氛热处理,是为了节能、安全、不污染环境和充分利用自然资源的一种新科技、新工艺。业已表明,几乎所有的热处理工艺,包括淬火、退火,渗碳、碳氮共渗、软氮化及复碳等工艺都可以采用氮基气气氛来完成,所处理的金属零件在质量上可与传统的吸热式气氛处理相媲美。近几年来,国内外对此项新工艺的开发研究和应用正方兴未艾,已取得了丰硕的成果。

2、 在电子工业中的应用:在电子元件和半导体元件的生产过程中,需要采用纯度达99.999%以上的氮气作为保护气体。目前,我国已将高纯氮作为载气和保护气应用于彩电显像管、大规模集成电路、液晶及半导体硅片等生产过程。

3、 在化纤生产过程中的应用:在化纤生产中常将高纯氮作为保护气体,以防止化纤产品在生产中被氧化而影响色泽。氮气纯度愈高,化纤产品的颜色愈漂亮。如今,我国一些新建的化纤厂都设置了高纯氮的装置。

4、 在住贮藏和保鲜方面的应用:目前,国外已广泛的采用封仓充氮排除空气的方法,来贮藏粮食。我国也已对此法、试验成功,进入实际推广应用阶段。用氮气排空气对大米、小麦、大麦、玉米和稻谷等粮食进行保管可以防止虫蛀、不发热、不霉变,以便保质渡夏。此法是将粮食用塑料布严密封闭,先抽成低真空状态,然后再充入纯度为98%左右的氮气,直到内外压力平衡为止。这样可使粮堆中缺氧,降低粮食的呼吸强度,抑制微生物的繁殖,蛀虫在36小时内因缺氧而全部死亡。这种降氧杀虫的方法不仅可节省大量的费用(约为采用磷化锌等剧毒药物熏杀所需要费用的百分之一),而且能保持粮食的新鲜和营养价值,防止细菌传染和药物污染。

对水果、蔬菜、茶叶等进行充氮贮藏、保鲜也是一种最先进的方法。此法可使水果、蔬菜、菜叶等在高氮低氧的环境中,减缓新陈代谢,好似进入冬眠状态,抑制后熟,从而可长期保鲜。据试验,充氮贮藏的苹果,8个月后仍香脆爽口,每公斤苹果的保鲜费在1角钱左右。充氮贮藏可大大减少水果旺季损耗,并能确保水果淡季市场的供应,提高了出口果品的质量,增加了创汇收入。

茶叶抽气充氮包装,即将茶叶放入双层铝铂(或尼龙聚乙烯一铝复合箔)的袋内,抽除空气,注入氮气,封口密封。一年后茶质新鲜,茶汤清澈明亮,滋味淳香。显然,用此法保鲜茶叶比用真空包装、冷冻包装好得多。

目前,有不少食品仍用真空包装、冷冻包装、真空包装易漏气,冷冻包装易变质,都没有真空充氮包装好。

5、 在宇航技术方面的应用

宇宙空间又冷又黑且为高真空,人类上天,就必须先在地面上进行空间模拟试验。模拟宇宙空间必须采用液氮和液氦。美国的大型空间模拟室每月需耗30万立方米的氮气阿里进行大型风洞模拟试验。在火箭上,为了确保易燃易爆的液氢装置能安全运行,都在适当的部位安装了氮气灭火器。高压氮气还是火箭燃料(液氢-液氧)的压送气和燃烧管路的清扫气。

飞机在起飞前或降落后,为确保安全,防止发动机燃烧室产生爆炸危险,通常都必需要氮气对发动机燃烧室进行清扫。

另外,在原子反应堆上也采用氮气作为保护气。

总之,氮气在保护和保险方面日益受到青睐,氮气的需求量随着工业的发展和重视正在日益增长,随着我国经济建设的迅速发展,我国氮气的用量亦将会迅速增加。

 
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