一、氮氣的用途
氮氣是一種無色、無毒、無味的惰性氣體,因此,氣氮已被廣泛地作為保護氣體,液氮已被廣泛地作為能與空氣接觸的冷凍介質,它是一種非常重要的氣體,一些典型的用途于下:
1、 金屬加工:光亮淬火、光亮退火、滲氮、氮碳共滲、軟碳化等熱處理的氮氣源;焊接及粉末冶金燒結過程中的保護氣等。
2、 電子工業:大規模集成電路、彩電顯像管、電視機和收錄機元件及半導體元件處理的氮氣源。
3、 冶金工業:連鑄、連軋、鋼材退火的保護氣;轉爐頂底復合吹氮煉鋼,轉爐煉鋼的密封,高爐爐頂的密封,高爐煉鐵煤粉噴吹用氣等。
4、 食品保鮮:糧食、水果、蔬菜等的充氮貯藏與保鮮;肉類、乳酪、榨菜、茶葉及咖啡等的充氮保鮮包裝;果汁、生油及果醬等的充氮排氧保鮮;各類瓶酒的凈化與覆蓋等。
5、 醫藥工業:中藥(如人參)的充氮貯藏與保鮮;西藥針劑充氮;貯藏及容器的充氮;藥料氣動輸送的氣源等。
6、 化學工業:置換、清洗、密封、檢漏、干法熄焦中的保護氣;催化劑再生、石油分餾、化纖生產等用氣。
7、 化肥工業:氮肥原料;置換、密封、洗滌、保護觸媒等用氣。
8、 塑料工業:塑料粒子的氣動傳輸;塑料生產及貯藏中的防氧化等。
9、 橡膠工業:橡膠的包裝、貯存;輪胎生產等。
10、玻璃工業:浮法玻璃生產過程中的保護氣。
11、石油工業:貯藏、容器、催化裂化塔、管道等的充氮凈化;管路系統的氣壓試漏等。
12、近海石油開發;近海石油開采中平臺的氣體復蓋、壓注氮氣開采石油、貯罐、容器等的惰化。
13、倉儲:防止地窖、倉庫中易燃物著火爆炸而充以氮氣。
14、海運:油輪清潔保護用氣。
15、宇航技術:火箭燃料增壓劑、發射臺置換氣和安全保護氣,宇航員操縱氣、空間模擬室,飛機燃料管路的清洗氣等。
16.、其他:油漆和涂料充氮排氧以防止油干燥的聚合作用;石油及天然氣貯罐,容器、輸送管線的充氮排氧等。
二、液氮冷凍應用
1、低溫醫學:外科、低溫冷凍治療、血液冷藏、藥物冷凍與低溫粉碎等。
2、生物工程:冷凍貯藏珍貴植物、植物細胞、遺傳種質的冷凍保存和運輸等。
3、金屬加工:金屬的冷凍處理、冷凍鑄型彎管、擠壓及磨削等。
4、食品加工:速凍儀器,食品的額冷凍與運輸等。
5、航天技術:發射裝置、空間模擬室的冷源等。
隨著科學技術的進步和經濟建設的發展,氮的應用范圍日益廣泛,并已深入到許多工業部門和日常生活領域。
1、 在金屬熱處理中的應用:以氮氣味基本成份的氮基氣氛熱處理,是為了節能、安全、不污染環境和充分利用自然資源的一種新科技、新工藝。業已表明,幾乎所有的熱處理工藝,包括淬火、退火,滲碳、碳氮共滲、軟氮化及復碳等工藝都可以采用氮基氣氣氛來完成,所處理的金屬零件在質量上可與傳統的吸熱式氣氛處理相媲美。近幾年來,國內外對此項新工藝的開發研究和應用正方興未艾,已取得了豐碩的成果。
2、 在電子工業中的應用:在電子元件和半導體元件的生產過程中,需要采用純度達99.999%以上的氮氣作為保護氣體。目前,我國已將高純氮作為載氣和保護氣應用于彩電顯像管、大規模集成電路、液晶及半導體硅片等生產過程。
3、 在化纖生產過程中的應用:在化纖生產中常將高純氮作為保護氣體,以防止化纖產品在生產中被氧化而影響色澤。氮氣純度愈高,化纖產品的顏色愈漂亮。如今,我國一些新建的化纖廠都設置了高純氮的裝置。
4、 在住貯藏和保鮮方面的應用:目前,國外已廣泛的采用封倉充氮排除空氣的方法,來貯藏糧食。我國也已對此法、試驗成功,進入實際推廣應用階段。用氮氣排空氣對大米、小麥、大麥、玉米和稻谷等糧食進行保管可以防止蟲蛀、不發熱、不霉變,以便保質渡夏。此法是將糧食用塑料布嚴密封閉,先抽成低真空狀態,然后再充入純度為98%左右的氮氣,直到內外壓力平衡為止。這樣可使糧堆中缺氧,降低糧食的呼吸強度,抑制微生物的繁殖,蛀蟲在36小時內因缺氧而全部死亡。這種降氧殺蟲的方法不僅可節省大量的費用(約為采用磷化鋅等劇毒藥物熏殺所需要費用的百分之一),而且能保持糧食的新鮮和營養價值,防止細菌傳染和藥物污染。
對水果、蔬菜、茶葉等進行充氮貯藏、保鮮也是一種最先進的方法。此法可使水果、蔬菜、菜葉等在高氮低氧的環境中,減緩新陳代謝,好似進入冬眠狀態,抑制后熟,從而可長期保鮮。據試驗,充氮貯藏的蘋果,8個月后仍香脆爽口,每公斤蘋果的保鮮費在1角錢左右。充氮貯藏可大大減少水果旺季損耗,并能確保水果淡季市場的供應,提高了出口果品的質量,增加了創匯收入。
茶葉抽氣充氮包裝,即將茶葉放入雙層鋁鉑(或尼龍聚乙烯一鋁復合箔)的袋內,抽除空氣,注入氮氣,封口密封。一年后茶質新鮮,茶湯清澈明亮,滋味淳香。顯然,用此法保鮮茶葉比用真空包裝、冷凍包裝好得多。
目前,有不少食品仍用真空包裝、冷凍包裝、真空包裝易漏氣,冷凍包裝易變質,都沒有真空充氮包裝好。
5、 在宇航技術方面的應用
宇宙空間又冷又黑且為高真空,人類上天,就必須先在地面上進行空間模擬試驗。模擬宇宙空間必須采用液氮和液氦。美國的大型空間模擬室每月需耗30萬立方米的氮氣阿里進行大型風洞模擬試驗。在火箭上,為了確保易燃易爆的液氫裝置能安全運行,都在適當的部位安裝了氮氣滅火器。高壓氮氣還是火箭燃料(液氫-液氧)的壓送氣和燃燒管路的清掃氣。
飛機在起飛前或降落后,為確保安全,防止發動機燃燒室產生爆炸危險,通常都必需要氮氣對發動機燃燒室進行清掃。
另外,在原子反應堆上也采用氮氣作為保護氣。
總之,氮氣在保護和保險方面日益受到青睞,氮氣的需求量隨著工業的發展和重視正在日益增長,隨著我國經濟建設的迅速發展,我國氮氣的用量亦將會迅速增加。
氮氣是一種無色、無毒、無味的惰性氣體,因此,氣氮已被廣泛地作為保護氣體,液氮已被廣泛地作為能與空氣接觸的冷凍介質,它是一種非常重要的氣體,一些典型的用途于下:
1、 金屬加工:光亮淬火、光亮退火、滲氮、氮碳共滲、軟碳化等熱處理的氮氣源;焊接及粉末冶金燒結過程中的保護氣等。
2、 電子工業:大規模集成電路、彩電顯像管、電視機和收錄機元件及半導體元件處理的氮氣源。
3、 冶金工業:連鑄、連軋、鋼材退火的保護氣;轉爐頂底復合吹氮煉鋼,轉爐煉鋼的密封,高爐爐頂的密封,高爐煉鐵煤粉噴吹用氣等。
4、 食品保鮮:糧食、水果、蔬菜等的充氮貯藏與保鮮;肉類、乳酪、榨菜、茶葉及咖啡等的充氮保鮮包裝;果汁、生油及果醬等的充氮排氧保鮮;各類瓶酒的凈化與覆蓋等。
5、 醫藥工業:中藥(如人參)的充氮貯藏與保鮮;西藥針劑充氮;貯藏及容器的充氮;藥料氣動輸送的氣源等。
6、 化學工業:置換、清洗、密封、檢漏、干法熄焦中的保護氣;催化劑再生、石油分餾、化纖生產等用氣。
7、 化肥工業:氮肥原料;置換、密封、洗滌、保護觸媒等用氣。
8、 塑料工業:塑料粒子的氣動傳輸;塑料生產及貯藏中的防氧化等。
9、 橡膠工業:橡膠的包裝、貯存;輪胎生產等。
10、玻璃工業:浮法玻璃生產過程中的保護氣。
11、石油工業:貯藏、容器、催化裂化塔、管道等的充氮凈化;管路系統的氣壓試漏等。
12、近海石油開發;近海石油開采中平臺的氣體復蓋、壓注氮氣開采石油、貯罐、容器等的惰化。
13、倉儲:防止地窖、倉庫中易燃物著火爆炸而充以氮氣。
14、海運:油輪清潔保護用氣。
15、宇航技術:火箭燃料增壓劑、發射臺置換氣和安全保護氣,宇航員操縱氣、空間模擬室,飛機燃料管路的清洗氣等。
16.、其他:油漆和涂料充氮排氧以防止油干燥的聚合作用;石油及天然氣貯罐,容器、輸送管線的充氮排氧等。
二、液氮冷凍應用
1、低溫醫學:外科、低溫冷凍治療、血液冷藏、藥物冷凍與低溫粉碎等。
2、生物工程:冷凍貯藏珍貴植物、植物細胞、遺傳種質的冷凍保存和運輸等。
3、金屬加工:金屬的冷凍處理、冷凍鑄型彎管、擠壓及磨削等。
4、食品加工:速凍儀器,食品的額冷凍與運輸等。
5、航天技術:發射裝置、空間模擬室的冷源等。
隨著科學技術的進步和經濟建設的發展,氮的應用范圍日益廣泛,并已深入到許多工業部門和日常生活領域。
1、 在金屬熱處理中的應用:以氮氣味基本成份的氮基氣氛熱處理,是為了節能、安全、不污染環境和充分利用自然資源的一種新科技、新工藝。業已表明,幾乎所有的熱處理工藝,包括淬火、退火,滲碳、碳氮共滲、軟氮化及復碳等工藝都可以采用氮基氣氣氛來完成,所處理的金屬零件在質量上可與傳統的吸熱式氣氛處理相媲美。近幾年來,國內外對此項新工藝的開發研究和應用正方興未艾,已取得了豐碩的成果。
2、 在電子工業中的應用:在電子元件和半導體元件的生產過程中,需要采用純度達99.999%以上的氮氣作為保護氣體。目前,我國已將高純氮作為載氣和保護氣應用于彩電顯像管、大規模集成電路、液晶及半導體硅片等生產過程。
3、 在化纖生產過程中的應用:在化纖生產中常將高純氮作為保護氣體,以防止化纖產品在生產中被氧化而影響色澤。氮氣純度愈高,化纖產品的顏色愈漂亮。如今,我國一些新建的化纖廠都設置了高純氮的裝置。
4、 在住貯藏和保鮮方面的應用:目前,國外已廣泛的采用封倉充氮排除空氣的方法,來貯藏糧食。我國也已對此法、試驗成功,進入實際推廣應用階段。用氮氣排空氣對大米、小麥、大麥、玉米和稻谷等糧食進行保管可以防止蟲蛀、不發熱、不霉變,以便保質渡夏。此法是將糧食用塑料布嚴密封閉,先抽成低真空狀態,然后再充入純度為98%左右的氮氣,直到內外壓力平衡為止。這樣可使糧堆中缺氧,降低糧食的呼吸強度,抑制微生物的繁殖,蛀蟲在36小時內因缺氧而全部死亡。這種降氧殺蟲的方法不僅可節省大量的費用(約為采用磷化鋅等劇毒藥物熏殺所需要費用的百分之一),而且能保持糧食的新鮮和營養價值,防止細菌傳染和藥物污染。
對水果、蔬菜、茶葉等進行充氮貯藏、保鮮也是一種最先進的方法。此法可使水果、蔬菜、菜葉等在高氮低氧的環境中,減緩新陳代謝,好似進入冬眠狀態,抑制后熟,從而可長期保鮮。據試驗,充氮貯藏的蘋果,8個月后仍香脆爽口,每公斤蘋果的保鮮費在1角錢左右。充氮貯藏可大大減少水果旺季損耗,并能確保水果淡季市場的供應,提高了出口果品的質量,增加了創匯收入。
茶葉抽氣充氮包裝,即將茶葉放入雙層鋁鉑(或尼龍聚乙烯一鋁復合箔)的袋內,抽除空氣,注入氮氣,封口密封。一年后茶質新鮮,茶湯清澈明亮,滋味淳香。顯然,用此法保鮮茶葉比用真空包裝、冷凍包裝好得多。
目前,有不少食品仍用真空包裝、冷凍包裝、真空包裝易漏氣,冷凍包裝易變質,都沒有真空充氮包裝好。
5、 在宇航技術方面的應用
宇宙空間又冷又黑且為高真空,人類上天,就必須先在地面上進行空間模擬試驗。模擬宇宙空間必須采用液氮和液氦。美國的大型空間模擬室每月需耗30萬立方米的氮氣阿里進行大型風洞模擬試驗。在火箭上,為了確保易燃易爆的液氫裝置能安全運行,都在適當的部位安裝了氮氣滅火器。高壓氮氣還是火箭燃料(液氫-液氧)的壓送氣和燃燒管路的清掃氣。
飛機在起飛前或降落后,為確保安全,防止發動機燃燒室產生爆炸危險,通常都必需要氮氣對發動機燃燒室進行清掃。
另外,在原子反應堆上也采用氮氣作為保護氣。
總之,氮氣在保護和保險方面日益受到青睞,氮氣的需求量隨著工業的發展和重視正在日益增長,隨著我國經濟建設的迅速發展,我國氮氣的用量亦將會迅速增加。