氮气用途的概要介绍

2015-11-16 点击数：3290

氮气的用途
氮气是一种无色、无毒、无味的惰性气体，在工业生产和日常生活领域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，因此，它是一种非常重要的气体，以下概要地介绍它的一些典型的用途，抛砖引玉，共同探讨。
(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
、粉末冶金烧结过程的保护气，在新材料的研制和稀土永磁材料等生产过程的保护气体等。
(2) 电子工业
锂电池，大规模集成电路，LED和LCD电视机的显像器件，彩电显像管，光伏器件、触摸屏、云计算、物联网等各种新型电子元器件以及半导体元件的处理和生产过程的氮气源。
（3）冶金工业
连铸、连轧、钢材退火过程的保护气；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、糕点、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
新医药的研制过程的气体保护，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
氮肥生产过程的置换、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；轮胎生产和充氮轮胎等。
(10)玻璃工业
浮法玻璃和光伏玻璃的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，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。
2 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，我国已将天博下载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
在化纤生产中常将天博下载氮作为保护气体，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天博下载氮的装置。
1. 在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，在煤矿的灭火等方面也有了良好的应用效果。
总之，氮气在保护和保鲜方面日益受到青睐，氮气的需求量随着工业的发展和重视正在日益增长,随着我国战略性新兴产业的发展，我国氮气的用量亦将会迅速增加。

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