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工业用氮如何产生?
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氮气占地球大气的78%,是空气中丰富的化合物之一。食品和药品制造等行业要求将氮作为其过程的一部分。但是,氮气是如何产生,纯化和使用的呢?

什么是氮气?

氮气使我们呼吸的空气中的78%呈无味,无味和无色。氮(N2)是元素周期表上的符号N所代表的化学元素。氮的独特特性是能够与多种元素和化合物形成多个键,使N2广泛用于各种行业。

哪些行业使用氮气?

以下是目前在制造过程中使用氮气的一小部分行业。

  • 食品工业–食品工业在包装食品时使用氮气以防止氧化和食品变质。
  • 半导体行业–半导体行业在开发晶体管和电路时会去除氧气,以防止氧化导致电路故障。
  • 钢铁制造–在制造钢铁时,使用氮气来防止氧化。
  • 轻灯泡制造–制造灯泡时,氮气是氩气的替代方法。这也是一种更便宜的选择。

如何为工业应用准备氮气(N2)

有两种制备用于工业用途的氮气的方法:机械和分馏。

分馏

将空气冷却到液态,然后使用不同的沸点将氮与其他化合物分离的过程。该方法产生高纯度的氮,用于工业用途。

机械发电

机械产生氮有两种方法。膜过滤或变压吸收(PSA)。

膜过滤

使用小型半渗透性中空纤维管过滤器分离空气中的化合物。与分馏相比,这种快速过程消耗的能量更少,但产生的氮纯度较低。

变压吸收(PSA)

使用机械生成过程生成氮的这种方法稍微复杂一些。使用特殊的材料CMS(碳分子筛)以不同的分子特性吸引所需的化合物,并将其与产生高氮纯度的不良化合物分离。

使用上述两种方法分离氮气后,可以将其存到自增压液氮罐等设备里以备将来使用。

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