1,、氮主要用于合成氨,也是合成纖維,,合成樹脂,,合成橡膠等的重要原料。
2,、氮是一種營(yíng)養(yǎng)元素,,還可以用來(lái)制作化肥。
3,、由于氮的化學(xué)惰性,,常用作保護(hù)氣體,如:瓜果,,食品,,燈泡填充氣。以防止某些物體暴露于空氣時(shí)被氧所氧化,。用氮?dú)馓畛浼Z倉(cāng),,可使糧食不霉?fàn)€、不發(fā)芽,,長(zhǎng)期保存,。
4、高純氮?dú)庥米魃V儀等儀器的載氣,。用作銅管的光亮退火保護(hù)氣體,。跟高純氦氣、高純二氧化碳一起用作激光切割機(jī)的激光氣體,。
5,、在化工行業(yè),氮?dú)庵饕米鞅Wo(hù)氣體,、置換氣體,、洗滌氣體、安全保障氣體,。用作鋁制品,、鋁型材加工,鋁薄軋制等保護(hù)氣體,。用作回流焊和波峰焊配套的保護(hù)氣體,,提高焊接質(zhì)量。用作浮法玻璃生產(chǎn)過(guò)程中的保護(hù)氣體,,防錫槽氧化,。
二、氮?dú)獾奶崛》椒?/strong>
1、實(shí)驗(yàn)室方法
實(shí)驗(yàn)室最常用的是亞硝酸銨的分解,,實(shí)際上是將亞硝酸鈉飽和溶液慢慢加到熱的飽和氯化銨溶液中,,具體反應(yīng)為:NH4Cl NaNO2=NaCl N2↑ 2H2O。
2,、液態(tài)空氣分餾法
氮?dú)庵饕菑拇髿庵蟹蛛x或含氮化合物的分解制得的,。每年通過(guò)液化空氣生產(chǎn)超過(guò)3,300萬(wàn)噸的氮?dú)猓缓笫褂梅逐s的方法在大氣中生產(chǎn)氮?dú)庖约捌渌麣怏w,。
3、深冷分離法
深冷分離法又稱為低溫精餾法,,利用空氣中氮?dú)馀c氧氣的沸點(diǎn)不一致來(lái)分離氧氣和氮?dú)?。由于氮?dú)獾姆悬c(diǎn)(-196℃) 低于氧氣(-183℃),在液態(tài)空氣的蒸發(fā)過(guò)程中,,液氮比液氧更容易變成氣態(tài),,而在空氣液化過(guò)程中,氧氣比氮?dú)飧菀鬃兂梢簯B(tài),。由于氮?dú)馀c氧氣的沸點(diǎn)相差不大,,液態(tài)空氣與氣態(tài)空氣需經(jīng)過(guò)反復(fù)多次的蒸發(fā)、冷凝,、再蒸發(fā)過(guò)程(該過(guò)程稱為低溫精餾過(guò)程),,最終在精留塔頂部氣相餾分中就可以過(guò)得較高高純度的氮?dú)猓獨(dú)獾募兌热Q于精餾塔的塔板級(jí)數(shù)和精餾效率,。
4,、膜分離法
膜分離技術(shù)是基于薄膜對(duì)氣體組分具有選擇性滲透和擴(kuò)散的特性,以達(dá)到氣體分離和純化的目的,。氣體中各種組分透過(guò)膜的速度不同,,每種組分透過(guò)膜的速度與該氣體的性質(zhì)、膜的特性和膜兩面的分壓差有關(guān),。透過(guò)膜的氣體組分不可能達(dá)到 100%的純度,。氣體分離膜通常可分為多孔材質(zhì)和非多孔材質(zhì),,它們無(wú)機(jī)物(多孔玻璃,、陶瓷、金屬,、電子導(dǎo)電性固體和鈀合金等)或有機(jī)高分子(微孔聚乙烯,、多孔醋酸纖維、均質(zhì)醋酸纖維,、聚硅氧烷橡膠和聚碳酸脂)組成,。
凈化后的壓縮空氣經(jīng)過(guò)緩沖罐,聯(lián)合過(guò)濾器后由膜組一端進(jìn)入,氣體分子在壓力作用下首先在膜的高壓側(cè)接觸,?;旌蠚怏w在膜的高壓側(cè)表面以不同的溶解度溶于膜內(nèi),然后在膜兩側(cè)壓力差的推動(dòng)下,,混合氣體的分子以不同的速度向膜的低壓側(cè)擴(kuò)散,。經(jīng)過(guò)溶解和擴(kuò)散兩個(gè)過(guò)程的選擇,最終混合氣體被分離成各個(gè)組分,。例如:空氣,、氧氣的透過(guò)速度大于氮?dú)猓?jīng)過(guò)膜分離之后,,高壓側(cè)留下的氣體富氮,,而透過(guò)去的氣體富氧。
5,、變壓吸附法(PSA法)
該方法是以壓縮空氣為原料,,一般以分子篩為吸附劑,在一定的壓力下,,利用空氣中氧氣和氮?dú)夥肿釉诓煌肿雍Y表面吸附量的差異,,在一定時(shí)間內(nèi)氧在吸附相富集,氮在氣體相富集,,實(shí)現(xiàn)氧,、氮分離;而卸壓后分子篩吸附劑解析再生,,循環(huán)使用,。吸附劑除了分子篩之外,還可應(yīng)用活性氧化鋁,、硅膠等,。
目前,常用變壓吸附制氮裝置是以壓縮空氣為原料,,碳分子篩為吸附劑,,利用氧和氮在碳分子篩上的吸附容量、吸附速率,、吸附力等方面的差異及分子篩對(duì)氧和氮隨壓力不同具有不同的吸附容量的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)氧,、氮分離。首先,,空氣中的氧被碳分子篩優(yōu)先吸附,,從而在氣相中富集氮?dú)狻檫B續(xù)獲得氮?dú)?/a>,,需兩個(gè)吸附塔交替工作,。