濰坊專業(yè)氮氣

來源: 發(fā)布時間:2021-11-11

    氮氣和液氮在各行業(yè)中的用途和應(yīng)用氮氣是航空航天工業(yè)中不可或缺的一種氣體,主要用于高雷諾數(shù)風(fēng)洞、熱處理爐和壓熱器,協(xié)助制造強度極高的輕質(zhì)材料。此外,氮氣還可用作激光切割輔助氣體。裝配車間1s和2s層使用氮氣和其他焊接氣體焊接汽車零件、車架、消聲器及其他部件,因為氮氣能夠為任何材料的牢固焊接提供必要的氣體環(huán)境。此外,氮氣還是安全氣囊的重要安全組分。氮氣用作加壓氣體時可推動液體通過管道,可用于保護(hù)對氧敏感的材料免受空氣干擾,還能工藝流程中的揮發(fā)性有機化學(xué)品。作為一種惰性工業(yè)氣體,氮氣可用作遮蓋劑,將敏感產(chǎn)品和流程與空氣隔離,還可作為凈化劑防止管道和設(shè)備污染。氮氣是一種重要的冷卻、制冷與食品冷凍用制冷劑。由于氮氣具有極低的冷凍溫度,液氮浸漬式冷凍是單體快速冷凍(IQF)食品目前已知的比較冷凍方法。氮氣在減少食品腐壞、變色和變味方面也起著重要作用,強化了零售包裝的保護(hù)性能。 液氮罐_上真空嘴,寧靜閥的封條,鉛封不可以破壞。濰坊專業(yè)氮氣

深冷空氣分離技術(shù)制備氮氣

汽液平衡濃度圖(y-x圖) 在一定壓力下,取二元溶液中低沸點組分(氮)的濃度xN2為橫坐標(biāo),與其平衡的氣相中氮濃度yN2為縱坐標(biāo),構(gòu)成的圖叫y-x圖

在y-x圖中P3>P2>P1。當(dāng)壓力愈低時,等壓線離y=x的對角錢就愈遠(yuǎn),表示組分在汽液中相的濃度差愈大,混合物分離就愈容易。

當(dāng)壓力一定時,由于采用低沸點組分為坐標(biāo)的,氣在氣相中的濃度大于液相中的濃度,所以等壓線均在對角線(y=x線)以上,并為向上凸起曲線。如以高沸點組分氧為濃度坐標(biāo)時則相反。

用y-x圖了解氣液平衡時氣液相濃度的關(guān)系非常清楚和方便,所以在二元溶液精餾過程中,分析塔板上氣液濃度變化時常要用到該圖。

濰坊氣體氮氣與石油的生成相比,無論是原始物質(zhì)還是生成環(huán)境,液氮的生成都更 、更迅速、更容易。

碳脫氧法在碳載型催化劑作用下(在一定溫度下),普氮中之殘氧和催化劑本身提供的碳發(fā)生反應(yīng),生成CO2。反應(yīng)式:C+O2=CO2。再經(jīng)過后級除CO2和H2O獲得下列組成的高純氮氣:N2≥99.999%,O2≤5×10-6,CO2≤5×10-6,H2O≤10.7×10-6。制氮成本在0.6元/m3左右。優(yōu)劣評比上述三種氮氣純化方法中,因成品氮中H2量過高滿足不了磁性材料的要求,故不采用;成品氮純度符合磁性材料用戶的要求,但需氫源,而且氫氣在運輸、貯存、使用中都存在不安全因素;成品氮的質(zhì)量完全可滿足磁性材料的用氣要求,工藝中不使用H2,無加氫法帶來的問題,氮中無H2且成品氮的質(zhì)量不受普氮波動的影響,故和其他氮氣純法相比,氮氣質(zhì)量更加穩(wěn)定,是**適合磁性材料行業(yè)中一種氮氣純化方法。

氮氣在大氣中含量雖多于氧氣,但是由于它的性質(zhì)不活潑,所以人們是在認(rèn)識氧氣之后才認(rèn)識氮氣的。不過它的發(fā)現(xiàn)卻早于氧氣。1755年英國化學(xué)家布拉克(Black,J.1728-1799)發(fā)現(xiàn)碳酸氣之后不久,發(fā)現(xiàn)木炭在玻璃罩內(nèi)燃燒后所生成的碳酸氣,即使用苛性鉀溶液吸收后仍然有較大量的空氣剩下來。后來他的學(xué)生D·盧瑟福繼續(xù)用動物做實驗,把老鼠放進(jìn)封閉的玻璃罩里直至其死后,發(fā)現(xiàn)玻璃罩中空氣體積減少1/10;若將剩余的氣體再用苛性鉀溶液吸收,則會繼續(xù)減少1/11的體積。D·盧瑟福發(fā)現(xiàn)老鼠不能生存的空氣里燃燒蠟燭,仍然可以見到微弱的燭光;待蠟燭熄滅后,往其中放入少量的磷,磷仍能燃燒一會,對除掉空氣中的助燃?xì)鈦碚f,效果是好的。把磷燃燒后剩余的氣體進(jìn)行研究,D·盧瑟福發(fā)現(xiàn)這氣體不能維持生命,具有滅火性質(zhì),也不溶于苛性鉀溶液,因此命名為“濁氣”或“毒氣”。

在同一年,普利斯特里作類似的燃燒實驗,發(fā)現(xiàn)使1/5的空氣變?yōu)樘妓釟猓檬宜蘸蟮臍怏w不助燃也不助呼吸。由于他同D·盧瑟福都是深信燃素學(xué)說的,因此他們把剩下來的氣體叫做“被燃素飽和了的空氣”。


現(xiàn)場制氮是指氮氣用戶自購制氮設(shè)備制氮。

由氮元素的氧化態(tài)-吉布斯自由能圖也可以看出,除了NH4+離子外,氧化數(shù)為0的N2分子在圖中曲線的比較低點,這表明相對于其它氧化數(shù)的氮的化合物來講的話,N2是熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)結(jié)構(gòu)。氧化數(shù)為0到+5之間的各種氮的化合物的值都位于HNO3和N2兩點的連線(圖中的虛線)的上方。因此,這些化合物在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的,容易發(fā)生歧化反應(yīng)。在圖中的一個比N2分子值低的是NH4+離子。

正價氮呈酸性,負(fù)價氮呈堿性。

由氮分子中三鍵鍵能很大,不容易被破壞,因此其化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定,只有在高溫高壓并有催化劑存在的條件下,氮氣成分可以和氫氣反應(yīng)生成氨。同時,由于氮分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,氰根離子CN-和碳化鈣CaC2中的C22-和氮分子結(jié)構(gòu)相似。

氮分子中存在氮氮叁鍵,鍵能很大(941 KJ/mol),以至于加熱到3273K時*有0.1%離解,氮分子是已知雙原子分子中**穩(wěn)定的。氮氣是CO的等電子體,在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上有許多相似之處。

不同活性的金屬與氮氣的反應(yīng)情況不同。與堿金屬在常溫下直接化合;與堿土金屬 —般需要在髙溫下化合;與其他族元素的單質(zhì)反應(yīng)則需要更高的反應(yīng)條件。


氮氣在大氣中含量雖多于氧氣,但是由于它的性質(zhì)不活潑,所以人們是在認(rèn)識氧氣之后才認(rèn)識氮氣的。濰坊氣體氮氣

先將空氣凈化后,在加壓、冷卻的環(huán)境下液化,借由空氣中各組分之沸點不同加以分離。濰坊專業(yè)氮氣

氮氣的制備方法

1.深冷空分制氮它是一種傳統(tǒng)的空分技術(shù),已有100余年的歷史。它的特點是產(chǎn)氣量大,產(chǎn)品氮純度高,無須再純化便可產(chǎn)出99.999%以上高純度氮氣。但它工藝流程復(fù)雜,占地面積大,基建費用高,需要專門的維修力量,操作人員較多,每次開機要18-24h,產(chǎn)氣慢。要在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,冷卻至-195.8℃時,變成沒有顏色的液體,冷卻至-209.86℃時,液態(tài)氮變成雪狀的固體。它適宜于大規(guī)模工業(yè)制氮,氮氣成本高。2.膜分離制氮膜分離空分制氮也是非低溫制氮技術(shù)的一種,是80年代國外迅速發(fā)展起來的一種新的制氮方法,在國內(nèi)推廣應(yīng)用還是近幾年的事。膜分離制氮是以空氣為原料,在一定的壓力下,利用氧和氮在中空纖維膜中的不同滲透速率來使氧、氮分離制取氮氣。它與上述制氮方法相比,具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、體積小、無切換閥門、操作維護(hù)也更為簡便、產(chǎn)氣更**min以內(nèi))、增容更方便等特點,但中空纖維膜對壓縮空氣清潔度要求更嚴(yán),膜易老化而失效,難以修復(fù),需要換新膜。膜分離制氮比較適合氮氣純度要求在≤98%左右的中小型用戶。當(dāng)要求氮氣純度高于98%時,它與同型號的變壓吸附制氮機相比,價格要高出30%左右。 濰坊專業(yè)氮氣

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