氮气在各行业的应用
1、氮气的使用
氮气是一种无色、无毒、无味的惰性气体。因此，氮气作为保护气体得到了广泛的应用。液氮作为可与空气接触的冷冻介质已被广泛应用。它是一种非常重要的气体。 ，一些典型用途如下：
1、金属加工：光亮淬火、光亮退火、渗氮、氮碳共渗、软碳化等热处理用氮气源；焊接、粉末冶金烧结等过程中的保护气体。
2、化学合成：氮气主要用于合成氨。反应式为N2+3H2=2NH3（条件为高压、高温、有催化剂。该反应为可逆反应）还是合成纤维（尼龙、腈纶）、合成树脂、合成橡胶等的重要原料。氮是一种营养物质，也可用于制造肥料。例如：碳酸氢铵NH4HCO3、氯化铵NH4Cl、硝酸铵NH4NO3等。
3、电子工业：加工大规模集成电路、彩电显像管、电视广播元件、半导体元件等的氮源。
4、冶金行业：连铸、连轧、钢材退火的保护气体；炼钢转炉顶底联合吹氮、转炉炼钢密封、高炉炉顶密封、高炉炼铁喷煤煤气等。
5、食品保鲜：谷物、水果、蔬菜等充氮储存、保鲜；肉类、奶酪、芥末、茶、咖啡等充氮保鲜包装；果汁、生油、果酱等充氮、缺氧保鲜；各种瓶类酒的净化、覆盖等。
6、医药行业：中药（如人参）充氮储存、保鲜；西药充氮注射液；充氮储存和容器；药品气力输送等气源
7、化工行业：置换、清洗、密封、检漏、干熄焦等保护气体；用于催化剂再生、石油分馏、化纤生产等的气体
8、化肥工业：氮肥原料；用于置换、密封、清洗和催化剂保护的气体。
9、塑料行业：塑料颗粒的气动输送；塑料生产、储存过程中的抗氧化等。
10、橡胶工业：橡胶包装、储存；轮胎生产等
11、玻璃工业：浮法玻璃生产过程中的保护气体。
12、石油工业：储存、容器、催化裂化塔、管道等充氮及净化；管道系统的气压泄漏测试等。
13、海洋石油开发；海上石油开采平台的气体覆盖、石油开采时的氮气压力注入、储罐、容器等的惰性化。
14、仓储：为防止地窖、仓库内的易燃物品着火、爆炸，应充氮气。
15、海上运输：用于油轮清洗和防护的气体。
16、航空航天技术：火箭燃料助推器、发射台置换气体及安全保护气体、宇航员控制气体、空间模拟室、飞机燃油管道清洗气体等。
17、在石油、天然气、煤炭开采行业中的应用：向油井充入氮气不仅可以增加井内压力，增加石油产量，而且氮气还可以在钻杆测量中作为缓冲垫，完全避免了井内泥浆压力。有可能压碎下部管柱。此外，氮气还用于酸化、压裂、水力喷孔、水力封隔器坐封等井下作业。天然气中充入氮气可以降低热值。用原油更换管道时，可用液氮在两端燃烧注入材料，使其固化密封。
18、其他：
A、油漆、涂料中充入氮气和氧气，防止油品干燥聚合；石油、天然气储罐、容器、输送管道等充有氮气、氧气等。
B、汽车轮胎
(1)提高轮胎行驶稳定性和舒适性
氮气是一种几乎惰性的双原子气体，具有极不活泼的化学性质。气体分子比氧分子大，不易热胀冷缩，变形范围小。其对轮胎胎侧的渗透速度比空气慢约30%至40%，可保持稳定轮胎压力，提高轮胎行驶稳定性，保证行驶舒适性；氮气的音频传导率低，相当于普通空气的1/5。使用氮气可以有效降低轮胎噪音，提高行驶安静性。
(2)防止轮胎爆裂、缺气
轮胎漏气是造成道路交通事故的第一大原因。据统计，高速公路上46%的交通事故是由轮胎故障引起的，其中轮胎爆裂占轮胎事故总数的70%。汽车行驶时，由于与地面的摩擦，轮胎温度会升高。特别是在高速行驶和紧急制动时，轮胎内气体的温度会迅速升高，轮胎压力急剧增加，因此存在爆胎的可能。高温导致轮胎橡胶老化，疲劳强度降低，导致胎面严重磨损，这也是可能导致轮胎爆胎的重要因素。与普通高压空气相比，高纯氮气不含氧，几乎不含水和油。热膨胀系数低，导热系数低，升温慢，降低了轮胎热量积聚的速度，且不易燃、不助燃。 ，这样就可以大大减少爆胎的机会。
(3)延长轮胎使用寿命
使用氮气后，轮胎气压稳定，体积变化小，大大降低了轮胎不规则摩擦的可能性，如胎冠磨损、胎肩磨损、偏磨等，增加了轮胎的使用寿命；橡胶的老化是受空气中氧分子的氧化作用，老化后其强度和弹性下降，会出现裂纹。这是缩短轮胎使用寿命的原因之一。氮气分离装置能最大程度地消除空气中的氧、硫、油、水等杂质，有效降低轮胎内衬的氧化程度和橡胶腐蚀，并且不会腐蚀金属轮辋，延长轮胎寿命。使用寿命也大大减少了轮圈的生锈。
(4)降低油耗，保护环境
轮胎气压不足，加热后滚动阻力增大，会导致行驶时油耗增加。氮气除了能维持稳定的胎压、延缓胎压降低外，而且干燥、不含油或水，导热系数低。缓慢加热的特点降低了轮胎运行时的温升，并且轮胎变形小，抓地力提高等，同时降低了滚动阻力，从而达到降低油耗的目的。
2、液氮冷冻的应用
1、低温医学：外科手术、低温治疗、血液冷藏、药物冷冻、低温粉碎等。
2、生物工程：珍贵植物、植物细胞、遗传种质等的低温保存和运输。
3、金属加工：金属的冷冻处理、冷冻铸造弯曲、挤压和磨削等。
4、食品加工：速冻设备、食品冷冻及运输等。
5、航空航天技术：发射装置、空间模拟室冷源等。
3、随着科学技术的进步和经济建设的发展，氮气的应用范围日益广泛，已渗透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：以氮臭气为基本成分的氮基气氛热处理是一种节能、安全、不污染环境、充分利用自然资源的新技术和新工艺。事实证明，几乎所有的热处理工艺，包括淬火、退火、渗碳、碳氮共渗、软氮化和增碳，都可以使用氮基气体气氛来完成。处理后的金属零件的质量可与传统吸热气氛处理相比。近年来，国内外对该新工艺的开发、研究和应用方兴未艾，并取得了丰硕的成果。
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2、在电子工业中的应用：在电子元件、半导体元件的生产过程中，需要使用纯度99.999%以上的氮气作为保护气体。目前，我国在彩电显像管、大规模集成电路、液晶和半导体硅片的生产过程中已采用高纯氮气作为载气和保护气体。
3、在化纤生产过程中的应用：高纯氮气在化纤生产中常被用作保护气体，防止化纤产品在生产过程中被氧化，影响色泽。氮气的纯度越高，化纤产品的颜色越漂亮。如今，我国一些新建的化纤厂都配备了高纯氮气装置。
4、在住宅储藏保鲜方面的应用：目前，国外已广泛采用密封仓库、充氮、排除空气的方法来储存粮食。我国也已成功试验该方法并进入实际推广应用阶段。利用氮气废气储存水稻、小麦、大麦、玉米、水稻等谷物，可以防虫、防热、防霉，使它们在夏季保持良好的品质。这种方法是用塑料布将谷物严密密封，先抽真空至低真空状态，然后充入纯度98%左右的氮气，直至内外压力平衡。这样可以剥夺粮堆的氧气，降低谷物的呼吸强度，抑制微生物的繁殖。所有蛀虫都会在36小时内因缺氧而死亡。这种减氧灭虫的方法，不仅可以节省大量费用（约为磷化锌等剧毒药物熏蒸费用的百分之一），而且可以保持食品的新鲜度和营养价值，防止细菌感染。和药物污染。
水果、蔬菜、茶叶等的充氮贮藏保鲜也是最先进的方法。这种方法可以使水果、蔬菜、树叶等在高氮低氧的环境下新陈代谢减慢，仿佛进入冬眠状态，抑制后熟，从而长期保鲜。据测试，氮气贮藏的苹果在8个月后仍然酥脆可口，每公斤苹果的保鲜成本约为1毛钱。充氮储藏可以大大减少旺季水果的损失，保证淡季市场的水果供应，提高出口水果的质量，增加外汇收入。
茶叶抽真空充氮，即将茶叶放入双层铝铂（或尼龙聚乙烯铝复合箔）袋中，抽出空气，注入氮气，将袋口密封。一年后，茶质新鲜，茶汤清澈明亮，滋味纯香。显然，用这种方法保存新鲜茶叶比真空包装或冷冻包装要好得多。
目前，许多食品仍采用真空或冷冻包装。真空包装容易漏气，冷冻包装容易变质。它们都没有真空充氮包装那么好。
5.在航空航天技术中的应用
宇宙寒冷、黑暗且处于高真空中。人类去天堂，首先要在地面进行太空模拟实验。必须使用液氮和液氦来模拟太空。美国大型空间模拟室每月消耗30万立方米氮气来进行大规模风洞模拟试验。在火箭上，为了保证易燃易爆的液氢装置的安全运行，在适当的位置安装了氮气灭火器。高压氮气也是火箭燃料（液氢液氧）的压力供给气体和燃烧管道的清洁气体。
飞机起飞前或降落后，为了确保安全并防止发动机燃烧室发生爆炸的危险，通常需要用氮气对发动机燃烧室进行清洗。
此外，氮气还用作原子反应堆中的保护气体。
总之，氮气在保护和保险方面越来越受到青睐。随着工业的发展和重视，对氮气的需求量不断增长。随着我国经济建设的快速发展，我国氮肥的使用量也将迅速增加。
发布时间：2024年2月27日
