氮气在各行业中的应用

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氮气在各行业中的应用
1）冶金、金属加工行业
    用于退火保护气、烧结保护气、氮化处理、洗炉及吹扫用气等。广泛应用于金属热处理、粉末冶金、磁性材料、铜加工、金属丝网、镀锌线、半导体、粉末还原等领域。这些行业有的需要纯度大于99.5%的氮气，有的则要求纯度大于99.9995%、露点低于-65℃的高品质氮气。
2）化工、新材料行业
    主要用于化工原料气、管道吹扫、气氛置换、保护气氛、产品输送等。主要应用于化工、氨纶、橡胶、塑料、轮胎、聚氨脂、生物科技、中间体等行业。不少化工行业对氮气纯度要求不高，很多纯度大于98%就可使用。

3）食品、医药行业
    主要应用于食品包装、食品保鲜、医药包装、医药置换气、医药输送气氛。通常制得的氮气还要通过除菌、除尘、除水等处理，以满足该行业的特殊要求。食品行业对氮气的要求不高，很多98%以上纯度就可满足要求，医药行业通常要求纯度为99.9%的氮气。食品行业用氮量较小时常用膜分离制氮，用量大时多选用变压吸附方式制氮。
4）电子行业
    用于电子产品的封装、烧结、退火、还原、储存等。主要应用于波峰焊、回流焊、水晶、压电、电子陶瓷、电子铜带、电池、电子合金材料等行业。电子行业对氮气要求一般比较高，通常需要99.9%或99.99%、以及99.99%以上的氮气。
5）其他使用领域
    制氮机除了使用在以上行业以外，在煤炭、石油、油品运输等众多领域也得到广泛使用。随着科技的进步和社会的发展，氮气的使用领域也越来越广泛，现场制氮（制氮机）以其投资省、使用成本低、使用方便等优点已经逐渐取代液氮蒸发、瓶装氮气等传统供氮方式。


将它充灌在电灯泡里，可防止钨丝的氧化和减慢钨丝的挥发速度，延长灯泡的使用寿命。还可用它来代替惰性气体作焊接金属时的保护气。在博物馆里，常将一些贵重而稀有的画页、书卷保存在充满氮气的圆筒里，这样就能使蛀虫在氮气中被闷死
利用氮气使粮食处于休眠和缺氧状态、代谢缓慢，可取得良好的防虫、防霉和防变质效果，粮食不受污染。

氮气还是一种重要的化工原料，可用来制取多种化肥，炸药等等。
化学工业  在化工工艺中创建无氧气氛提高生产工艺的安全性，流体输送动力源等石油工业  改进石油加工和精炼工艺，油品储存和油气田井的加压，管道清洁和吹扫，溶剂回收等。
金属生产和加工制造业  钢、铁、铜、铝制品退火、炭化，高温炉窑保护，金属部件的低温装配和等离子切割等。
电子工业  半导体和集成电路制造过程的气氛保护，清洗，化学品回收等。
玻璃制造业  防止玻璃制造过程的表面氧化和加热炉冷却等。
食品工业  用于食品保鲜和食品储存，食品干燥和灭菌，食品快速冷冻等。
科研和医疗  深度低温和冷冻治疗等。
橡胶  橡胶硫化，轮胎粉碎等。高压成型防氧化，电线电缆气体保护。金属热处理
金属热处理  在光亮退火、光亮淬火等热处理工艺过程中，为工业炉提供保护气与安全气，以防止产品的氧化。
铝加工业  铝制品、铝型材加工，铝薄轧制等气体保护。
医药卫生  制药原料、药物充氮包装、运输以及中草药防蛀、防腐保护。
粉末冶金  粉末烧结，磁性材料烧结中的氮气保护。
海陆运输  各种化工产品、油品、液态天然气充氮运输以及食品蔬菜运输中的防腐保鲜。
易燃易爆品保护  防止库房、窖井的尘爆，煤矿的灭火，弹药的运输及储存。
合成纤维  充氮压料，拉丝防氧化。
浮法玻璃  生产过程中气体保护，防锡槽氧化。
啤酒饮料  工艺气，保鲜，贮存。
充氮无铅锡焊  为回流焊和波峰焊配套。
通用变压吸附制氮设备

氮气是空气的主要成分，在室温和大气压力下是无色、无味、无毒和不可燃的气体，沸点为-195.8℃，其化学性质不活泼。除合成氨外，氮气通常被作为保护气广泛用于冶金、化工、煤炭、食品、医药、电子、磁材、运输、热处理、轮胎、热电、航空等行业。
石油石化行业专用变压吸附氮气设备
化工乃氮气设备应用最大最多的行业，目前运用较多的为：
    聚氯乙烯（PVC），纯度99.5%，流量较大。聚丙烯（PE），纯度99.9%，流量较大，该产品氮气应用分为两部分，一是活化剂、催化剂在装填和排空时需要99.9%的氮气（量小），反应釜用氮气99.5%量大，习惯性取纯度99.9%。    聚乙烯、苯胺，纯度99.95%，石化产品苯胺在催化剂再生时用氮气是平常的4倍左右，但使用周期短。
    顺酐及乙醇，一般纯度为99.9%，石化产品聚甲醛（目前国内厂家不多，需求强劲），纯度99.9%。
    石油： 可应用于系统中管道容器等的氮气吹扫，储罐充氮、置换、检漏，可燃性气体保护，也应用于柴油加氢和催化重整，纯度一般为99.9%。
    苯酐：纯度为99%。
    聚酯：上游原料PTA（精对苯二甲醇），实际使用纯度为95%，一般取99%。
    PTA生产工艺中利用高纯氮气吹泡，测量高温和低温反应釜中乙二醇原料的液位，测取高压端和低压端的压差后输送4～20mA标准信号，然后转化为液位高度。并利用高纯氮气来测量真空系统的压力，以及在PTA生产工艺中利用高纯氮气对过滤器进行反吹冲洗。聚酯切片一般根据实际工艺不同为99%~99.999%，切片下游产品长丝、短丝，99.9~99.999%。
    浮法玻璃：纯度为99.9995%，无氢。
    热处理：镀锌板分为退火及镀锌工艺，对氮气纯度要求为99.9995%，要求配H25~20%，设备组成相当复杂。
    铝材：一般为99.9995%，要求无氢，否则会有“氢胞”现象。
汽车空调：基本采用液氮，根据实际情况，采用99.999%，结合碳燃烧法完全可以满足要求。
轮胎充氮变压吸附氮气设备
21世纪轮胎竞争的关键在于技术和价格，而轮胎的价格又与制造工艺和技术息息相关，飞达PSA制氮设备可以协助您在竞争中赢得先机，并已在上海双钱载重轮胎公司实现了有效的价值提升。
国内传统的工艺，钢丝子午线轮胎均使用过热水对轮胎进行定型和硫化没。所谓过热水硫化，指轮胎的定型使用低压蒸汽，轮胎的正硫化过程中，胶囊（类似模具的作用）内充介质为170℃以上高压热水，外温采用低压蒸汽来进行硫化；而充氮硫化是指轮胎的定型使用低压氮气（0.4-0.5MPa），轮胎的正硫化过程中，胶囊内充介质为高压蒸汽与高压氮气（2.5MPa）的混合气体，外温采用低压蒸汽来进行硫化，两种方式均是利用高温，将天然橡胶链状的分子结构改变成网状结构，同时将一层层带束层紧密结合起来，并在胎面形成花纹。氮气硫化，轮胎的性能指标如里程数、耐久性、均匀性、压穿能力试验中，都高于传统过热水硫化的性能指标。制氮设备购置费用基本一年多时间即可收回全部的投资。
目前国内部分轿车用子午线轮胎已经如国外一样广泛采用氮气硫化，如佳通轮胎、玲珑轮胎等，载重子午线轮胎方面，上海双钱轮胎公司是第一家使用，以上厂家均使用飞达公司生产的氮气设备。
轿车轮胎每条用氮量约：1.25m3
载重轮胎每条用氮量约：12m3
一般工厂采用氮气回收节约用氮成本，通常考虑40-50%的氮气回收量。
煤矿专用防灭火氮气设备
注氮防灭火的实质是向采空区氧化带内或火区内注入一定流量的氮气，使其氧含量降到7%或3%以下，达到防灭火的目的，其作用有消除瓦斯爆炸危险；防止煤的自然发热和自燃；降低燃烧强度，防止密闭漏风。
针对矿井情况、产煤量、通风、输送距离、瓦斯含量、自燃发火期的不同，飞达为客户提供KGZD系列地面固定式和JXZD系列井下移动式两种氮气设备。
    该系列设备是温州飞达空分设备有限公司与煤炭科学研究总院重庆分院联合制造，已取得国家煤矿矿用产品安全标志准用证。
药用变压吸附制氮机
通常易于氧化的水针（青霉素等）和大输液（如氨基酸等）都需要冲氮保护，否则药液在保存期里很容易氧化，亦即变质。一般是在封装之前，采用前冲氮后冲氮的方式（或单一冲氮），使得安瓿瓶或输液瓶里的氧气浓度降到0.5%以下，药液可长时间保质。就目前来讲，一般厂家购买的设备大约是5-20 m3/h，纯度为99.99%。药用制氮机与其他氮气设备不同的是因医药行业国际标准GMP标准规定，与药品或药液接触的部分均采用不锈钢材质及除菌方面的要求，设备需要采用不锈钢材质，设备氮气出口部位加装除菌过滤器装置。也因为药厂对设备的总体要求高，通常会有高端配置。
其他还有原料药制造厂，也需要氮气保护，其用氮工艺更象精细化工厂的用氮方式。通常纯度为99-99.9%，但视工厂规模不同而用量有区别，但相对药用制氮机的用量要大很多。象浙江医药股份公司及永宁制药厂用量均为300立方/小时。
食品行业制氮设备
主要应用于食品保鲜、冷藏等方面，飞达空分设备有限公司专利设计的后净化系统,保证产品气无菌、无尘、无异味，减除了食品厂家使用氮气的后顾之优。
电子磁材行业制氮机包括分支门类很多，主要有压电晶体、半导体及无铅焊接等。


1.热塑性精成形氮气保护防氧化系统

本发明属于现代先进制造技术的精密热加工领域，具体是涉及一种对于热塑性精成形生产过程氮气保护防氧化装置设施。该系统主要由坯料净化处理、氮气动态密封加热和冷却无氧化装置、中温冷却及控制系统组成。喷砂、下料、除水后的坯料进入一次加热保护氮气室，经一次加热后的坯料，再经预成形工序，预成形后的工件进入二次加热保护氮气室，经二次加热后的工件，经精成形工序，精成形后的工件进入冷却通道保护氮气室，冷却至中温后进入中温冷却室，最后由出料车将工件输出。主要解决了既能在高温下减少氧化所造成的材料浪费，又能提高工件尺寸精度、表面质量和模具使用寿命问题。


2.格式试剂反应，  主要是隔绝空气中二氧化碳和水蒸气。
3.氢化铝锂水解反应，  吹走反应所产生的过量氢气，并带走热量。

4.氮气保护石墨负极材料窑炉 氮气保护石墨负极材料推板式电阻窑炉负极材料窑
设备用途:
设备用于锂电池负极材料的连续烧结。



浮法玻璃行业
在浮法玻璃生产过程中,浮托介质在锡槽高温下极易氧化,增加锡的损耗,并使玻璃板面产生各种缺陷,因此必须向锡槽中通入保护气体氮气,同时加入5%~10%的氢气,锡槽形成还原气氛,使氧化锡重新还原成锡。通过采用杜尔气体的氨分解制氮氢混合气代替水电解制氢,并在多条浮法玻璃生产线上的实际应用,将低能耗、操作简单、安全防爆等级相对低的保护气体生产设备投入到浮法玻璃生产线上,为目前生产低、中、高档浮法玻璃降低氢气成本进行了有益探索。
煤矿行业
本系列产品直接用于煤矿井下，一旦工作面采空区或其他地点出现火灾征兆需注氮防灭火时，氮气装置下井，然后由机车牵引到需要防灭火区域的就近处，经供电、供水、管路连接，便可开机生产氮气，实施注氮。目前已在淮北矿业集团公司、淮南矿业集团公司、四川芙蓉集团实业有限责任公司、华亭煤业集团公司、徐州矿务集团公司、山西平朔安家岭露天煤炭有限公司、重庆南桐矿务集团公司、宁夏煤业集团公司、铜川矿务物资公司等煤矿及矿务局得到广泛应用。
医药行业
药用氮气设备（氮气纯度 99.99% ） 是以近 几年专业研发变压吸附制氮机的经验，根据 GMP 规范研制的药用制氮机，在使用上与钢瓶氮（或液氮）相比，运行成本低、氮气纯度稳定、操作简便。被太平洋医药（通化）有限公司、东盛科技盖天力制药有限公司、广东利泰药业有限公司、浙江医药股份有限公司等企业广泛采用。
石油行业
石油资源的不可再生性，决定了对原油必需进行综合开采利用 。杜尔气体提供的制氮装置及其解决方案，完全满足石油开采新技术的需要，减少了重油、石脑油开采成本，并提高了安全性。
化工行业
氮气在化工行业中应用非常广泛，聚氯乙烯（ PVC ），聚丙烯（ PE ），顺酐及乙醇， 精对苯二甲醇（ PTA ）等等很多生产工艺中，杜尔气体的用气解决方案不乏成功的案例。其中为内蒙古亿利化工项目所提供的制氮装置是中国目前最大的现场变压吸附供氮工程。
汽车轮胎
目前，在轮胎制造领域，氮气硫化这一新型技术相对于传统的过热水硫化技术，已显示出超强的生命力。飞达 PSA 制氮设备作为硫化机的重要辅助装置，使轮胎的里程数、耐久性、均匀性、压穿能力等性能指标有更加卓越表现。 21 世纪轮胎竞争的关键在于技术和价格，而轮胎的价格又与制造工艺和技术息息相关，杜尔气体PSA 制氮设备可以协助您在竞争中赢得先机，并已在上海双钱载重轮胎公司、上海轮胎橡胶（集团）股份有限公司、常熟住友 ( 邓禄普 ) 橡胶有限公司、安徽佳通轮胎有限公司、尼日利亚（邓禄普）橡胶有限公司实现了有效的价值提升。
食品行业
在食品领域，氮气的作用主要是保鲜、冷藏，并可代替二氧化碳灌充到啤酒、饮料及速食品中。由杜尔气体专利设计的后净化系统用气解决方案，可确保产品气无菌、无尘、无异味，减除了食品、啤酒厂家使用氮气的后顾之优。为青岛崂山啤酒厂、温州金狮啤酒集团有限公司、浙江燕京（仙都）啤酒发展有限公司等公司提供了现场用氮的解决方案。
SMT 行业
现在，全球制造行业必须满足无铅标准，越来越多的制造商使用了带有氮选项的新型回流焊炉，来响应无铅计划。因为氮基气氛可以防止金属表面在加热过程中氧化。杜尔气体提供的用气解决方案，可以保证焊剂正确活化，降低部分焊剂的残余量，增强焊接质量，并使焊接表面更加美观。
热处理行业
氮气在金属热处理应用中，用于合金钢、高碳钢退火保护气氛、金属粉末烧结保护气氛、氮化处理、洗炉及吹扫用气等，杜尔气体为此提供的高品质氮气，纯度大于 99.9995% ，露点低于 -65 ℃。
金属深加工
氮气在钢铁中的应用主要是用作保护气，如轧钢、镀锌、镀铬、连续铸造等都要用氮气作保护气，而且氮气纯度要求 99.99% 以上，杜尔气体为此提供的用气解决方案，氮气纯度可达 99.9995% 。
磁材行业
国内粉末冶金行业的铁氧磁性材料工业正经历一个迅猛发展的阶段，大量新技术、新型设备被采用，其中氮基气氛和多用途保护性气氛就是先进生产工艺不断改进、发展的结果。杜尔气体在其中提供的气体解决方案，具有性能稳定、工艺成熟、操控简便、成本低廉的特点。
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氮气的用途
氮气是一种无色、无毒、无味的惰性气体，因此，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，它是一种非常重要的气体，一些典型的用途于下：
1、  金属加工：光亮淬火、光亮退火、渗氮、氮碳共渗、软碳化等热处理的氮气源；焊接及粉末冶金烧结过程中的保护气等。
2、  电子工业：大规模集成电路、彩电显像管、电视机和收录机元件及半导体元件处理的氮气源。
3、  冶金工业：连铸、连轧、钢材退火的保护气；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、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：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：氮肥原料；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；轮胎生产等。
10、玻璃工业：浮法玻璃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，飞机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。
二、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，我国已将高纯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：在化纤生产中常将高纯氮作为保护气体，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高纯氮的装置。
4、  在住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、保鲜也是一种最先进的方法。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。
总之，氮气在保护和保险方面日益受到青睐，氮气的需求量随着工业的发展和重视正在日益增长,随着我国经济建设的迅速发展，我国氮气的用量亦将会迅速增加。