一、氮氣的用途有哪些

1、氮主要用于(yu)合成(cheng)氨，也是合成(cheng)纖維，合成(cheng)樹(shu)脂，合成(cheng)橡膠等的重(zhong)要原料(liao)。

2、氮是一種(zhong)營養元(yuan)素，還可以用來制(zhi)作化肥。

3、由于氮的(de)化學惰性，常用作(zuo)保(bao)護(hu)氣體，如(ru)：瓜果，食品，燈泡(pao)填(tian)充(chong)氣。以防止某些(xie)物體暴露(lu)于空氣時(shi)被氧(yang)(yang)所氧(yang)(yang)化。用氮氣填(tian)充(chong)糧(liang)倉，可使糧(liang)食不(bu)霉爛、不(bu)發芽，長期保(bao)存。

4、高純(chun)(chun)氮氣(qi)(qi)用(yong)作色譜儀等儀器的載氣(qi)(qi)。用(yong)作銅管的光亮退火(huo)保(bao)護氣(qi)(qi)體。跟高純(chun)(chun)氦氣(qi)(qi)、高純(chun)(chun)二氧化碳一起用(yong)作激光切(qie)割機的激光氣(qi)(qi)體。

5、在化工行業，氮氣(qi)(qi)主要用作(zuo)(zuo)保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)體(ti)、置換氣(qi)(qi)體(ti)、洗滌氣(qi)(qi)體(ti)、安全(quan)保(bao)障氣(qi)(qi)體(ti)。用作(zuo)(zuo)鋁制(zhi)品、鋁型(xing)材(cai)加工，鋁薄軋制(zhi)等保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)體(ti)。用作(zuo)(zuo)回流焊(han)和波峰(feng)焊(han)配套的保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)體(ti)，提高焊(han)接質量。用作(zuo)(zuo)浮法玻(bo)璃生產過程中的保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)體(ti)，防錫槽氧化。

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二、氮氣的提取方法

1、實驗室方法

實(shi)驗室最常用的是亞(ya)硝酸(suan)銨的分解，實(shi)際上是將亞(ya)硝酸(suan)鈉(na)飽(bao)和(he)溶(rong)(rong)液(ye)慢(man)慢(man)加到熱的飽(bao)和(he)氯(lv)化銨溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)，具體反應為(wei)：NH4Cl+NaNO2=NaCl+N2↑+2H2O。

2、液態空氣分餾法

氮(dan)氣(qi)主要是從大(da)氣(qi)中分(fen)離或(huo)含氮(dan)化合物的分(fen)解制得的。每年通過液化空氣(qi)生產(chan)超過3,300萬(wan)噸的氮(dan)氣(qi)，然后使用(yong)分(fen)餾的方法在大(da)氣(qi)中生產(chan)氮(dan)氣(qi)以及其他氣(qi)體(ti)。

3、深冷分離法

深冷分(fen)離(li)法又稱為低溫精(jing)餾(liu)(liu)法，利(li)用空(kong)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)與(yu)氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)沸點(dian)(dian)不(bu)(bu)一致來分(fen)離(li)氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)和(he)氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)。由(you)于(yu)氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)沸點(dian)(dian)（-196℃） 低于(yu)氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)（-183℃），在(zai)(zai)液(ye)態(tai)(tai)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)蒸發過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)，液(ye)氮(dan)(dan)比液(ye)氧(yang)更容易(yi)變(bian)成(cheng)氣(qi)(qi)(qi)態(tai)(tai)，而(er)在(zai)(zai)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)液(ye)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)，氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)比氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)更容易(yi)變(bian)成(cheng)液(ye)態(tai)(tai)。由(you)于(yu)氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)與(yu)氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)沸點(dian)(dian)相(xiang)差不(bu)(bu)大，液(ye)態(tai)(tai)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)與(yu)氣(qi)(qi)(qi)態(tai)(tai)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)需經過(guo)(guo)反復多次的(de)(de)蒸發、冷凝(ning)、再蒸發過(guo)(guo)程(cheng)（該過(guo)(guo)程(cheng)稱為低溫精(jing)餾(liu)(liu)過(guo)(guo)程(cheng)），最終在(zai)(zai)精(jing)留(liu)塔(ta)頂(ding)部氣(qi)(qi)(qi)相(xiang)餾(liu)(liu)分(fen)中(zhong)就可以過(guo)(guo)得較高高純(chun)度(du)的(de)(de)氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)，氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)純(chun)度(du)取決于(yu)精(jing)餾(liu)(liu)塔(ta)的(de)(de)塔(ta)板級數和(he)精(jing)餾(liu)(liu)效率。

4、膜分離法

膜(mo)(mo)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)技(ji)術是基(ji)于薄膜(mo)(mo)對(dui)氣(qi)(qi)(qi)體組分(fen)(fen)(fen)(fen)具有選擇性(xing)(xing)滲透(tou)和(he)(he)(he)擴散(san)的特性(xing)(xing)，以達到氣(qi)(qi)(qi)體分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)和(he)(he)(he)純(chun)化(hua)的目的。氣(qi)(qi)(qi)體中(zhong)各種組分(fen)(fen)(fen)(fen)透(tou)過膜(mo)(mo)的速度(du)(du)不同，每種組分(fen)(fen)(fen)(fen)透(tou)過膜(mo)(mo)的速度(du)(du)與該氣(qi)(qi)(qi)體的性(xing)(xing)質、膜(mo)(mo)的特性(xing)(xing)和(he)(he)(he)膜(mo)(mo)兩(liang)面的分(fen)(fen)(fen)(fen)壓(ya)差有關。透(tou)過膜(mo)(mo)的氣(qi)(qi)(qi)體組分(fen)(fen)(fen)(fen)不可(ke)能達到 100%的純(chun)度(du)(du)。氣(qi)(qi)(qi)體分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)膜(mo)(mo)通常(chang)可(ke)分(fen)(fen)(fen)(fen)為多孔(kong)(kong)材質和(he)(he)(he)非多孔(kong)(kong)材質，它(ta)們無機物（多孔(kong)(kong)玻璃、陶瓷、金屬、電(dian)子(zi)導電(dian)性(xing)(xing)固體和(he)(he)(he)鈀合金等）或有機高(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)（微孔(kong)(kong)聚乙烯、多孔(kong)(kong)醋酸(suan)纖維、均質醋酸(suan)纖維、聚硅氧烷橡膠和(he)(he)(he)聚碳酸(suan)脂）組成(cheng)。

凈化后(hou)的壓(ya)縮(suo)空氣(qi)(qi)經過(guo)(guo)緩沖(chong)罐，聯合(he)過(guo)(guo)濾器后(hou)由膜(mo)(mo)組一端進入(ru)，氣(qi)(qi)體(ti)分(fen)(fen)子(zi)在壓(ya)力作用下首先在膜(mo)(mo)的高(gao)壓(ya)側(ce)(ce)接觸。混合(he)氣(qi)(qi)體(ti)在膜(mo)(mo)的高(gao)壓(ya)側(ce)(ce)表面以不同(tong)(tong)的溶解度溶于膜(mo)(mo)內(nei)，然后(hou)在膜(mo)(mo)兩(liang)側(ce)(ce)壓(ya)力差的推動下，混合(he)氣(qi)(qi)體(ti)的分(fen)(fen)子(zi)以不同(tong)(tong)的速度向(xiang)膜(mo)(mo)的低壓(ya)側(ce)(ce)擴散(san)(san)。經過(guo)(guo)溶解和擴散(san)(san)兩(liang)個過(guo)(guo)程(cheng)的選擇，最終(zhong)混合(he)氣(qi)(qi)體(ti)被分(fen)(fen)離成各個組分(fen)(fen)。例如：空氣(qi)(qi)、氧氣(qi)(qi)的透過(guo)(guo)速度大于氮氣(qi)(qi)，經過(guo)(guo)膜(mo)(mo)分(fen)(fen)離之后(hou)，高(gao)壓(ya)側(ce)(ce)留下的氣(qi)(qi)體(ti)富氮，而透過(guo)(guo)去的氣(qi)(qi)體(ti)富氧。

5、變壓吸附法（PSA法）

該方法是以壓(ya)縮空(kong)氣(qi)為(wei)原料，一(yi)般以分(fen)(fen)子篩為(wei)吸(xi)附劑(ji)，在(zai)一(yi)定(ding)的壓(ya)力下(xia)，利用空(kong)氣(qi)中氧氣(qi)和氮氣(qi)分(fen)(fen)子在(zai)不同分(fen)(fen)子篩表(biao)面(mian)吸(xi)附量的差異，在(zai)一(yi)定(ding)時間內氧在(zai)吸(xi)附相(xiang)富(fu)集，氮在(zai)氣(qi)體相(xiang)富(fu)集，實現氧、氮分(fen)(fen)離(li)；而卸壓(ya)后分(fen)(fen)子篩吸(xi)附劑(ji)解析再生，循環使用。吸(xi)附劑(ji)除了分(fen)(fen)子篩之外，還可應用活性氧化鋁、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氧和氮隨壓力不同具有不同的吸附容量的特性來實現氧、氮分離。首先，空氣中的氧被碳分子篩優先吸附，從而在氣相中富集氮氣。為連續獲得氮氣，需兩個吸附塔交替工作。