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工业氮气是指在工业生产中广泛使用的高纯度氮气,它是通过从空气中分离而得到的。氮气(N₂)是空气的主要成分之一,约占大气体积的78%。在工业上,氮气主要用于:

保护气体:在焊接、切割等金属加工过程中,作为保护气体以防止氧化和氮化,的焊缝和无氧化表面。

化学合成:用作化工原料或反应过程中的载气,例如氨合成、药物合成以及塑料和纤维制造中的惰性气氛保护。

食品包装:填充于食品包装袋中以排除氧气,延长食品保质期,防止氧化变质和虫害。

冶金行业:在冶金热处理中作为保护气体,防止金属在高温下氧化;也用于某些金属熔炼过程的覆盖气体。

电子行业:半导体制造中用于清洁、干燥和防氧化步骤。

实验室用途:科研实验中提供纯净无氧环境,如色谱分析、仪器吹扫等。

低温技术:液氮用于冷冻和冷却应用,例如低温物理研究、低温生物学实验及医疗领域的冷冻治疗。

工业氮气的制备方法主要包括:

空分法( cryogenic distillation):利用氮气和氧气沸点的不同,在加压降温条件下进行精馏分离。

变压吸附法 (Pressure Swing Adsorption, PSA):通过特定吸附剂对氮气和氧气的选择性吸附和解吸来实现分离。

膜分离法:利用半透膜对不同气体分子大小的选择透过性进行分离。

根据不同的纯度要求,工业氮气被分为不同的等级,包括但不限于工业级氮气(纯度99%)、纯氮(纯度99.99%)和高纯氮(纯度99.999%),每种纯度对应着不同的应用场景和价格水平。

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