氮?dú)?N2)在工業(yè)應(yīng)用中的應(yīng)用及其產(chǎn)品特性使其成為工業(yè)中最常使用的氣體之一。對(duì)于用戶(hù)而言，選擇制氮機(jī)或者氮?dú)鈺r(shí)需考慮輸送系統(tǒng)的選擇、是否符合清潔空氣標(biāo)準(zhǔn)、安全性和純度。在研究這些時(shí)，如果可以準(zhǔn)確地選擇所需的最佳氮?dú)鈪?shù)可以節(jié)省大量資金。
與高壓鋼瓶相比，現(xiàn)場(chǎng)制氮機(jī)更安全、更易于操作，并且與從杜瓦瓶和罐車(chē)中蒸發(fā)液氮相比，具有輸送速度優(yōu)勢(shì)。按需生成氣態(tài)氮?dú)庥?種方式，它們?yōu)樽儔何?PSA)和膜系統(tǒng)技術(shù)。至于選擇哪種制氮方式，很大程度上取決于所需氮?dú)獾募兌取?/p>
需要95%至98%純度氮?dú)猓?%至2%氧氣）的應(yīng)用，例如防火和防爆，可以使用膜制氮機(jī)。其他需要更高純度的制氮機(jī)可以考慮采用分子篩制氮機(jī)。
變壓吸附（Pressure Swing Adsorption，簡(jiǎn)稱(chēng)PSA）是一種先進(jìn)的氣體分離技術(shù)，在現(xiàn)場(chǎng)供氣方面具有不可替代的地位。吸附劑（稱(chēng)為碳分子篩）是PSA制氮設(shè)備的核心部分，利用氣體介質(zhì)中不同組份在吸附劑上的吸附容量的不同，吸附劑在壓力升高時(shí)進(jìn)行選擇性吸附，在壓力減少時(shí)得到脫附再生，如此交替循環(huán)連續(xù)不斷地制取產(chǎn)品氮?dú)狻?/p>
壓縮空氣首先經(jīng)過(guò)壓縮空氣凈化單元除去油、水、固體雜質(zhì)，接著經(jīng)過(guò)加熱器，提高潔凈壓縮空氣溫度后進(jìn)入膜分離器連續(xù)制取氮?dú)?。膜分離器由一種聚酯微型中空纖維束集成，纖維束通過(guò)對(duì)空氣各成份的不同滲透速率來(lái)分離空氣中的氧氣和氮?dú)?，其中空氣中的O2分子和H2O分子快速滲透過(guò)膜纖維從而被脫附掉，而N2分子經(jīng)過(guò)中空纖維微孔得到集束。在控制系統(tǒng)控制下實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定的輸出產(chǎn)品氮?dú)狻?/p>
盡管現(xiàn)場(chǎng)制氮可產(chǎn)生純度高達(dá)99.999%的N2，但如果用戶(hù)將氮?dú)饧兌扰c應(yīng)用所需的純度相匹配，則可以顯著節(jié)省資金和能源。實(shí)際上，對(duì)于許多應(yīng)用而言，并不需要99.9%或更高的純度。
氮?dú)庥糜谘娱L(zhǎng)食品和飲料產(chǎn)品的保質(zhì)期并保持風(fēng)味、顏色和香氣，包括休閑食品包裝、咖啡包裝和葡萄酒裝瓶。大多數(shù)產(chǎn)品指定的純度水平在98-99.5%之間。許多產(chǎn)品的包裝都充滿(mǎn)了氮?dú)?，這是一種無(wú)味的添加物。當(dāng)包裝中的氧氣被氮?dú)馊〈鷷r(shí)，產(chǎn)品可以經(jīng)受更長(zhǎng)的運(yùn)輸距離而不會(huì)損失風(fēng)味。氮?dú)庥袝r(shí)會(huì)與CO2或少量O2混合，形成氣調(diào)包裝，以抑制肉類(lèi)、魚(yú)類(lèi)或家禽中特定細(xì)菌的生長(zhǎng)。其他產(chǎn)品，如食用油，用氮?dú)飧采w，以防止氧氣引起酸敗。在葡萄酒生產(chǎn)中，氮?dú)庥糜诎l(fā)酵原料的覆蓋和裝瓶。瓶子用氮?dú)獯祾撸b滿(mǎn)葡萄酒，并在塞上軟木塞之前用更多的氮?dú)飧采w。
金屬工業(yè)對(duì)氮的重視有多種用途。在鋁脫氣中，熔融金屬用氮?dú)鈬娚?，排出可能?dǎo)致氣態(tài)夾雜的氫氣。在鋁擠壓中，惰性氮?dú)饪煞乐寡趸锏男纬伞＜す馇懈钍褂玫獨(dú)獯档羧墼⒆畲笙薅鹊販p少切割處的氧化，同時(shí)吹掃激光波紋管以清除鏡子上的灰塵并清除H2O和CO2，防止吸收激光能量并使切割模糊。熱處理金屬需要惰性氣氛，例如氮?dú)?。純度范圍從鋁脫氣的97%到熱處理和鋁擠壓的99.5%或更高。對(duì)于激光切割，氮?dú)獾募兌瓤傻椭?9.95%或更低，具體取決于被切割的材料和厚度。
石油和天然氣以及石化行業(yè)面臨安全問(wèn)題，氮?dú)獾亩栊蕴匦院芎玫貪M(mǎn)足了這些問(wèn)題。這些行業(yè)的純度水平通常在95-99%之間。防火和防爆覆蓋通過(guò)引入氮?dú)獬晒Φ厝コ搜鯕?。化學(xué)品罐通常用氮?dú)飧采w以防止火災(zāi)或爆炸。在石油和天然氣行業(yè)的上游和中游區(qū)域，有多種用途，從管道的清潔和檢查到立管張緊器的加壓，用于保持浮動(dòng)或系留鉆井平臺(tái)的穩(wěn)定性。在管道內(nèi)，氣封渦輪機(jī)通常使用氮?dú)鈮|進(jìn)行密封。氮?dú)饪煞乐固烊粴庑孤?，并在發(fā)生任何輕微泄漏時(shí)抑制火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。
制藥行業(yè)依靠氮?dú)獾亩栊蕴匦詠?lái)確?；瘜W(xué)品和包裝的安全性和無(wú)菌性，平均純度水平為97-99.99%。在產(chǎn)品轉(zhuǎn)移中，氮?dú)庥糜诖祾呷萜饕韵廴?。使用氮?dú)膺M(jìn)行化學(xué)覆蓋有助于最終藥物產(chǎn)品的穩(wěn)定性。密封包裝注入氮?dú)庖员３炙幬锏男迈r度。在整個(gè)制藥過(guò)程中使用的去離子水被覆蓋以通過(guò)防止暴露于CO2來(lái)確保恒定的pH值。
塑料的開(kāi)發(fā)需要氮?dú)獾牡吐饵c(diǎn)干燥和惰性特性以用于成型和擠出工藝。該行業(yè)的氮?dú)饧兌确秶鸀?5-99.5%。在注塑成型中，吹掃顆粒料斗和防止螺桿滲碳是通過(guò)引入氮?dú)鈱?shí)現(xiàn)的。在氣體輔助注塑成型中，加壓氮?dú)庥兄谔畛淞慵⑾湛s。吹膜擠出使用氮?dú)獯祾吆蛧婌F干燥產(chǎn)品。
發(fā)電行業(yè)具有高度的安全和維護(hù)意識(shí)。氮有助于去除氧氣和防止腐蝕。在鍋爐循環(huán)期間，根據(jù)ASME指南，熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)的正確鋪層包括氮?dú)庖员苊忮仩t腐蝕和點(diǎn)蝕。已經(jīng)斷電的鍋爐被覆蓋并用氮?dú)鈬娚湟苑乐垢g。氮?dú)馔ǔＳ糜诟采w和噴射軟化水箱，以防止軟化水受到CO2污染。用氮?dú)獯祾咛烊粴夤芫€(xiàn)可以進(jìn)行維修或閥門(mén)安裝，而無(wú)需擔(dān)心火災(zāi)。在整個(gè)發(fā)電領(lǐng)域，氮?dú)饧兌韧ǔＴ?5-98%之間，在鍋爐閑置中高達(dá)99.6%。
在電子裝配行業(yè)，氮?dú)庥糜诒３趾噶锨鍧嵑蜔o(wú)煙灰，特別是在選擇性焊料和波峰焊工藝中，本行業(yè)純度可高達(dá)99.999%。
氮?dú)獾钠渌麘?yīng)用是在需要其惰性和清除氧氣的各個(gè)領(lǐng)域。可以將煤礦或其他礦井隔開(kāi)并充入氮?dú)庖郧宄鯕獠⒎乐贡?。汽?chē)油漆覆蓋和噴漆氮?dú)饧铀俑稍锊⒏纳飘a(chǎn)品光潔度。博物館的文物和古董通常存放在氮?dú)猸h(huán)境中，以保存和保護(hù)它們的表面。
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