氮氣應用領域
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氮氣在各行業中的應用

1、冶金、金屬加工行業

用于退火保護氣、燒結保護氣、氮化處理、洗爐及吹掃用氣等。廣泛應用于金屬熱處理、粉末冶金、磁性材料、銅加工、金屬絲網、鍍鋅線、半導體、粉末還原等領域。這些行業有的需要純度大于99.5%的氮氣,有的則要求純度大于99.9995%、露點低于-65℃的高品質氮氣。

金屬生產和加工制造業  鋼、鐵、銅、鋁制品退火、炭化,高溫爐窯保護,金屬部件的低溫裝配和等離子切割等。

金屬熱處理  在光亮退火、光亮淬火等熱處理工藝過程中,為工業爐提供保護氣與安全氣,以防止產品的氧化。

光亮淬火、光亮退火、滲氮、氮碳共滲、軟碳化等熱處理的氮氣源,焊接及粉末冶金燒結過程中的保護氣等

氮氣在金屬熱處理應用中,用于合金鋼、高碳鋼退火保護氣氛、金屬粉末燒結保護氣氛、氮化處理、洗爐及吹掃用氣等,杜爾氣體為此提供的高品質氮氣,純度大于 99.9995% ,露點低于 -65 ℃。以氮氣味基本成份的氮基氣氛熱處理,是為了節能、安全、不污染環境和充分利用自然資源的一種新科技、新工藝。業已表明,幾乎所有的熱處理工藝,包括淬火、退火,滲碳、碳氮共滲、軟氮化及復碳等工藝都可以采用氮基氣氣氛來完成,所處理的金屬零件在質量上可與傳統的吸熱式氣氛處理相媲美。

1.鋁加工業 鋁制品、鋁型材加工,鋁薄軋制等氣體保護。

2.粉末冶金 粉末燒結,磁性材料燒結中的氮氣保護。

3.合成纖維 充氮壓料,拉絲防氧化。

4.充氮無鉛錫焊  為回流焊和波峰焊配套。

5.冶金工業:連鑄、連軋、鋼材退火的保護氣;轉爐頂底復合吹氮煉鋼,轉爐煉鋼的密封,高爐爐頂的密封,高爐煉鐵煤粉噴吹用氣等。

6.金屬深加工  氮氣在鋼鐵中的應用主要是用作保護氣,如軋鋼、鍍鋅、鍍鉻、連續鑄造等都要用氮氣作保護氣,而且氮氣純度要求99.99% 以上,杜爾氣體為此提供的用氣解決方案,氮氣純度可達 99.9995%
中高壓電纜生成需要用氮氣

惰性氣體交聯  采用加入過氧化合物交聯劑的聚乙烯絕緣材料,通過三層共擠完成導體屏蔽層――絕緣層―― 絕緣屏蔽層的擠出后,連續均勻地通過充滿高溫、高壓氮氣的密封交聯管完成交聯過程。傳熱媒體為氮氣(惰性氣體),交聯聚乙烯電氣性能優良、生產范圍可達500KV級。

2、化工、新材料行業

主要用于化工原料氣、管道吹掃、氣氛置換、保護氣氛、產品輸送等。主要應用于化工、氨綸、橡膠、塑料、輪胎、聚氨脂、生物科技、中間體等行業。不少化工行業對氮氣純度要求不高,很多純度大于98%就可使用。丙烯酸氧化防爆,浮法玻璃工藝流程,保護

1.化學工業 在化工工藝中創建無氧氣氛提高生產工藝的安全性,流體輸送動力源等置換、清洗、密封、檢漏、干法熄焦中的保護氣;催化劑再生、石油分餾、化纖生產等用氣

2.石油工業 改進石油加工和精煉工藝,油品儲存和油氣田井的加壓,管道清潔和吹掃,溶劑回收等。 貯藏、容器、催化裂化塔、管道等的充氮凈化;管路系統的氣壓試漏等

3.近海石油開發;近海石油開采中平臺的氣體復蓋、壓注氮氣開采石油、貯罐、容器等的惰化

4.玻璃制造業  防止玻璃制造過程的表面氧化和加熱爐冷卻等。

浮法玻璃生產過程中氣體保護,防錫槽氧化。浮法玻璃生產過程中的保護氣

5.浮法玻璃行業    在浮法玻璃生產過程中,浮托介質在錫槽高溫下極易氧化,增加錫的損耗,并使玻璃板面產生各種缺陷,因此必須向錫槽中通入保護氣體氮氣,同時加入5%~10%的氫氣,錫槽形成還原氣氛,使氧化錫重新還原成錫。通過采用杜爾氣體的氨分解制氮氫混合氣代替水電解制氫,并在多條浮法玻璃生產線上的實際應用,將低能耗、操作簡單、安全防爆等級相對低的保護氣體生產設備投入到浮法玻璃生產線上,為目前生產低、中、高檔浮法玻璃降低氫氣成本進行了有益探索。

6.橡膠 橡膠硫化,輪胎粉碎等。高壓成型防氧化,電線電纜氣體保護。

7.化肥工業: 氮肥原料;置換、密封、洗滌、保護觸媒等用氣

8.塑料工業:塑料粒子的氣動傳輸;塑料生產及貯藏中的防氧化等

9.橡膠工業:橡膠的包裝、貯存;輪胎生產等

在化纖生產過程中的應用:在化纖生產中常將高純氮作為保護氣體,以防止化纖產品在生產中被氧化而影響色澤。氮氣純度愈高,化纖產品的顏色愈漂亮。

3、食品、醫藥行業

主要應用于食品包裝、食品保鮮、醫藥包裝、醫藥置換氣、醫藥輸送氣氛。通常制得的氮氣還要通過除菌、除塵、除水等處理,以滿足該行業的特殊要求。食品行業對氮氣的要求不高,很多98%以上純度就可滿足要求,醫藥行業通常要求純度為99.9%的氮氣。食品行業用氮量較小時常用膜分離制氮,用量大時多選用變壓吸附方式制氮。

科研和醫療  深度低溫和冷凍治療等。

1.醫藥衛生 制藥原料、藥物充氮包裝、運輸以及中草藥防蛀、防腐保護。

2.啤酒飲料 工藝氣,保鮮,貯存。

3.醫藥工業:中藥(如人參)的充氮貯藏與保鮮;西藥針劑充氮;貯藏及容器的充氮;藥料氣動輸送的氣源等

藥用氮氣設備(氮氣純度99.99% ) 是以近 幾年專業研發變壓吸附制氮機的經驗,根據GMP 規范研制的藥用制氮機,在使用上與鋼瓶氮(或液氮)相比,運行成本低、氮氣純度穩定、操作簡便。

4.食品工業 用于食品保鮮和食品儲存,食品干燥和滅菌,食品快速冷凍等。

對水果、蔬菜、茶葉等進行充氮貯藏、保鮮也是一種最先進的方法。此法可使水果、蔬菜、菜葉等在高氮低氧的環境中,減緩新陳代謝,好似進入冬眠狀態,抑制后熟,從而可長期保鮮。據試驗,充氮貯藏的蘋果,8個月后仍香脆爽口,食品保鮮:糧食、水果、蔬菜等的充氮貯藏與保鮮;肉類、乳酪、榨菜、茶葉及咖啡等的充氮保鮮包裝;果汁、生油及果醬等的充氮排氧保鮮;各類瓶酒的凈化與覆蓋等利用氮氣使糧食處于休眠和缺氧狀態、代謝緩慢,可取得良好的防蟲、防霉和防變質效果,糧食不受污染,用氮氣排空氣對大米、小麥、大麥、玉米和稻谷等糧食進行保管可以防止蟲蛀、不發熱、不霉變,以便保質渡夏。此法是將糧食用塑料布嚴密封閉,先抽成低真空狀態,然后再充入純度為98%左右的氮氣,直到內外壓力平衡為止。這樣可使糧堆中缺氧,降低糧食的呼吸強度,抑制微生物的繁殖,蛀蟲在36小時內因缺氧而全部死亡。這種降氧殺蟲的方法不僅可節省大量的費用(約為采用磷化鋅等劇毒藥物熏殺所需要費用的百分之一),而且能保持糧食的新鮮和營養價值,防止細菌傳染和藥物污染。

每公斤蘋果的保鮮費在1角錢左右。充氮貯藏可大大減少水果旺季損耗,并能確保水果淡季市場的供應,提高了出口果品的質量,增加了創匯收入

茶葉抽氣充氮包裝,即將茶葉放入雙層鋁鉑(或尼龍聚乙烯一鋁復合箔)的袋內,抽除空氣,注入氮氣,封口密封。一年后茶質新鮮,茶湯清澈明亮,滋味淳香。顯然,用此法保鮮茶葉比用真空包裝、冷凍包裝好得多。

目前,有不少食品仍用真空包裝、冷凍包裝、真空包裝易漏氣,冷凍包裝易變質,都沒有真空充氮包裝好。

4、電子行業

用于電子產品的封裝、燒結、退火、還原、儲存等。主要應用于波峰焊、回流焊、水晶、壓電、電子陶瓷、電子銅帶、電池、電子合金材料等行業。電子行業對氮氣要求一般比較高,通常需要99.9%或99.99%、以及99.99%以上的氮氣。

電子工業  半導體和集成電路制造過程的氣氛保護,清洗,化學品回收等。大規模集成電路、彩電顯像管、電視機和收錄機元件及半導體元件處理的氮氣源。

在電子元件和半導體元件的生產過程中,需要采用純度達99.999%以上的氮氣作為保護氣體。目前,我國已將高純氮作為載氣和保護氣應用于彩電顯像管、大規模集成電路、液晶及半導體硅片等生產過程。

SMT 行業
現在,全球制造行業必須滿足無鉛標準,越來越多的制造商使用了帶有氮選項的新型回流焊爐,來響應無鉛計劃。因為氮基氣氛可以防止金屬表面在加熱過程中氧化。杜爾氣體提供的用氣解決方案,可以保證焊劑正確活化,降低部分焊劑的殘余量,增強焊接質量,并使焊接表面更加美觀。

5、其他使用領域

制氮機除了使用在以上行業以外,在煤炭、石油、油品運輸等眾多領域也得到廣泛使用。隨著科技的進步和社會的發展,氮氣的使用領域也越來越廣泛,現場制氮(制氮機)以其投資省、使用成本低、使用方便等優點已經逐漸取代液氮蒸發、瓶裝氮氣等傳統供氮方式。

1.煤礦行業   本系列產品直接用于煤礦井下,一旦工作面采空區或其他地點出現火災征兆需注氮防滅火時,氮氣裝置下井,然后由機車牽引到需要防滅火區域的就近處,經供電、供水、管路連接,便可開機生產氮氣,實施注氮。

海陸運輸  各種化工產品、油品、液態天然氣充氮運輸以及食品蔬菜運輸中的防腐保鮮。

2.倉儲:防止地窖、倉庫中易燃物著火爆炸而充以氮氣

3.海運:油輪清潔保護用氣易燃易爆品德保護  防止庫房、窖井的塵爆,煤礦的滅火,彈藥的運輸及儲存。

4.宇航技術:火箭燃料增壓劑、發射臺置換氣和安全保護氣,宇航員操縱氣、空間模擬室,飛機燃料管路的清洗氣等。

如垃圾焚燒、將它充灌在電燈泡里,可防止鎢絲的氧化和減慢鎢絲的揮發速度,延長燈泡的使用壽命。還可用它來代替惰性氣體作焊接金屬時的保護氣。

在博物館里,常將一些貴重而稀有的畫頁、書卷保存在充滿氮氣的圓筒里,這樣就能使蛀蟲在氮氣中被悶死

其他:油漆和涂料充氮排氧以防止油干燥的聚合作用;石油及天然氣貯罐,容器、輸送管線的充氮排氧等

氮氣還是一一種重要的化工原料,可用來制取多種化肥,炸藥等等。

飛機在起飛前或降落后,為確保安全,防止發動機燃燒室產生爆炸危險,通常都必需要氮氣對發動機燃燒室進行清掃。

另外,在原子反應堆上也采用氮氣作為保護氣。

在宇航技術方面的應用:在火箭上,為了確保易燃易爆的液氫裝置能安全運行,都在適當的部位安裝了氮氣滅火器。高壓氮氣還是火箭燃料(液氫-液氧)的壓送氣和燃燒管路的清掃氣。

通用變壓吸附制氮設備

氮氣是空氣的主要成分,在室溫和大氣壓力下是無色、無味、無毒和不可燃的氣體,沸點為-195.8℃,其化學性質不活潑。除合成氨外,氮氣通常被作為保護氣廣泛用于冶金、化工、煤炭、食品、醫藥、電子、磁材、運輸、熱處理、輪胎、熱電、航空等行業。

石油石化行業專用變壓吸附氮氣設備

化工乃氮氣設備應用最大最多的行業,目前運用較多的為:聚氯乙烯(PVC),純度99.5%,流量較大。聚丙烯(PE),純度99.9%,流量較大,該產品氮氣應用分為兩部分,一是活化劑、催化劑在裝填和排空時需要99.9%的氮氣(量小),反應釜用氮氣99.5%量大,習慣性取純度99.9%。

  聚乙烯、苯胺,純度99.95%,石化產品苯胺在催化劑再生時用氮氣是平常的4倍左右,但使用周期短。

  順酐及乙醇,一般純度為99.9%,石化產品聚甲醛(目前國內廠家不多,需求強勁),純度99.9%。

  石油: 可應用于系統中管道容器等的氮氣吹掃,儲罐充氮、置換、檢漏,可燃性氣體保護,也應用于柴油加氫和催化重整,純度一般為99.9%。

  苯酐:純度為99%。

  聚酯:上游原料PTA(精對苯二甲醇),實際使用純度為95%,一般取99%。

  PTA生產工藝中利用高純氮氣吹泡,測量高溫和低溫反應釜中乙二醇原料的液位,測取高壓端和低壓端的壓差后輸送4~20mA標準信號,然后轉化為液位高度。并利用高純氮氣來測量真空系統的壓力,以及在PTA生產工藝中利用高純氮氣對過濾器進行反吹沖洗。聚酯切片一般根據實際工藝不同為99%~99.999%,切片下游產品長絲、短絲,99.9~99.999%。

  浮法玻璃:純度為99.9995%,無氫。

  熱處理:鍍鋅板分為退火及鍍鋅工藝,對氮氣純度要求為99.9995%,要求配H25~20%,設備組成相當復雜。

  鋁材:一般為99.9995%,要求無氫,否則會有“氫胞”現象。

汽車空調:基本采用液氮,根據實際情況,采用99.999%,結合碳燃燒法完全可以滿足要求。

輪胎充氮變壓吸附氮氣設備

21世紀輪胎競爭的關鍵在于技術和價格,而輪胎的價格又與制造工藝和技術息息相關,天澳PSA制氮設備可以協助您在競爭中贏得先機,并已在上海雙錢載重輪胎公司實現了有效的價值提升。

國內傳統的工藝,鋼絲子午線輪胎均使用過熱水對輪胎進行定型和硫化沒。所謂過熱水硫化,指輪胎的定型使用低壓蒸汽,輪胎的正硫化過程中,膠囊(類似模具的作用)內充介質為170℃以上高壓熱水,外溫采用低壓蒸汽來進行硫化;而充氮硫化是指輪胎的定型使用低壓氮氣(0.4-0.5MPa),輪胎的正硫化過程中,膠囊內充介質為高壓蒸汽與高壓氮氣(2.5MPa)的混合氣體,外溫采用低壓蒸汽來進行硫化,兩種方式均是利用高溫,將天然橡膠鏈狀的分子結構改變成網狀結構,同時將一層層帶束層緊密結合起來,并在胎面形成花紋。氮氣硫化,輪胎的性能指標如里程數、耐久性、均勻性、壓穿能力試驗中,都高于傳統過熱水硫化的性能指標。制氮設備購置費用基本一年多時間即可收回全部的投資。

目前國內部分轎車用子午線輪胎已經如國外一樣廣泛采用氮氣硫化,如佳通輪胎、玲瓏輪胎等,載重子午線輪胎方面,上海雙錢輪胎公司是第一家使用,以上廠家均使用瑞氣公司生產的氮氣設備。

轎車輪胎每條用氮量約:1.25m3

載重輪胎每條用氮量約:12m3

一般工廠采用氮氣回收節約用氮成本,通常考慮40-50%的氮氣回收量。

煤礦專用防滅火氮氣設備

注氮防滅火的實質是向采空區氧化帶內或火區內注入一定流量的氮氣,使其氧含量降到7%或3%以下,達到防滅火的目的,其作用有消除瓦斯爆炸危險;防止煤的自然發熱和自燃;降低燃燒強度,防止密閉漏風。

其作用原理如圖示:


針對礦井情況、產煤量、通風、輸送距離、瓦斯含量、自燃發火期的不同,天澳為客戶提供TAZD系列地面固定式和JXZD系列井下移動式兩種氮氣設備。

藥用變壓吸附制氮機

通常易于氧化的水針(青霉素等)和大輸液(如氨基酸等)都需要沖氮保護,否則藥液在保存期里很容易氧化,亦即變質。一般是在封裝之前,采用前沖氮后沖氮的方式(或單一沖氮),使得安瓿瓶或輸液瓶里的氧氣濃度降到0.5%以下,藥液可長時間保質。就目前來講,一般廠家購買的設備大約是5-20 m3/h,純度為99.99%。藥用制氮機與其他氮氣設備不同的是因醫藥行業國際標準GMP標準規定,與藥品或藥液接觸的部分均采用不銹鋼材質及除菌方面的要求,設備需要采用不銹鋼材質,設備氮氣出口部位加裝除菌過濾器裝置。也因為藥廠對設備的總體要求高,通常會有高端配置。

其他還有原料藥制造廠,也需要氮氣保護,其用氮工藝更象精細化工廠的用氮方式。通常純度為99-99.9%,但視工廠規模不同而用量有區別,但相對藥用制氮機的用量要大很多。象浙江醫藥股份公司及永寧制藥廠用量均為300立方/小時。

食品行業制氮設備

主要應用于食品保鮮、冷藏等方面,天澳空分設備有限公司提供的后凈化系統,保證產品氣無菌、無塵、無異味,減除了食品廠家使用氮氣的后顧之優。

電子磁材行業制氮機包括分支門類很多,主要有壓電晶體、半導體及無鉛焊接等。

本發明屬于現代先進制造技術的精密熱加工領域,具體是涉及一種對于熱塑性精成形生產過程氮氣保護防氧化裝置設施。該系統主要由坯料凈化處理、氮氣動態密封加熱和冷卻無氧化裝置、中溫冷卻及控制系統組成。噴砂、下料、除水后的坯料進入一次加熱保護氮氣室,經一次加熱后的坯料,再經預成形工序,預成形后的工件進入二次加熱保護氮氣室,經二次加熱后的工件,經精成形工序,精成形后的工件進入冷卻通道保護氮氣室,冷卻至中溫后進入中溫冷卻室,最后由出料車將工件輸出。主要解決了既能在高溫下減少氧化所造成的材料浪費,又能提高工件尺寸精度、表面質量和模具使用壽命問題。

2.格式試劑反應,  主要是隔絕空氣中二氧化碳和水蒸氣。

3.氫化鋁鋰水解反應,  吹走反應所產生的過量氫氣,并帶走熱量。

4.氮氣保護石墨負極材料窯爐 氮氣保護石墨負極材料推板式電阻窯爐負極材料窯
設備用于鋰電池負極材料的連續燒結。

二、液氮冷凍應用

1、低溫醫學:外科、低溫冷凍治療、血液冷藏、藥物冷凍與低溫粉碎等。

2、生物工程:冷凍貯藏珍貴植物、植物細胞、遺傳種質的冷凍保存和運輸等。

3、金屬加工:金屬的冷凍處理、冷凍鑄型彎管、擠壓及磨削等。

4、食品加工:速凍儀器,食品的額冷凍與運輸等。

5、航天技術:發射裝置、空間模擬室的冷源等。