氮在化學工業(yè)、石油工業(yè)、電子工業(yè)、金屬冶煉及加工業(yè)等領域有著廣泛的用途。
1、化學工業(yè)中的應用
氮是合成氨的主要原料。氨合成所需的氮無需分離和提純,直接來源于空氣。在氨合成氣的生產過程中,空氣中的氧與碳氫化合物原料進行高溫催化反應,經變換、脫碳、甲烷化等工序,生成以氫為主含少量甲烷、微量一氧化碳和二氧化碳的混合氣,空氣中的氮和氬不參與反應,直接進入合成氣,從而獲得以氫和氮為主的氨合成氣。采用液氮洗滌工藝凈化合成氣,可以延長催化劑使用壽合,提高氨合成效率。
氮還是生成合成氰氨化鈣、氰化納及氮化硅的主要原料。
液氮制備系統(tǒng)可作為生產聚乙烯的輔助氣,如年產1千萬噸的聚乙烯生產線,每小時需要提供4,400標立方米純氮。
液氮制備系統(tǒng)利用氮的化學不活潑性,在許多易燃液體物質的反應器、貯罐中充入氮氣,不但保護物料不受氧化,保持產品質量,還能確保安全,防止燃燒事故發(fā)生。
2、石油天燃氣及采煤工業(yè)中的應用
油井內充入氮氣不但可以提高井內壓力,增大采油量,充入的氮氣還可以作為鉆桿測度中的緩沖墊,*避免了井內泥槳壓力擠扁下部試管柱的可能性。此外,在進行酸化、壓裂、水力噴孔、水力封隔器坐封等井下作業(yè)中,也要用到氮氣。液氮制備系統(tǒng)在天然氣中充填氮氣可以降低熱值。在原油更換管道時,可用液氮燒注兩端物料,使之固化封堵。
液氮制備系統(tǒng)將氮氣用于粉煤的壓力輸送,既安全方便又經濟實惠。
3、電子工業(yè)中的應用
在電子工業(yè)中用干燥的氮氣吹洗硅片,可保持硅片的干燥與清潔。在大規(guī)模集成電路生產工序,可以用高純氮作化學反應氣的攜帶氣、惰性保護氣和封裝氣等。
4、冶金氏業(yè)中的應用
氮氣在冶金工業(yè)中主要是作保護氣和吹掃氣。在軋鋼和金屬熱處理的過程中,由于氮氣的保擴,減少金屬的高溫氧化,使表面光潔。在有色金屬冶煉爐中充入氮氣,可以降低氧量和溫度,減少氧化,提高產品純度。用氮氣吹掃鋼水,使鋼中的氫含量降低,提高產品的強度。在高爐開工時吹入86%的氮氣,可降低焦炭消耗,延長使用壽命。在等離子電弧爐中充入氮氣,可生產氮化高速工具鋼。
5、機械加工中的應用
液氮用于金屬的過度配合或靜配合的裝配,避免了高溫氧化,可以保持零件表面的光潔度。用液氮泡過的零件加工后可延長磨損壽命。金屬切削時用液氮冷卻具壽合長,表面光潔度高等優(yōu)點。
6、科學技術方面的應用
純度高的氮氣在氣相色譜分析中,是常用的載氣。在科學儀器或科學實驗中液氮是重要的冷源。比如EDAX能譜儀的單晶鋰檢測器,需要在液氮的溫度下保存和使用。許多試驗中都要在低溫下進行,其冷量多數場合由液氮提供。液氮可用作各種冷阱,冷泵及低溫超導的冷源。