氮气基础知识1.空气的成分比例正常的空气成分按体积分数计算是:氮(N2)约占78%,氧(O2)约占21%,稀有气体约占(氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn),二氧化碳(CO2)约占,还有其他气体和杂质约占,如臭氧(O3)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、水蒸气(H2O)等。2.氮气的基本介绍氮气化学式为N2,是一种无色无味的气体,而且一般氮气比空气密度小。氮气占大气总量的(体积分数),是空气的主要成份。在标准大气压下,冷却至℃时,变成没有颜色的液体。冷却至℃时,液态氮变成雪状的固体。氮气的化学性质不活泼,常温下很难跟其他物质发生反应,但在常温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化,用来制取对人类有用的新物质。 利用氧和氮在中空纤维膜中的不同渗透速率来使氧、氮分离制取氮气。寿光氮气
氮气分子式N2,分子量28,分子结构式N≡N,单质氮在常况下是一种无色无嗅的气体,在标准情况下的气体密度是1.25g·dm-3,熔点63K(-209.8℃),沸点75K(-195.6℃),临界温度为126K,它是难于液化的气体,在水中的溶解度很小,在283K时,一体积水约可溶解0.02体积的氮气,不能燃烧,也不支持燃烧。
一段简单的描述,道出了氮气的各项特性。这些特质正是气调用气的*****。首先,先说一下他的分子结构,由于N2分子中存在叁键,将它分解为原子需要941.69kJ/mol的能量,所以N2分子稳定性较高。N2分子是已知的双原子分子中**稳定的,不易与接触物发生反应。 潍坊销售氮气工业规模制氮有三类:即深冷空分制氮、变压吸附制氮和膜分离制氮。
在集成电路、半导体和电真空器件制造中用作保护气和运载气,化学气相淀积时的载气,液体扩散源的携带气,在高温扩散炉中用作器件的保护气。高纯氮在外延、光刻、清洗和蒸发等工序中,作为置换、干燥、贮存和输送用气体。显像管制造中要求氮气纯度为99.99%以上。在航天技术中,液氢加注系统必须先用高纯氮置换,再用高纯氦置换。
迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并进行隔离,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。防止气体在低凹处积聚,遇点火源着火。用排风机将漏出气送至空旷处。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。用雾状水保持火场中容器冷却。可用雾状水喷淋加速液氮蒸发,但不可使用水射至液氮。如吸入高纯氮,感到呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
氮气在大气中含量虽多于氧气,但是由于它的性质不活泼,所以人们是在认识氧气之后才认识氮气的。不过它的发现却早于氧气。1755年英国化学家布拉克(Black,J.1728-1799)发现碳酸气之后不久,发现木炭在玻璃罩内燃烧后所生成的碳酸气,即使用苛性钾溶液吸收后仍然有较大量的空气剩下来。后来他的学生D·卢瑟福继续用动物做实验,把老鼠放进封闭的玻璃罩里直至其死后,发现玻璃罩中空气体积减少1/10;若将剩余的气体再用苛性钾溶液吸收,则会继续减少1/11的体积。D·卢瑟福发现老鼠不能生存的空气里燃烧蜡烛,仍然可以见到微弱的烛光;待蜡烛熄灭后,往其中放入少量的磷,磷仍能燃烧一会,对除掉空气中的助燃气来说,效果是好的。把磷燃烧后剩余的气体进行研究,D·卢瑟福发现这气体不能维持生命,具有灭火性质,也不溶于苛性钾溶液,因此命名为“浊气”或“毒气”。
在同一年,普利斯特里作类似的燃烧实验,发现使1/5的空气变为碳酸气,用石灰水吸收后的气体不助燃也不助呼吸。由于他同D·卢瑟福都是深信燃素学说的,因此他们把剩下来的气体叫做“被燃素饱和了的空气”。
由于单质N2在常况下异常稳定,人们常误认为氮是一种化学性质不活泼的元素。
深冷空气分离技术制备氮气
压力-浓度图和温度-浓度图 在工业生产中,气液平衡一般在某一不变条件下进行的。
是根据T=常数,绘出的氧、氮平衡系的P-X图,纵坐标为压力,横坐标取氮的液相及气相浓度(也可取氧的浓度)。每给定一个压力就对应有一个液相及气相浓度。分别连接不同压力下的气相浓度点及液相浓度点,则可得出图中所示的饱和蒸汽线(虚线)和饱和液体线(实线)。其余相区如图所示。
在某一压力P1下,与液、汽饱和线的交点分别为点1(X1)和点2(y2),又因为PN20>PO20根据康诺瓦罗夫定律,氮组分在气相中的浓度要大于在液相中的浓度y2>x1。
一般蒸发(冷凝)过程是在等压下进行的,所以用T-X图来研究这一过程更为方便。
可先充少量液氮介质预冷(60L左右),然后再徐徐满盈(如许才不容易形成冰堵)。寿光氮气迅速冷冻和运输食品,或制作冰品。寿光氮气
碳脱氧法在碳载型催化剂作用下(在一定温度下),普氮中之残氧和催化剂本身提供的碳发生反应,生成CO2。反应式:C+O2=CO2。再经过后级除CO2和H2O获得下列组成的高纯氮气:N2≥99.999%,O2≤5×10-6,CO2≤5×10-6,H2O≤10.7×10-6。制氮成本在0.6元/m3左右。优劣评比上述三种氮气纯化方法中,因成品氮中H2量过高满足不了磁性材料的要求,故不采用;成品氮纯度符合磁性材料用户的要求,但需氢源,而且氢气在运输、贮存、使用中都存在不安全因素;成品氮的质量完全可满足磁性材料的用气要求,工艺中不使用H2,无加氢法带来的问题,氮中无H2且成品氮的质量不受普氮波动的影响,故和其他氮气纯法相比,氮气质量更加稳定,是**适合磁性材料行业中一种氮气纯化方法。寿光氮气
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