氮氣氣體應(yīng)用詳情
氮氣是一種雙原子氣體,在地球大氣層中的含量為78.09%。同時,氮也是所有生命形態(tài)的蛋白質(zhì)物質(zhì)、某些天然氣-烴儲層以及許多有機化合物的組成部分。氮氣無色無嗅無味,沸點低至-196°C,反應(yīng)性也很低,自從德國科學(xué)家卡爾。馮。林德于1902年通過整流液化空氣的方式,成功地將氮氣和氧氣分離,氮氣在多個行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用:
食品飲料業(yè)
為儲存速凍方便食品,食品工業(yè)常常使用液氮作為低溫介質(zhì)。液氮以極快速度將細胞中及周圍的水份晶體化,低溫冷凍可以產(chǎn)生微小的晶體,這樣使細胞保持原狀,能夠維持食物的新鮮美味和質(zhì)地口感。氮氣還時常作為特殊混合氣被用于氣調(diào)包裝(MAP)之中,它能夠防止結(jié)塊,穩(wěn)定形狀,通過取代周圍大氣中的氧氣來防止食品飲料氧化。在低溫烹飪過程中,液氮的用途也十分廣泛,它還激發(fā)了一些頂級大師的烹飪靈感。例如將一勺用水果和烈酒調(diào)制的慕斯滴入-196°C的液氮之中,即刻產(chǎn)生一個堅硬外層的冷凍球體,而內(nèi)芯仍是溫潤的液體。同樣,這種技術(shù)可以用來為熔化的巧克力塑造一個冷凍的外殼,從-80°C 到 -20°C的溫度遽降,將給食客們帶來愉悅的用餐享受。
化工
氮氣為容器和易氧化化學(xué)品提供惰性氛圍,從而形成缺氧環(huán)境,減少安全隱患并保持產(chǎn)品質(zhì)量;推動液體在管道內(nèi)流動;氮氣還用于生產(chǎn)氨等化學(xué)品。
建筑施工
氮氣能限制混凝土混合物澆筑溫度,避免形成裂紋;液氮具有安全速凍的特性,對環(huán)境無害而又能保證部穩(wěn)固的地基,經(jīng)常在地下和隧道建設(shè)項目中被用于冷凍基質(zhì),以實現(xiàn)穩(wěn)定地面等功能。
石油開采和精煉
將氮氣在高壓狀態(tài)下注入油井,能改善開采效能并保持石油天然氣儲層內(nèi)的壓力;利用氮氣的惰性保護儲罐空間以及產(chǎn)品裝卸;用氮氣清洗地下輸氣管道,可去除危險的反應(yīng)性物質(zhì);從廢液中去除揮發(fā)性有機化合物(VOC)或降低出口廢液的溫度。
金屬生產(chǎn)和加工
在鋼、銅、鋁等金屬高溫退火爐、滲碳爐和燒結(jié)爐作業(yè)過程中,氮氣被用作保護氣體;也可以用于擠出及冷卻模具;實現(xiàn)金屬部件間裝配時的縮緊以便裝配;用作不銹鋼管焊接吹掃氣體。氮氣還可用于支持等離子切割。
研究和醫(yī)療服務(wù)
氮氣可用于血液、組織、精液及其他生物樣本的冷凍保存;低溫手術(shù)和皮膚病治療時冷凍并破壞病變組織;磁共振成像(MRI)預(yù)冷卻隔熱時,可用氮氣替代昂貴氦氣。