Приложения на азот в различни индустрии
1. Използване на азот
Азотът е безцветен, нетоксичен инертен газ без мирис. Следователно газообразният азот е широко използван като защитен газ. Течният азот е широко използван като среда за замразяване, която може да бъде в контакт с въздуха. Това е много важен газ. , някои типични употреби са както следва:
1. Обработка на метали: Източник на азотен газ за термични обработки като ярко закаляване, ярко отгряване, азотиране, нитрокарбонизация, мека карбонизация и др.; защитен газ при процеси на заваряване и синтероване в праховата металургия и др.
2. Химичен синтез: Азотът се използва главно за синтезиране на амоняк. Реакционната формула е N2+3H2=2NH3 (условията са високо налягане, висока температура и катализатор. Реакцията е обратима реакция) или синтетични влакна (найлон, акрил), синтетична смола, синтетичен каучук и др. важни суровини. Азотът е хранително вещество, което може да се използва и за направата на торове. Например: амониев бикарбонат NH4HCO3, амониев хлорид NH4Cl, амониев нитрат NH4NO3 и др.
3. Електронна промишленост: Източник на азот за обработка на широкомащабни интегрални схеми, цветни телевизионни тръби, телевизионни и радио компоненти и полупроводникови компоненти.
4. Металургична промишленост: защитен газ за непрекъснато леене, непрекъснато валцуване и отгряване на стомана; комбинирано продухване с азот в горната и долната част на конвертор за производство на стомана, уплътнение за производство на конверторна стомана, уплътнение за горната част на доменна пещ, газ за впръскване на въглищен прах за производство на желязо в доменна пещ и др.
5. Консервиране на храни: запълнено с азот съхранение и консервиране на зърнени храни, плодове, зеленчуци и др.; пълни с азот опаковки за консервиране на месо, сирене, горчица, чай и кафе и др.; пълно с азот и бедно на кислород консервиране на плодови сокове, сурови масла и конфитюри и др.; различно пречистване и покриване на вино, подобно на бутилка, и др.
6. Фармацевтична индустрия: Напълнено с азот съхранение и съхранение на традиционна китайска медицина (като женшен); Напълнени с азот инжекции на западната медицина; Напълнени с азот хранилища и контейнери; Газоизточник за пневматичен транспорт на лекарства и др.
7. Химическа промишленост: защитен газ при подмяна, почистване, запечатване, откриване на течове, сухо охлаждане на кокс; газ, използван при регенериране на катализатори, фракциониране на петрол, производство на химически влакна и др.
8. Производство на торове: суровини за азотни торове; газ за подмяна, уплътнение, измиване и защита на катализатора.
9. Пластмасова промишленост: пневматично предаване на пластмасови частици; антиокисляване при производство и съхранение на пластмаси и др.
10. Каучукова промишленост: гумени опаковки и съхранение; производство на гуми и др.
11. Стъкларска промишленост: защитен газ в производствения процес на флоат стъкло.
12. Петролна промишленост: зареждане с азот и пречистване на хранилища, контейнери, кули за каталитичен крекинг, тръбопроводи и др.; изпитване за течове под налягане на въздуха на тръбопроводни системи и др.
13. Разработка на нефт в морски райони; газово покритие на платформи при добив на нефт в морето, инжектиране под налягане на азот за добив на нефт, инертиране на резервоари за съхранение, контейнери и др.
14. Складиране: За да предотвратите възпламеняване и експлозия на запалими материали в мазета и складове, напълнете ги с азот.
15. Морски транспорт: газ, използван за почистване и защита на танкери.
16. Аерокосмическа технология: бустер за ракетно гориво, газ за подмяна на стартова площадка и газ за безопасност, газ за управление на астронавти, стая за космическа симулация, газ за почистване на тръбопроводи за гориво на самолети и др.
17. Приложение в нефтената, газовата и въгледобивната промишленост: Напълването на нефтения кладенец с азот може не само да повиши налягането в кладенеца и да увеличи производството на нефт, но азотът може да се използва и като възглавница при измерването на сондажни тръби , напълно избягвайки налягането на калта в кладенеца. Възможност за смачкване на долната тръбна колона. В допълнение, азотът се използва и при операции в сондаж, като подкисляване, разбиване, хидравлични дупки и настройка на хидравличен пакер. Зареждането на природен газ с азот може да намали калоричността. При подмяна на тръбопроводи със суров петрол може да се използва течен азот за изгаряне и инжектиране на материали в двата края, за да се втвърдят и запечатат.
18. Други:
А. Боите и покритията са пълни с азот и кислород, за да се предотврати полимеризацията на изсъхването на маслото; резервоарите за съхранение на нефт и природен газ, контейнерите и транспортните тръбопроводи са пълни с азот и кислород и др.
Б. Автомобилни гуми
(1) Подобрете стабилността и комфорта при шофиране на гумите
Азотът е почти инертен двуатомен газ с изключително неактивни химични свойства. Молекулите на газа са по-големи от молекулите на кислорода, не са склонни към термично разширение и свиване и имат малък диапазон на деформация. Скоростта му на проникване в страничната стена на гумата е около 30 до 40% по-бавна от тази на въздуха и може да поддържа стабилизиране на налягането в гумата, да подобри стабилността на шофиране на гумата и да осигури комфорт при шофиране; азотът има ниска аудио проводимост, еквивалентна на 1/5 от обикновения въздух. Използването на азот може ефективно да намали шума от гумите и да подобри тишината при шофиране.
(2) Предотвратете спукването на гумата и изчерпването на въздуха
Спуканите гуми са причина номер едно за пътнотранспортни произшествия. Според статистиката 46% от пътнотранспортните произшествия по магистралите са причинени от повреда на гумите, от които спуканите гуми представляват 70% от общите произшествия с гуми. Когато колата се движи, температурата на гумата ще се повиши поради триенето със земята. Особено при шофиране с висока скорост и аварийно спиране, температурата на газта в гумата ще се повиши бързо и налягането ще се увеличи рязко, така че има възможност за спукване на гумата. Високите температури причиняват стареене на гумата на гумата, намаляват якостта на умора и причиняват силно износване на протектора, което също е важен фактор за възможно спукване на гумата. В сравнение с обикновения въздух под високо налягане, азотът с висока чистота не съдържа кислород и почти не съдържа вода или масло. Има нисък коефициент на топлинно разширение, ниска топлопроводимост, бавно покачване на температурата, което намалява скоростта на натрупване на топлина от гумата, не е запалим и не поддържа горене. , така че шансът от спукване на гума може да бъде значително намален.
(3) Удължете живота на гумата
След използване на азот налягането в гумата е стабилно и промяната на обема е малка, което значително намалява възможността за неравномерно триене на гумата, като износване на короната, износване на рамото на гумата и ексцентрично износване и увеличава експлоатационния живот на гумата; стареенето на каучука се влияе от молекулите на кислорода във въздуха. Поради окисляването, неговата здравина и еластичност намаляват след стареене и ще има пукнатини. Това е една от причините за съкращаване на експлоатационния живот на гумите. Устройството за разделяне на азот може да елиминира кислород, сяра, масло, вода и други примеси във въздуха в най-голяма степен, като ефективно намалява степента на окисляване на вътрешната облицовка на гумата и корозията на гумата и няма да корозира металната джанта, удължавайки живота на гумата . Експлоатационният живот също значително намалява ръждата на джантата.
(4) Намалете разхода на гориво и опазвайте околната среда
Недостатъчното налягане в гумите и повишеното съпротивление при търкаляне след нагряване ще доведат до увеличаване на разхода на гориво при шофиране. Азотът, освен че поддържа стабилно налягане в гумите и забавя намаляването на налягането в гумите, е сух, не съдържа масло или вода и има ниска топлопроводимост. , функцията за бавно нагряване намалява повишаването на температурата, когато гумата работи, и деформацията на гумата е малка, сцеплението е подобрено и т.н., и съпротивлението при търкаляне е намалено, като по този начин се постига целта за намаляване на разхода на гориво.
2. Приложение на замразяване с течен азот
1. Криогенна медицина: хирургия, криогенно лечение, охлаждане на кръвта, замразяване на лекарства и криогенно раздробяване и др.
2. Биоинженерство: криоконсервация и транспортиране на ценни растения, растителни клетки, генетична зародишна плазма и др.
3. Обработка на метали: обработка на метал чрез замразяване, огъване на замръзнала отливка, екструдиране и шлайфане и др.
4. Обработка на храни: оборудване за бързо замразяване, замразяване и транспортиране на храни и др.
5. Аерокосмическа технология: устройства за изстрелване, студени източници на помещения за космическа симулация и др.
3. С напредването на науката и технологиите и развитието на икономическото строителство обхватът на приложение на азота става все по-широк и навлиза в много промишлени сектори и сфери на ежедневието.
1. Приложение при термична обработка на метали: Термичната обработка на азотна основа с миризма на азот като основен компонент е нова технология и процес за пестене на енергия, безопасност, незамърсяване на околната среда и пълно използване на природните ресурси. Доказано е, че почти всички процеси на термична обработка, включително закаляване, отгряване, карбуризиране, карбонитиране, меко азотиране и повторно карбуризиране, могат да бъдат завършени с използване на азотна газова атмосфера. Качеството на обработените метални части може да бъде сравнимо с това на традиционните обработки с ендотермична атмосфера. През последните години развитието, изследването и прилагането на този нов процес у нас и в чужбина са във възход и са постигнали ползотворни резултати.
2. Приложение в електронната индустрия: В производствения процес на електронни компоненти и полупроводникови компоненти трябва да се използва азот с чистота над 99,999% като защитен газ. Понастоящем моята страна използва азот с висока чистота като газ-носител и защитен газ в производствените процеси на тръби за цветни телевизори, широкомащабни интегрални схеми, течни кристали и полупроводникови силициеви пластини.
3. Приложение в процеса на производство на химически влакна: Азотът с висока чистота често се използва като защитен газ в производството на химически влакна, за да се предотврати окисляването на продуктите от химически влакна по време на производството и да повлияе на цвета. Колкото по-висока е чистотата на азота, толкова по-красив е цветът на продуктите от химически влакна. В наши дни някои нови фабрики за химически влакна в моята страна са оборудвани с азотни устройства с висока чистота.
4. Приложение в жилищно съхранение и консервиране: Понастоящем методът за запечатване на складове, пълнене с азот и отстраняване на въздух е широко използван в чужди страни за съхранение на зърно. Нашата страна също успешно изпробва този метод и навлезе в етап на практическо популяризиране и прилагане. Използването на изпускане на азот за съхранение на зърна като ориз, пшеница, ечемик, царевица и ориз може да предотврати насекоми, топлина и плесен, така че да могат да се поддържат в добро качество през лятото. Този метод е зърното да се затвори плътно с пластмасов плат, първо да се вакуумира до състояние на нисък вакуум и след това да се напълни с азот с чистота около 98%, докато вътрешното и външното налягане се балансират. Това може да лиши купчината зърно от кислород, да намали интензивността на дишане на зърното и да потисне възпроизводството на микроорганизми. Всички пробиващи ще умрат поради липса на кислород в рамките на 36 часа. Този метод за намаляване на кислорода и убиване на насекоми не само спестява много пари (около един процент от разходите за фумигация със силно токсични лекарства като цинков фосфид), но също така поддържа свежестта и хранителната стойност на храната и предотвратява бактериална инфекция. и заразяване с лекарства.
Напълненото с азот съхранение и консервиране на плодове, зеленчуци, чай и др. също е най-модерният метод. Този метод може да забави метаболизма на плодове, зеленчуци, листа и т.н. в среда с високо съдържание на азот и ниско съдържание на кислород, сякаш влиза в състояние на хибернация, възпрепятствайки последващото узряване и по този начин ги запазва свежи за дълго време. Според тестовете ябълките, съхранявани с азот, са все още хрупкави и вкусни след 8 месеца, а цената на консервиране на ябълки на килограм е около 1 стотинка. Съхранение, изпълнено с азот, може значително да намали загубата на плодове в пиковия сезон, да осигури предлагането на плодове на пазара извън сезона, да подобри качеството на изнасяните плодове и да увеличи приходите от валута.
Чаят се вакуумира и се напълва с азот, т.е. чаят се поставя в двуслойна алуминиево-платинена (или найлоново полиетилен-алуминиево композитно фолио) торба, въздухът се извлича, инжектира се азот и торбата се запечатва. След една година качеството на чая ще бъде свежо, чаената супа ще бъде бистра и ярка, а вкусът ще бъде чист и ароматен. Очевидно използването на този метод за запазване на пресен чай е много по-добро от вакуумното опаковане или опаковането за замразяване.
В момента много храни все още се опаковат във вакуум или замразени опаковки. Вакуумните опаковки са склонни към изтичане на въздух, а замразените опаковки са склонни към разваляне. Нито един от тях не е толкова добър, колкото опаковките, пълни с вакуум и азот.
5. Приложение в космическата техника
Вселената е студена, тъмна и във висок вакуум. Когато хората отидат на небето, те първо трябва да проведат експерименти за космически симулации на земята. За симулиране на космоса трябва да се използват течен азот и течен хелий. Мащабните камери за космически симулации в Съединените щати консумират 300 000 кубически метра азотен газ на месец за провеждане на широкомащабни симулационни тестове в аеродинамичен тунел. На ракетата, за да се гарантира безопасната работа на устройството за запалим и експлозивен течен водород, на подходящи места са монтирани азотни пожарогасители. Азотът под високо налягане също е захранващият газ под налягане за ракетно гориво (течен водород-течен кислород) и почистващият газ за тръбопровода за горене.
Преди излитане на самолет или след кацане, за да се гарантира безопасността и да се предотврати рискът от експлозия в горивната камера на двигателя, обикновено е необходимо горивната камера на двигателя да се почисти с азот.
Освен това азотът се използва и като защитен газ в атомните реактори.
Накратко, азотът се предпочита все повече от гледна точка на защита и застраховка. Търсенето на азот нараства с развитието и акцента на индустрията. С бързото развитие на икономическото строителство на моята страна количеството азот, използвано в моята страна, също ще се увеличи бързо.
Време на публикуване: 27 февруари 2024 г
