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化學(xué)工業(yè)行業(yè)中的氮氣應(yīng)用|廣州譜源氣體

2015-9-6 15:00:07

氮氣是氣體工業(yè)中最主要的產(chǎn)品之一，分為高純氮氣，純氮氣，液氮，工業(yè)氮氣。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，氮氣的市場不斷擴大，銷售量逐年遞增。氮氣在化學(xué)工業(yè)行業(yè)主要作為原料氣和保護(hù)氣氛使用。

1、氮氣在化學(xué)工業(yè)行業(yè)中作為原料氣

（1）用做合成氨的原料

合成氨是重要的基本化工產(chǎn)品，是氮肥的源頭產(chǎn)品。氮是主要原料之一。在合成氨的工藝過程中，除少數(shù)情況外，大都不是使用純氮的，多數(shù)是在制造氫過程中引入空氣時帶入的。

（2）用做生產(chǎn)石灰氮的原料

石灰（calcium cyanamide），又名氰氨（基）化鈣，碳氮化鈣，是重要的氮肥。純凈物為白色粉末或顆粒。含氮量約34%。含有雜質(zhì)的產(chǎn)品一般為灰黑色粉末或小球粒，含氮量20%~22%。與水作用生成氨和碳酸鈣。

石灰氮是重要的氮肥，但不能直接被植物利用，必須經(jīng)過水與三氧化碳的的轉(zhuǎn)化作用才能被植物吸收。一般做基肥。適用于酸性土壤。

石灰氮對植物亦有毒，能殺死種子，施在成長植物的葉上，能使葉脫落，可用做脫液劑或除草劑。由氣體氮和碳化鈣在電爐中加熱到1000℃左右，結(jié)成塊狀物，冷卻后粉碎和研細(xì)，再用少量水處理使殘留的電石分解而制得。

（3）做合成金屬氰化物的原料

氰化鈉是重要的金屬氰化物。19世紀(jì)20年代中朝，布哈法先后在美國，荷蘭等國工業(yè)生產(chǎn)。該法以氮氣、木炭、碳酸鈉的原料，鐵為催化劑。

反應(yīng)溫度為800~1000℃，反應(yīng)產(chǎn)物用液氨浸取，再過濾、濃縮、結(jié)晶得產(chǎn)品氰化鈉。該法原料易得，消耗不太高，但操作非常困難，生產(chǎn)規(guī)模較小。1947年以后已停止用該法生產(chǎn)。

（4）做合成金屬氮化物的原料

氮氣雖然在通常條件下很穩(wěn)定，但在一定溫度和壓力下，卻能和大多數(shù)元素結(jié)合形成相應(yīng)的氮化物。其中Li3N最受工業(yè)界注目，它是當(dāng)前所能提供最好成績的固體鋰電解質(zhì)之一。其突出優(yōu)點是制法簡單，在潮濕的氣氛中穩(wěn)定，而且只要溫度低于Li3N的熔點，它就能和固體或液體金屬鋰共存，這就有可能在鋰電池中以金屬鋰為陽極，直接Li3N電解質(zhì)接觸。此外，在常溫下，Li3N的離子電導(dǎo)率高，而電子電導(dǎo)率極低，甚至可忽略不計，這些都表明氮化鋰是一種性能優(yōu)良的固體電解質(zhì)材料。當(dāng)前，以Li3N做固體電解質(zhì)的鋰電池有Li/Li3/PbI2電池和Li/Li3N/TiS2電池等。Li3還是六方BN轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎?/font>BN的有效催化劑。

（5）做合成氮化硅的原料

氮化硅是一種極其重要的類金剛石型氮化物。它具有高強度、高硬度、耐氧化、耐腐蝕和抗熱沖擊等優(yōu)良性能。

制法：粒度小于10μm和純硅粉在NH3、N2-H2或N2氣氛中加熱1200~1450℃合成。反應(yīng)得到的團塊經(jīng)破碎、研細(xì)即可。

AIN粉末可由金屬鋁粉和氮氣在200℃下合成。

（6）用做包裹TiN涂層的載氣

工業(yè)上廣泛采用CVD法在鋼鐵、硬質(zhì)合金或燒結(jié)碳化部件表面包裹TiN涂層。TiN涂層呈金黃色，具有金屬光澤。涂層的生成就是氫氣還原TiCl4中的Ti,Ti與N2反應(yīng)生成TiN。如在軟鋼上的化學(xué)沉積條件是，反應(yīng)所用TiCl4-N2-H2混合氣中載氣N2=2：1，流速為0.3dm3/min；溫度為1000~1200℃。所用氣體要求較高的純度，氣體中含有微量的氧或水都會使涂層破壞。 2、氮氣在化學(xué)工業(yè)行業(yè)中作為保護(hù)氣氛

由于氮氣有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，價格便宜，作為無氧、干燥的惰性介質(zhì)，廣泛用做保護(hù)、吹除、充填等氣體，以使化學(xué)性質(zhì)活潑的物質(zhì)不受氧化，減少設(shè)備的腐蝕。

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