کاربرد نیتروژن در صنایع مختلف

1. استفاده از نیتروژن

نیتروژن یک گاز بی رنگ، غیر سمی و بی بو است. از این رو نیتروژن گازی به عنوان یک گاز محافظ به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. نیتروژن مایع به طور گسترده ای به عنوان یک محیط انجماد که می تواند با هوا در تماس باشد استفاده می شود. گاز بسیار مهمی است. ، برخی از کاربردهای معمولی به شرح زیر است:

1. پردازش فلز: منبع نیتروژن برای عملیات حرارتی مانند خاموش کردن روشن، بازپخت روشن، نیترید کردن، نیتروکربور کردن، کربن‌سازی نرم و غیره. گاز محافظ در طول فرآیندهای جوشکاری و متالورژی پودر و غیره

2. سنتز شیمیایی: نیتروژن عمدتا برای سنتز آمونیاک استفاده می شود. فرمول واکنش N2+3H2=2NH3 (شرایط فشار بالا، دمای بالا و کاتالیزور است. واکنش یک واکنش برگشت پذیر است) یا الیاف مصنوعی (نایلون، اکریلیک)، رزین مصنوعی، لاستیک مصنوعی و غیره مواد اولیه مهم است. نیتروژن یک ماده مغذی است که می توان از آن برای تولید کود نیز استفاده کرد. به عنوان مثال: بی کربنات آمونیوم NH4HCO3، کلرید آمونیوم NH4Cl، نیترات آمونیوم NH4NO3 و غیره.

3. صنعت الکترونیک: منبع نیتروژن برای پردازش مدارهای مجتمع در مقیاس بزرگ، لوله های تصویر تلویزیون رنگی، اجزای تلویزیون و رادیو و اجزای نیمه هادی.

4. صنعت متالورژی: گاز محافظ برای ریخته گری مداوم، نورد پیوسته و بازپخت فولاد. دمیدن ترکیبی نیتروژن در بالا و پایین مبدل برای فولادسازی، آب بندی برای فولادسازی مبدل، آب بندی برای بالای کوره بلند، گاز برای تزریق زغال سنگ پودر شده برای آهن سازی کوره بلند و غیره.

5. حفظ مواد غذایی: ذخیره سازی پر از نیتروژن و حفظ غلات، میوه ها، سبزیجات و غیره. بسته بندی نگهداری پر از نیتروژن گوشت، پنیر، خردل، چای و قهوه و غیره؛ نگهداری پر از نیتروژن و بدون اکسیژن آب میوه، روغن خام و مربا و غیره؛ انواع تصفیه و پوشش شراب مانند بطری و غیره

6. صنعت داروسازی: ذخیره سازی پر از نیتروژن و حفظ طب سنتی چینی (مانند جینسنگ). تزریقات پر از نیتروژن طب غربی؛ ذخیره سازی و ظروف پر از نیتروژن؛ منبع گاز برای حمل و نقل پنوماتیک داروها و غیره

7. صنایع شیمیایی: گاز محافظ در جایگزینی، تمیز کردن، آب بندی، تشخیص نشت، رفع کک خشک. گاز مورد استفاده در بازسازی کاتالیزور، تفکیک نفت، تولید الیاف شیمیایی و غیره.

8. صنعت کود: مواد خام کود نیتروژن; گاز برای جایگزینی، آب بندی، شستشو و حفاظت کاتالیست.

9. صنعت پلاستیک: انتقال پنوماتیک ذرات پلاستیک. ضد اکسیداسیون در تولید و ذخیره سازی پلاستیک و غیره

تولیدکنندگان نیتروژن - کارخانه و تامین کنندگان نیتروژن تولید چین (xinfatools.com)

10. صنعت لاستیک: بسته بندی و ذخیره سازی لاستیک. تولید تایر و غیره

11. صنعت شیشه: گاز محافظ در فرآیند تولید شیشه فلوت.

12. صنعت نفت: شارژ و تصفیه نیتروژن ذخیره سازی، ظروف، برج های کراکینگ کاتالیزوری، خطوط لوله و غیره. تست نشت فشار هوا سیستم های خط لوله و غیره

13. توسعه نفت فلات قاره; پوشش گازی سکوها در استخراج نفت در دریا، تزریق فشار نیتروژن برای استخراج نفت، خنثی کردن مخازن ذخیره، ظروف و غیره.

14. انبارداری: برای جلوگیری از آتش گرفتن و انفجار مواد قابل اشتعال در انبارها و انبارها، آنها را با نیتروژن پر کنید.

15. حمل و نقل دریایی: گاز مورد استفاده برای نظافت و حفاظت تانکرها.

16. فن آوری هوافضا: تقویت کننده سوخت موشک، گاز جایگزین سکوی پرتاب و گاز حفاظتی ایمنی، گاز کنترل فضانورد، اتاق شبیه سازی فضا، گاز تمیز کننده برای خطوط لوله سوخت هواپیما و غیره.

17. کاربرد در صنایع معدنی نفت، گاز و زغال سنگ: پر کردن چاه نفت با نیتروژن نه تنها می تواند باعث افزایش فشار در چاه و افزایش تولید نفت شود، بلکه از نیتروژن می تواند به عنوان بالشتک در اندازه گیری لوله های حفاری نیز استفاده شود. ، به طور کامل از فشار گل در چاه جلوگیری می کند. امکان خرد کردن ستون لوله پایین. علاوه بر این، نیتروژن در عملیات حفره‌ای مانند اسیدی‌سازی، شکستگی، سوراخ‌های هیدرولیک و تنظیم بسته‌کننده هیدرولیک نیز استفاده می‌شود. پر کردن گاز طبیعی با نیتروژن می تواند ارزش حرارتی را کاهش دهد. هنگام جایگزینی خطوط لوله با نفت خام، می توان از نیتروژن مایع برای سوزاندن و تزریق مواد در دو انتها برای جامد شدن و آب بندی آنها استفاده کرد.

18. دیگران:

الف. رنگ ها و پوشش ها با نیتروژن و اکسیژن پر می شوند تا از پلیمریزاسیون خشک شدن روغن جلوگیری شود. مخازن ذخیره نفت و گاز طبیعی، کانتینرها و خطوط لوله حمل و نقل با نیتروژن و اکسیژن و غیره پر می شوند.

ب لاستیک خودرو

(1) بهبود ثبات و راحتی رانندگی تایر

نیتروژن یک گاز دو اتمی تقریباً بی اثر با خواص شیمیایی بسیار غیرفعال است. مولکول های گاز بزرگتر از مولکول های اکسیژن هستند، مستعد انبساط و انقباض حرارتی نیستند و دامنه تغییر شکل کمی دارند. نرخ نفوذ آن به دیواره جانبی لاستیک حدود 30 تا 40٪ کندتر از هوا است و می تواند فشار تایر را تثبیت کند، ثبات رانندگی تایر را بهبود بخشد و راحتی رانندگی را تضمین کند. نیتروژن رسانایی صوتی پایینی دارد که معادل 1/5 هوای معمولی است. استفاده از نیتروژن می تواند به طور موثر صدای لاستیک را کاهش دهد و آرامش رانندگی را بهبود بخشد.

(2) از فوران لاستیک و تمام شدن هوا جلوگیری کنید

پنچر شدن لاستیک اولین عامل تصادفات جاده ای است. بر اساس آمار، 46 درصد از تصادفات رانندگی در بزرگراه ها ناشی از خرابی لاستیک است که 70 درصد از کل تصادفات لاستیک، انفجار لاستیک است. هنگامی که ماشین در حال رانندگی است، دمای لاستیک به دلیل اصطکاک با زمین افزایش می یابد. به خصوص در هنگام رانندگی با سرعت بالا و ترمز اضطراری، دمای گاز لاستیک به سرعت بالا می رود و فشار باد لاستیک به شدت افزایش می یابد، بنابراین احتمال ترکیدن لاستیک وجود دارد. دمای بالا باعث پیری لاستیک لاستیک، کاهش استحکام خستگی و ساییدگی شدید آج می شود که این نیز عامل مهمی در فوران احتمالی لاستیک است. در مقایسه با هوای معمولی با فشار بالا، نیتروژن با خلوص بالا بدون اکسیژن است و تقریباً هیچ آب یا روغنی ندارد. دارای ضریب انبساط حرارتی پایین، هدایت حرارتی کم، افزایش آهسته دما، که سرعت انباشت گرمای لاستیک را کاهش می دهد و غیر قابل اشتعال است و از احتراق پشتیبانی نمی کند. ، بنابراین احتمال ترکیدن لاستیک را می توان تا حد زیادی کاهش داد.

(3) عمر تایر را افزایش دهید

پس از استفاده از نیتروژن، فشار لاستیک پایدار است و تغییر حجم کم است که احتمال اصطکاک نامنظم لاستیک مانند سایش تاج، سایش شانه تایر و فرسودگی غیرعادی را تا حد زیادی کاهش می دهد و عمر مفید لاستیک را افزایش می دهد. پیری لاستیک تحت تاثیر مولکول های اکسیژن موجود در هوا قرار می گیرد که در اثر اکسید شدن، پس از پیری استحکام و خاصیت ارتجاعی آن کاهش می یابد و ترک هایی ایجاد می شود. این یکی از دلایل کاهش عمر لاستیک ها است. دستگاه جداسازی نیتروژن می تواند اکسیژن، گوگرد، روغن، آب و سایر ناخالصی های موجود در هوا را تا حد زیادی از بین ببرد و به طور موثر درجه اکسیداسیون پوشش داخلی تایر و خوردگی لاستیک را کاهش دهد و رینگ فلزی را خورده نمی کند و عمر لاستیک را افزایش می دهد. . عمر مفید نیز تا حد زیادی زنگ زدگی رینگ را کاهش می دهد.

(4) کاهش مصرف سوخت و حفاظت از محیط زیست

فشار ناکافی لاستیک و افزایش مقاومت غلتشی پس از گرم شدن باعث افزایش مصرف سوخت در هنگام رانندگی می شود. نیتروژن علاوه بر اینکه فشار باد تایر را ثابت نگه می دارد و کاهش فشار لاستیک را به تاخیر می اندازد، خشک است، فاقد روغن یا آب است و رسانایی حرارتی پایینی دارد. ، ویژگی گرمایش آهسته افزایش دما را هنگام کار کردن تایر کاهش می دهد و تغییر شکل لاستیک کم است ، چسبندگی آن بهبود می یابد و غیره و مقاومت غلتشی کاهش می یابد و در نتیجه به هدف کاهش مصرف سوخت می رسد.

2. کاربرد انجماد نیتروژن مایع

1. طب برودتی: جراحی، درمان برودتی، تبرید خون، انجماد دارو و خرد کردن برودتی و غیره.

2. مهندسی زیستی: انجماد و حمل و نقل گیاهان گرانبها، سلول های گیاهی، ژرم پلاسم ژنتیکی و غیره.

3. پردازش فلز: درمان انجماد فلز، خم شدن ریخته گری یخ زده، اکستروژن و سنگ زنی و غیره.

4. پردازش مواد غذایی: تجهیزات انجماد سریع، انجماد مواد غذایی و حمل و نقل و غیره.

5. فناوری هوافضا: دستگاه های پرتاب، منابع سرد اتاق های شبیه سازی فضا و غیره.

3. با پیشرفت علم و فناوری و توسعه ساخت و ساز اقتصادی، دامنه کاربرد نیتروژن به طور فزاینده ای گسترش یافته است و در بسیاری از بخش های صنعتی و مناطق زندگی روزمره نفوذ کرده است.

1. کاربرد در عملیات حرارتی فلزات: عملیات حرارتی اتمسفر مبتنی بر نیتروژن با بوی نیتروژن به عنوان جزء اساسی یک فناوری و فرآیند جدید برای صرفه جویی در انرژی، ایمنی، عدم آلودگی محیط زیست و استفاده کامل از منابع طبیعی است. نشان داده شده است که تقریباً تمام فرآیندهای عملیات حرارتی، از جمله کوئنچ، بازپخت، کربورسازی، کربونیتریدینگ، نیترید کردن نرم و کربن‌سازی مجدد، می‌توانند با استفاده از یک اتمسفر گازی مبتنی بر نیتروژن تکمیل شوند. کیفیت قطعات فلزی تیمار شده می تواند با کیفیت مقایسه با تیمارهای سنتی جو گرماگیر قابل مقایسه باشد. در سال‌های اخیر، توسعه، تحقیق و به‌کارگیری این فرآیند جدید در داخل و خارج از کشور رو به رشد بوده و نتایج مثمر ثمری به دست آورده است.

2. کاربرد در صنعت الکترونیک: در فرآیند تولید قطعات الکترونیکی و قطعات نیمه هادی، نیتروژن با خلوص بیش از 99.999 درصد به عنوان گاز محافظ نیاز به استفاده دارد. در حال حاضر، کشور من از نیتروژن با خلوص بالا به عنوان گاز حامل و گاز محافظ در فرآیندهای تولید لوله های تصویر تلویزیون رنگی، مدارهای مجتمع در مقیاس بزرگ، کریستال های مایع و ویفرهای سیلیکونی نیمه هادی استفاده کرده است.

3. کاربرد در فرآیند تولید الیاف شیمیایی: نیتروژن با خلوص بالا اغلب به عنوان یک گاز محافظ در تولید الیاف شیمیایی استفاده می شود تا از اکسیده شدن محصولات الیاف شیمیایی در طول تولید و تاثیر بر رنگ جلوگیری کند. هرچه خلوص نیتروژن بیشتر باشد، رنگ محصولات فیبر شیمیایی زیباتر می شود. امروزه برخی از کارخانه های جدید الیاف شیمیایی در کشور من به دستگاه های نیتروژن با خلوص بالا مجهز شده اند.

4. کاربرد در انبار و نگهداری مسکونی: در حال حاضر روش آب بندی انبارها، پرکردن با نیتروژن و حذف هوا در کشورهای خارجی برای نگهداری غلات بسیار مورد استفاده قرار گرفته است. کشور ما نیز این روش را با موفقیت آزمایش کرده و وارد مرحله ارتقاء و کاربرد عملی شده است. استفاده از اگزوز نیتروژن برای ذخیره غلات مانند برنج، گندم، جو، ذرت و برنج می تواند از بروز حشرات، گرما و کپک جلوگیری کند، به طوری که می توان آنها را در طول تابستان با کیفیت مناسب نگهداری کرد. این روش به این صورت است که دانه ها را با پارچه پلاستیکی محکم می بندند، ابتدا آن را به حالت خلاء کم تخلیه می کنند و سپس با نیتروژن با خلوص حدود 98 درصد پر می کنند تا فشارهای داخلی و خارجی متعادل شود. این می تواند توده دانه را از اکسیژن محروم کند، شدت تنفس دانه را کاهش دهد و از تولید مثل میکروارگانیسم ها جلوگیری کند. همه حفره‌ها به دلیل کمبود اکسیژن در عرض 36 ساعت می‌میرند. این روش کاهش اکسیژن و از بین بردن حشرات نه تنها باعث صرفه جویی زیادی در هزینه (حدود یک درصد از هزینه بخور با داروهای بسیار سمی مانند فسفید روی) می شود، بلکه باعث حفظ تازگی و ارزش غذایی غذا و جلوگیری از عفونت باکتریایی می شود. و آلودگی دارویی

نگهداری و نگهداری میوه ها، سبزیجات، چای و غیره پر از نیتروژن نیز پیشرفته ترین روش است. این روش می تواند سوخت و ساز میوه ها، سبزی ها، برگ ها و ... را در محیطی با نیتروژن بالا و اکسیژن کم کند کند، گویی وارد حالت خواب زمستانی شده، پس از رسیدن را مهار کرده و در نتیجه آن ها را برای مدت طولانی تازه نگه می دارد. طبق آزمایشات، سیب های ذخیره شده با نیتروژن پس از 8 ماه هنوز ترد و خوشمزه هستند و هزینه نگهداری سیب در هر کیلوگرم حدود 1 سکه است. ذخیره سازی پر از نیتروژن می تواند تا حد زیادی از هدر رفتن میوه ها در فصل اوج، اطمینان از عرضه میوه در بازار خارج از فصل، بهبود کیفیت میوه های صادراتی و افزایش درآمد ارزی را کاهش دهد.

چای خلاء می شود و با نیتروژن پر می شود، یعنی چای در کیسه دو لایه آلومینیوم پلاتین (یا فویل کامپوزیت نایلون پلی اتیلن آلومینیوم) قرار می گیرد، هوا استخراج می شود، نیتروژن تزریق می شود و کیسه مهر و موم می شود. پس از یک سال، کیفیت چای تازه، سوپ چای شفاف و روشن و طعم آن خالص و معطر می شود. بدیهی است که استفاده از این روش برای نگهداری چای تازه بسیار بهتر از بسته بندی وکیوم یا بسته بندی منجمد است.

در حال حاضر بسیاری از غذاها هنوز در بسته بندی خلاء یا منجمد بسته بندی می شوند. بسته بندی وکیوم مستعد نشت هوا است و بسته بندی یخ زده مستعد خراب شدن است. هیچ یک از آنها به خوبی بسته بندی های پر از نیتروژن خلاء نیستند.

5. کاربرد در فناوری هوافضا

جهان سرد، تاریک و در خلاء زیاد است. وقتی انسان ها به بهشت ​​می روند، ابتدا باید آزمایش های شبیه سازی فضایی را روی زمین انجام دهند. برای شبیه سازی فضا باید از نیتروژن مایع و هلیوم مایع استفاده شود. اتاق‌های شبیه‌سازی فضایی در مقیاس بزرگ در ایالات متحده برای انجام آزمایش‌های شبیه‌سازی تونل باد در مقیاس بزرگ، ماهیانه 300000 متر مکعب گاز نیتروژن مصرف می‌کنند. بر روی موشک، به منظور اطمینان از عملکرد ایمن دستگاه هیدروژن مایع قابل اشتعال و انفجاری، کپسول های آتش نشانی نیتروژن در مکان های مناسب نصب می شود. نیتروژن پرفشار همچنین گاز تامین کننده فشار برای سوخت موشک (هیدروژن مایع-اکسیژن مایع) و گاز تمیز کننده برای خط لوله احتراق است.

قبل از برخاستن هواپیما یا پس از فرود، به منظور اطمینان از ایمنی و جلوگیری از خطر انفجار در محفظه احتراق موتور، معمولاً لازم است محفظه احتراق موتور با نیتروژن تمیز شود.

علاوه بر این، نیتروژن به عنوان یک گاز محافظ در راکتورهای اتمی نیز استفاده می شود.

به طور خلاصه، نیتروژن به طور فزاینده ای از نظر حفاظت و بیمه مورد علاقه است. تقاضا برای نیتروژن با توسعه و تاکید صنعت در حال افزایش است. با توسعه سریع ساخت و ساز اقتصادی کشورم، میزان نیتروژن مورد استفاده در کشور من نیز به سرعت افزایش خواهد یافت.