Dusíková řada Použití dusíku

Aplikace dusíku v různých průmyslových odvětvích

1. Použití dusíku

Dusík je bezbarvý, netoxický inertní plyn bez zápachu. Proto byl plynný dusík široce používán jako ochranný plyn. Kapalný dusík byl široce používán jako mrazicí médium, které může být v kontaktu se vzduchem. Je to velmi důležitý plyn. , některá typická použití jsou následující:

1. Zpracování kovů: Zdroj plynného dusíku pro tepelné zpracování, jako je jasné kalení, světlé žíhání, nitridace, nitrokarburizace, měkká karbonizace atd.; ochranný plyn při svařování a slinovacích procesech práškové metalurgie atd.

2. Chemická syntéza: Dusík se používá hlavně k syntéze amoniaku. Reakční vzorec je N2+3H2=2NH3 (podmínky jsou vysoký tlak, vysoká teplota a katalyzátor. Reakce je vratná reakce) nebo syntetické vlákno (nylon, akryl), syntetická pryskyřice, syntetický kaučuk atd. důležité suroviny. Dusík je živina, kterou lze také použít k výrobě hnojiv. Například: hydrogenuhličitan amonný NH4HCO3, chlorid amonný NH4Cl, dusičnan amonný NH4NO3 atd.

3. Elektronický průmysl: Zdroj dusíku pro zpracování rozsáhlých integrovaných obvodů, barevných televizních obrazovek, televizních a rozhlasových součástek a polovodičových součástek.

4. Hutní průmysl: ochranný plyn pro plynulé lití, plynulé válcování a žíhání oceli; kombinované dmýchání dusíku v horní a spodní části konvertoru pro výrobu oceli, těsnění pro výrobu konvertorové oceli, těsnění pro vršek vysoké pece, plyn pro vstřikování práškového uhlí pro výrobu železa ve vysokých pecích atd.

5. Konzervace potravin: skladování a konzervace obilovin, ovoce, zeleniny, atd., naplněné dusíkem; dusíkem plněné konzervační obaly masa, sýrů, hořčice, čaje a kávy atd.; konzervace ovocných šťáv, surových olejů a džemů atd. naplněná dusíkem a ochuzená o kyslík; různé čištění a krytí vína jako v lahvích atd.

6. Farmaceutický průmysl: Skladování a konzervace tradiční čínské medicíny (jako je ženšen); Injekce západní medicíny naplněné dusíkem; Sklady a nádoby naplněné dusíkem; Zdroj plynu pro pneumatickou dopravu léků atd.

7. Chemický průmysl: ochranný plyn při výměně, čištění, těsnění, zjišťování netěsností, suché hašení koksu; plyn používaný při regeneraci katalyzátoru, frakcionaci ropy, výrobě chemických vláken atd.

8. Průmysl hnojiv: suroviny dusíkatých hnojiv; plyn pro výměnu, těsnění, mytí a ochranu katalyzátoru.

9. Plastikářský průmysl: pneumatický přenos plastových částic; antioxidace při výrobě a skladování plastů atd.

10. Gumárenský průmysl: pryžové obaly a skladování; výroba pneumatik atd.

11. Sklářský průmysl: ochranný plyn při výrobě plaveného skla.

12. Ropný průmysl: plnění dusíkem a čištění skladů, kontejnerů, věží pro katalytické krakování, potrubí atd.; tlaková zkouška těsnosti potrubních systémů atd.

13. těžba ropy na moři; plynové zakrytí plošin při těžbě ropy na moři, tlakové vstřikování dusíku pro těžbu ropy, inertizace skladovacích nádrží, kontejnerů atd.

14. Skladování: Aby hořlavé materiály ve sklepech a skladech nevzplanuly a nevybuchly, naplňte je dusíkem.

15. Námořní doprava: plyn používaný k čištění a ochraně tankerů.

16. Letecká technika: raketový posilovač paliva, náhradní plyn a bezpečnostní ochranný plyn odpalovací rampy, plyn pro řízení astronautů, místnost pro simulaci vesmíru, čisticí plyn pro palivové potrubí letadel atd.

17. Použití v ropném, plynárenském a uhelném těžebním průmyslu: Plnění ropného vrtu dusíkem může nejen zvýšit tlak ve vrtu a zvýšit produkci ropy, ale dusík lze také použít jako polštář při měření vrtných trubek , zcela se vyhýbá tlaku bahna ve studni. Možnost drcení spodního trubkového sloupku. Kromě toho se dusík používá také při hlubinných operacích, jako je okyselování, štěpení, hydraulické vyfukování a nastavení hydraulického pěchu. Plnění zemního plynu dusíkem může snížit výhřevnost. Při výměně potrubí za ropu lze kapalný dusík použít ke spalování a vstřikování materiálů na obou koncích, aby se zpevnily a utěsnily.

18. Ostatní:

A. Barvy a nátěry jsou naplněny dusíkem a kyslíkem, aby se zabránilo polymeraci a vysychání oleje; zásobníky ropy a zemního plynu, kontejnery a přepravní potrubí jsou naplněny dusíkem a kyslíkem atd.

B. Automobilové pneumatiky

(1) Zlepšete jízdní stabilitu a pohodlí pneumatiky

Dusík je téměř inertní dvouatomový plyn s extrémně neaktivními chemickými vlastnostmi. Molekuly plynu jsou větší než molekuly kyslíku, nejsou náchylné k tepelné expanzi a kontrakci a mají malý rozsah deformace. Jeho rychlost pronikání do bočnice pneumatiky je asi o 30 až 40 % pomalejší než u vzduchu a dokáže udržovat stabilizaci tlaku v pneumatikách, zlepšit jízdní stabilitu pneumatiky a zajistit jízdní komfort; dusík má nízkou zvukovou vodivost, ekvivalentní 1/5 běžného vzduchu. Použití dusíku může účinně snížit hluk pneumatik a zlepšit tichost jízdy.

(2) Zabraňte prasknutí pneumatiky a nedostatku vzduchu

Píchlé pneumatiky jsou nejčastější příčinou dopravních nehod. Podle statistik je 46 % dopravních nehod na dálnicích způsobeno defektem pneumatiky, z toho prasknutí pneumatiky tvoří 70 % celkových nehod pneumatik. Když auto jede, teplota pneumatik se zvýší v důsledku tření o zem. Zejména při jízdě vysokou rychlostí a nouzovém brzdění se teplota plynu v pneumatice rychle zvýší a tlak v pneumatice se prudce zvýší, takže existuje možnost prasknutí pneumatiky. Vysoké teploty způsobují stárnutí pryže pneumatiky, snižují únavovou pevnost a způsobují silné opotřebení běhounu, což je také důležitý faktor při možném prasknutí pneumatiky. Ve srovnání s běžným vysokotlakým vzduchem je vysoce čistý dusík bez kyslíku a neobsahuje téměř žádnou vodu ani olej. Má nízký koeficient tepelné roztažnosti, nízkou tepelnou vodivost, pomalý nárůst teploty, což snižuje rychlost akumulace tepla pneumatiky, je nehořlavý a nepodporuje hoření. , takže možnost prasknutí pneumatiky může být výrazně snížena.

(3) Prodlužte životnost pneumatik

Po použití dusíku je tlak v pneumatice stabilní a změna objemu je malá, což výrazně snižuje možnost nepravidelného tření pneumatiky, jako je opotřebení korunky, opotřebení ramen pneumatiky a excentrické opotřebení, a zvyšuje životnost pneumatiky; stárnutí pryže je ovlivněno molekulami kyslíku ve vzduchu Vlivem oxidace se po stárnutí snižuje její pevnost a elasticita a dochází ke vzniku trhlin. To je jeden z důvodů zkrácení životnosti pneumatik. Zařízení na separaci dusíku může v největší míře eliminovat kyslík, síru, olej, vodu a další nečistoty ve vzduchu, účinně snížit stupeň oxidace vnitřního obložení pneumatiky a korozi pryže a nebude korodovat kovový ráfek, čímž se prodlouží životnost pneumatiky. . Životnost také výrazně snižuje rezivění ráfku.

(4) Snižte spotřebu paliva a chraňte životní prostředí

Nedostatečný tlak v pneumatikách a zvýšený valivý odpor po zahřátí způsobí zvýšení spotřeby paliva při jízdě. Dusík, kromě toho, že udržuje stabilní tlak v pneumatikách a oddaluje snížení tlaku v pneumatikách, je suchý, neobsahuje olej ani vodu a má nízkou tepelnou vodivost. Funkce pomalého ohřevu snižuje nárůst teploty, když pneumatika běží, a deformace pneumatiky je malá, zlepšuje se přilnavost atd. a snižuje se valivý odpor, čímž je dosaženo účelu snížení spotřeby paliva.

2. Aplikace zmrazování kapalným dusíkem

1. Kryogenní medicína: chirurgie, kryogenní léčba, chlazení krve, zmrazení léků a kryogenní drcení atd.

2. Bioinženýrství: kryokonzervace a přeprava vzácných rostlin, rostlinných buněk, genetické zárodečné plazmy atd.

3. Zpracování kovů: zmrazení kovů, zmrazené ohýbání odlitků, vytlačování a broušení atd.

4. Zpracování potravin: zařízení pro rychlé zmrazování, zmrazování a přeprava potravin atd.

5. Letecká technika: odpalovací zařízení, studené zdroje místností pro simulaci vesmíru atd.

3. S pokrokem vědy a techniky a rozvojem ekonomické výstavby se rozsah použití dusíku stále více rozšiřuje a proniká do mnoha průmyslových odvětví a oblastí každodenního života.

1. Aplikace v tepelném zpracování kovů: Atmosférické tepelné zpracování na bázi dusíku se zápachem dusíku jako základní složkou je nová technologie a proces pro úsporu energie, bezpečnost, neznečišťování životního prostředí a plné využití přírodních zdrojů. Bylo prokázáno, že téměř všechny procesy tepelného zpracování, včetně kalení, žíhání, nauhličování, karbonitridace, měkké nitridace a rekarbonizace, lze dokončit pomocí plynné atmosféry na bázi dusíku. Kvalita zpracovaných kovových částí může být srovnatelná s kvalitou srovnatelnou s tradičním ošetřením endotermickou atmosférou. V posledních letech vývoj, výzkum a aplikace tohoto nového procesu doma i v zahraničí na vzestupu a dosáhly plodných výsledků.

Výrobci výroby dusíku – Čína a dodavatelé továrny na výrobu dusíku (xinfatools.com)

2. Aplikace v elektronickém průmyslu: Při výrobě elektronických součástek a polovodičových součástek je jako ochranný plyn potřeba používat dusík o čistotě více než 99,999 %. V současné době moje země používá vysoce čistý dusík jako nosný plyn a ochranný plyn ve výrobních procesech barevných televizních obrazovek, rozsáhlých integrovaných obvodů, tekutých krystalů a polovodičových křemíkových plátků.

3. Aplikace v procesu výroby chemických vláken: Vysoce čistý dusík se často používá jako ochranný plyn při výrobě chemických vláken, aby se zabránilo oxidaci produktů z chemických vláken během výroby a ovlivnění barvy. Čím vyšší je čistota dusíku, tím krásnější je barva produktů z chemických vláken. V současné době jsou některé nové továrny na chemická vlákna v mé zemi vybaveny zařízeními na vysoce čistý dusík.

4. Aplikace v rezidenčním skladování a konzervaci: V současné době je v zahraničí pro skladování obilí široce používána metoda těsnění skladů, plnění dusíkem a odstraňování vzduchu. I naše země tuto metodu úspěšně otestovala a vstoupila do fáze praktické propagace a aplikace. Použití výfukových plynů dusíku ke skladování zrn, jako je rýže, pšenice, ječmen, kukuřice a rýže, může zabránit hmyzu, horku a plísním, takže je lze udržovat v dobré kvalitě přes léto. Tato metoda spočívá v tom, že se zrno pevně uzavře plastovou tkaninou, nejprve se evakuuje do stavu nízkého vakua a poté se naplní dusíkem o čistotě asi 98 %, dokud se vnitřní a vnější tlaky nevyrovnají. To může připravit hromádku obilí o kyslík, snížit intenzitu dýchání zrna a inhibovat reprodukci mikroorganismů. Všichni vrty zemřou kvůli nedostatku kyslíku do 36 hodin. Tento způsob snižování kyslíku a hubení hmyzu nejen ušetří spoustu peněz (asi jedno procento nákladů na fumigaci vysoce toxickými léky, jako je fosfid zinečnatý), ale také zachovává čerstvost a nutriční hodnotu potravin a zabraňuje bakteriální infekci. a kontaminaci drogami.

Skladování a uchovávání ovoce, zeleniny, čaje atd. naplněné dusíkem je také nejpokročilejší metodou. Tato metoda dokáže zpomalit metabolismus ovoce, zeleniny, listů atd. v prostředí s vysokým obsahem dusíku a s nízkým obsahem kyslíku, jakoby se dostaly do stavu hibernace, brzdí dozrávání, a tím je udrží dlouho čerstvé. Podle testů jsou jablka skladovaná s dusíkem i po 8 měsících stále křupavá a lahodná a náklady na konzervaci jablek na kilogram jsou asi 1 desetník. Skladování naplněné dusíkem může výrazně snížit ztráty ovoce v hlavní sezóně, zajistit dodávky ovoce na mimosezónní trh, zlepšit kvalitu vyváženého ovoce a zvýšit devizové příjmy.

Čaj se odsaje a naplní dusíkem, to znamená, že se čaj vloží do dvouvrstvého sáčku z hliník-platiny (nebo nylonové polyethylen-hliníkové kompozitní fólie), odsaje se vzduch, vstříkne se dusík a sáček se uzavře. Po jednom roce bude kvalita čaje svěží, čajová polévka průzračná a jasná a chuť čistá a voňavá. Je zřejmé, že použití této metody k uchování čerstvého čaje je mnohem lepší než vakuové balení nebo zmrazení.

V současné době se stále mnoho potravin balí do vakuových nebo mražených obalů. Vakuové balení je náchylné k úniku vzduchu a zmrazené balení je náchylné k poškození. Žádný z nich není tak dobrý jako vakuové obaly plněné dusíkem.

5. Aplikace v letecké technice

Vesmír je studený, temný a ve vysokém vakuu. Když se lidé dostanou do nebe, musí nejprve provést experimenty se simulací vesmíru na zemi. Pro simulaci prostoru je nutné použít kapalný dusík a kapalné helium. Velké komory pro simulaci vesmíru ve Spojených státech spotřebují 300 000 metrů krychlových plynného dusíku za měsíc na provádění rozsáhlých simulačních testů v aerodynamickém tunelu. Na raketě, aby byl zajištěn bezpečný provoz zařízení na hořlavý a výbušný kapalný vodík, jsou na příslušných místech instalovány dusíkové hasicí přístroje. Vysokotlaký dusík je také tlakový napájecí plyn pro raketové palivo (kapalný vodík-kapalný kyslík) a čisticí plyn pro spalovací potrubí.

Před vzletem letadla nebo po přistání je pro zajištění bezpečnosti a zamezení nebezpečí výbuchu ve spalovací komoře motoru obvykle nutné vyčistit spalovací prostor motoru dusíkem.

Kromě toho se dusík používá také jako ochranný plyn v atomových reaktorech.

Stručně řečeno, dusík je stále více zvýhodňován z hlediska ochrany a pojištění. Poptávka po dusíku roste s rozvojem a důrazem průmyslu. S rychlým rozvojem ekonomické výstavby mé země se také rychle zvýší množství dusíku používaného v mé zemi.