工業(yè)級液氮

一、液氮的制備

液氮也稱液態(tài)氮，即為液態(tài)的氮氣，制備液氮，空氣在低溫條件下加壓，使空氣轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)空氣，然后蒸發(fā)。由于液態(tài)氮的沸點是－196℃（77K），比液態(tài)氧的沸點低，因此氮氣首先從液態(tài)空氣中蒸發(fā)出來。然后收集就可以得到氮氣，接著降溫加壓，就可以得到液氮。

二、工業(yè)級液氮

按照液氮純度用途分類，常分為食品級液氮，工業(yè)級液氮。食品級液氮純度較高，因為要考慮到人食用安全，純度達(dá)到5個9即99.999%。工業(yè)級液氮純度不如食品級液氮純度那么高，不同的行業(yè)對液氮純度的要求也不一樣。

三、工業(yè)級液氮的應(yīng)用

食品級液氮的應(yīng)用像液氮冰淇淋、液氮餅干，醫(yī)學(xué)方面液氮冷凍、麻醉也需要高純度的液氮。工業(yè)級液氮應(yīng)用在其他行業(yè)如化工、電子器件、冶金工業(yè)等，因為對液氮純凈度有有不一樣的規(guī)定。

工業(yè)級液氮應(yīng)用在：

1、超導(dǎo)技術(shù)

超導(dǎo)體得天獨厚的特性，使它可能在各種領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。以液氮代替液態(tài)氦作超導(dǎo)制冷劑獲得超導(dǎo)體，使超導(dǎo)技術(shù)走向大規(guī)模開發(fā)應(yīng)用，認(rèn)為是2 0世紀(jì)科學(xué)上偉大的發(fā)現(xiàn)之一。   

2、電子元件制造與檢測

液氮是一種更快和更有效的屏蔽和測試電子元器、電路板的方法。

3、低溫球磨技術(shù)

由于液氮的制冷作用，液氮被注入到低溫研磨機中來保護有價值的成分，同時也增加了研磨產(chǎn)量。這些冷氣將高速旋轉(zhuǎn)的球磨罐產(chǎn)生的熱量及時吸收，使裝有物料、磨球的球磨罐始終處于一定的低溫環(huán)境中。利用液氮淬冷協(xié)同高溫解凍進行物料破壁具有效果好、破壁率高、速度快及物料生理活性保持穩(wěn)定、不受污染等特點。廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、環(huán)保、輕工、建材、冶金、陶瓷、礦產(chǎn)等部門。

4、綠色切削加工技術(shù)

低溫切削是利用低溫流體如液氮、液態(tài)二氧化碳和冷風(fēng)等噴向加工系統(tǒng)的切削區(qū)域，造成切削區(qū)的局部低溫或超低溫狀態(tài)，利用工件在低溫條件下產(chǎn)生的低溫脆性，提高工件的切削加工性、刀具壽命和工件表面質(zhì)量。液氮冷卻切削主要有兩種應(yīng)用形式，一種是利用瓶裝壓力將液氮像切削液一樣直接噴射到切削區(qū)；另一種是利用液氮受熱蒸發(fā)循環(huán)來間接冷卻刀具或工件。目前低溫切削加工主要應(yīng)用于鈦合金、高錳鋼、淬硬鋼等難加工材料的加工中。

5、航天工業(yè)

酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心特燃站生產(chǎn)液氮，它是火箭燃料的推送劑，大量的液氮用高壓把火箭燃料推向燃燒室。 

6、工業(yè)級液氮滅火

采用氮氣井下滅火，火勢被迅速撲滅，同時又消除了瓦斯爆炸危險等。為什么選擇液氮：因為比其它方法冷卻得更快，并且不與其它物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)，大大地節(jié)省空間，提供了干燥的氣氛，它是環(huán)保的（液氮使用后直接揮發(fā)成氣體返回大氣中，不會留下任何污染），它用起來簡單方便。

7、工業(yè)級液氮的其他應(yīng)用

應(yīng)用于高溫超導(dǎo)電力電纜開發(fā)；

應(yīng)用于緊急維修中對液體管道進行凍結(jié)；

應(yīng)用于物質(zhì)的低溫穩(wěn)定和低溫淬火；

液氮冷裝配技術(shù)(熱脹冷縮現(xiàn)象在工業(yè)中的應(yīng)用)也廣泛使用；

液氮人工增雨技術(shù)；

液氮排液技術(shù)及時降液誘噴，正在不斷深入研究。

四、工業(yè)級液氮的儲存

1、安全操作：

使用液氮的操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員穿防寒服，戴防寒手套。防止氣體泄漏到工作場所空氣中。搬運時輕裝輕卸,防止鋼瓶及附件破損，儲槽必須定時巡檢增壓盤等，保持無故障狀態(tài)，運輸工具內(nèi)不可人貨同車，且保持封閉空間內(nèi)的通風(fēng)情況，裝卸時嚴(yán)禁傾倒、滾動儲槽，裝后應(yīng)加裝防倒翻措施，應(yīng)配備泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。將液氮儲存于陰涼、通風(fēng)的庫房。庫溫不宜超過30°C。儲區(qū)也應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。

2、儲存方式：

如果使用量較小，單位為升，可以使用液氮專用的低溫液氮容器，常用容器規(guī)格為10L、20L、 30L容器體積小，方便即時使用,快捷便利。如果使用量較大，單位為噸，可以使用低溫液氮儲罐，常用規(guī)格為5立方、10立方、15立方、30立方、50立方等等，適用于工業(yè)生產(chǎn)或者食品速凍廠液氮用量較大的廠家使用。在使用液氮的過程中，需要提供良好的自然通風(fēng)，在維護儲罐設(shè)施只能經(jīng)過授權(quán)與培訓(xùn)的人員才能維護和操作，在發(fā)現(xiàn)安全問題后需要及時上報。

五、工業(yè)級液氮的物理性質(zhì)：
　　分子量     28
　　密度       1.2507kg/m3
　　沸點       -195.8℃
　　熔點       -209.9℃
　　臨界溫度   -147℃
　　臨界壓力   33.5大氣壓
　　臨界密度   0.3l公斤/公斤
　　液態(tài)密度   0.8l公斤/公斤（沸點）
　　蒸發(fā)潛熱   161.19千焦耳/公斤
　　定壓比熱   1.034千焦耳/公斤.℃
　　執(zhí)傳導(dǎo)率   2.28x10-4焦耳/厘米.秒.℃