Uporaba dušika v različnih industrijah
1. Uporaba dušika
Dušik je brezbarven, nestrupen inertni plin brez vonja. Zato se plin dušik pogosto uporablja kot zaščitni plin. Tekoči dušik se pogosto uporablja kot zamrzovalno sredstvo, ki je lahko v stiku z zrakom. Je zelo pomemben plin. , so nekatere tipične uporabe naslednje:
1. Obdelava kovin: vir dušikovega plina za toplotne obdelave, kot so svetlo kaljenje, svetlo žarjenje, nitriranje, nitrokarburizacija, mehka karbonizacija itd.; zaščitni plin med procesi varjenja in sintranja v prašni metalurgiji itd.
2. Chemical synthesis: Nitrogen is mainly used to synthesize ammonia. Reakcijska formula je N2+3H2=2NH3 (pogoji so visok tlak, visoka temperatura in katalizator. Reakcija je reverzibilna reakcija) ali sintetična vlakna (najlon, akril), sintetična smola, sintetični kavčuk itd. pomembne surovine. Dušik je hranilo, ki se lahko uporablja tudi za izdelavo gnojil. For example: ammonium bicarbonate NH4HCO3, ammonium chloride NH4Cl, ammonium nitrate NH4NO3, etc.
3. Elektronska industrija: vir dušika za obdelavo velikih integriranih vezij, barvnih televizijskih slikovnih cevi, televizijskih in radijskih komponent ter polprevodniških komponent.
4. Metalurška industrija: zaščitni plin za kontinuirno litje, kontinuirno valjanje in žarjenje jekla; kombinirano vpihovanje dušika na vrhu in na dnu konverterja za proizvodnjo jekla, tesnjenje za konvertersko proizvodnjo jekla, tesnjenje za vrh plavža, plin za vbrizgavanje premoga v prahu za proizvodnjo železa v plavžu itd.
5. Konzerviranje hrane: z dušikom napolnjeno shranjevanje in konzerviranje žit, sadja, zelenjave itd.; embalaža za konzerviranje mesa, sira, gorčice, čaja in kave itd., napolnjena z dušikom; konzerviranje sadnih sokov, surovih olj in marmelad, itd., napolnjeno z dušikom in brez kisika; različne stekleničke za čiščenje in prekrivanje vina itd.
6. Farmacevtska industrija: Z dušikom napolnjeno shranjevanje in konzerviranje tradicionalne kitajske medicine (kot je ginseng); Injekcije zahodne medicine, napolnjene z dušikom; Shranjevanje in posode, napolnjene z dušikom; Vir plina za pnevmatski transport zdravil itd.
7. Kemična industrija: zaščitni plin pri zamenjavi, čiščenju, tesnjenju, odkrivanju puščanja, suhem gašenju koksa; plin, ki se uporablja pri regeneraciji katalizatorjev, frakcioniranju nafte, proizvodnji kemičnih vlaken itd.
8. Industrija gnojil: surovine za dušikova gnojila; plin za zamenjavo, tesnjenje, pranje in zaščito katalizatorja.
9. Plastična industrija: pnevmatski prenos plastičnih delcev; antioksidacija pri proizvodnji in skladiščenju plastike itd.
10. Gumarska industrija: pakiranje in skladiščenje gume; proizvodnja pnevmatik itd.
11. Steklarska industrija: zaščitni plin v procesu proizvodnje float stekla.
12. Naftna industrija: polnjenje in čiščenje dušika v skladiščih, posodah, stolpih za katalitski kreking, cevovodih itd.; testiranje tesnosti zračnega tlaka cevovodnih sistemov itd.
13. razvoj nafte na morju; plinsko pokrivanje ploščadi pri črpanju nafte na morju, tlačno vbrizgavanje dušika za črpanje nafte, inertiranje skladiščnih rezervoarjev, kontejnerjev itd.
14. Skladiščenje: Da preprečite vnetje in eksplozijo vnetljivih materialov v kleteh in skladiščih, jih napolnite z dušikom.
15. Pomorski promet: plin, ki se uporablja za čiščenje in zaščito tankerjev.
16. Letalska in vesoljska tehnologija: ojačevalnik raketnega goriva, plin za zamenjavo izstrelitvene ploščadi in varnostni zaščitni plin, plin za nadzor astronavtov, soba za vesoljske simulacije, čistilni plin za cevovode za gorivo letal itd.
17. Uporaba v naftni, plinski in premogovniški industriji: Polnjenje naftne vrtine z dušikom ne more samo povečati tlaka v vrtini in povečati proizvodnje nafte, ampak se lahko dušik uporablja tudi kot blazina pri merjenju vrtalnih cevi , pri čemer se popolnoma izognemo tlaku blata v vrtini. Možnost zmečkanja spodnjega cevnega stebra. In addition, nitrogen is also used in downhole operations such as acidification, fracturing, hydraulic blowholes, and hydraulic packer setting. Filling natural gas with nitrogen can reduce the calorific value. When replacing pipelines with crude oil, liquid nitrogen can be used to burn and inject materials at both ends to solidify and seal them.
18. Drugo:
A. Barve in premazi so napolnjeni z dušikom in kisikom, da se prepreči polimerizacija sušenja olja; rezervoarji za shranjevanje nafte in zemeljskega plina, kontejnerji in transportni cevovodi so napolnjeni z dušikom in kisikom itd.
B. Avtomobilske gume
(1) Izboljšajte stabilnost in udobje pri vožnji s pnevmatikami
Dušik je skoraj inerten dvoatomni plin z izjemno neaktivnimi kemijskimi lastnostmi. Molekule plina so večje od molekul kisika, niso nagnjene k toplotnemu raztezanju in krčenju ter imajo majhno območje deformacije. Njegova stopnja prodiranja v bočnico pnevmatike je približno 30 do 40 % počasnejša kot pri zraku in lahko vzdržuje stabilizacijo tlaka v pnevmatiki, izboljša stabilnost pnevmatike pri vožnji in zagotavlja udobje pri vožnji; dušik ima nizko zvočno prevodnost, enako 1/5 navadnega zraka. Uporaba dušika lahko učinkovito zmanjša hrup pnevmatik in izboljša tišino vožnje.
(2) Preprečite, da bi pnevmatika raznesla in zmanjkalo zraka
Prazne pnevmatike so glavni vzrok prometnih nesreč. Po statističnih podatkih je 46 % prometnih nesreč na avtocestah posledica okvare pnevmatik, od tega prepih pnevmatik predstavlja 70 % vseh nesreč zaradi pnevmatik. Med vožnjo se bo temperatura pnevmatike zaradi trenja s podlago dvignila. Especially when driving at high speed and emergency braking, the temperature of the gas in the tire will rise rapidly and the tire pressure will increase sharply, so there is a possibility of tire blowout. High temperatures cause the tire rubber to age, reduce fatigue strength, and cause severe tread wear, which is also an important factor in possible tire blowout. V primerjavi z običajnim visokotlačnim zrakom je dušik visoke čistosti brez kisika in skoraj ne vsebuje vode ali olja. It has low thermal expansion coefficient, low thermal conductivity, slow temperature rise, which reduces the speed of tire heat accumulation, and is non-flammable and does not support combustion. , zato se lahko močno zmanjša možnost, da pnevmatika eksplodira.
(3) Podaljšajte življenjsko dobo pnevmatik
Po uporabi dušika je tlak v pnevmatiki stabilen in sprememba prostornine je majhna, kar močno zmanjša možnost nepravilnega trenja pnevmatike, kot so obraba krone, obraba ramen pnevmatike in ekscentrična obraba, ter poveča življenjsko dobo pnevmatike; na staranje gume vplivajo molekule kisika v zraku. Zaradi oksidacije se njena trdnost in elastičnost po staranju zmanjšata in pride do razpok. To je eden od razlogov za krajšanje življenjske dobe pnevmatik. Naprava za ločevanje dušika lahko v največji meri odstrani kisik, žveplo, olje, vodo in druge nečistoče v zraku, s čimer učinkovito zmanjša stopnjo oksidacije notranje obloge pnevmatike in gumijasto korozijo ter ne bo razjedla kovinskega platišča in podaljšala življenjsko dobo pnevmatike . Življenjska doba močno zmanjša tudi rjo platišča.
(4) Zmanjšajte porabo goriva in zaščitite okolje
Nezadosten tlak v pnevmatikah in povečan kotalni upor po segrevanju povzročita večjo porabo goriva med vožnjo. Poleg tega, da dušik vzdržuje stabilen tlak v pnevmatikah in zadržuje zmanjšanje tlaka v pnevmatikah, je suh, ne vsebuje olja ali vode in ima nizko toplotno prevodnost. , funkcija počasnega segrevanja zmanjša dvig temperature, ko pnevmatika teče, in deformacija pnevmatike je majhna, oprijem je izboljšan itd., kotalni upor pa je zmanjšan, s čimer se doseže namen zmanjšanja porabe goriva.
2. Uporaba zamrzovanja s tekočim dušikom
1. Kriogena medicina: kirurgija, kriogeno zdravljenje, hlajenje krvi, zamrzovanje zdravil in kriogeno drobljenje itd.
2. Bioinženiring: kriokonzervacija in transport dragocenih rastlin, rastlinskih celic, genetske zarodne plazme itd.
3. Obdelava kovin: obdelava kovine z zamrzovanjem, krivljenje zamrznjene litine, ekstrudiranje in brušenje itd.
4. Predelava hrane: oprema za hitro zamrzovanje, zamrzovanje in transport hrane itd.
5. Letalska in vesoljska tehnologija: lansirne naprave, hladni viri prostorov za simulacijo vesolja itd.
3. Z napredkom znanosti in tehnologije ter razvojem gospodarske gradnje je obseg uporabe dušika postajal vedno širši in je prodrl v številne industrijske sektorje in področja vsakdanjega življenja.
1. Uporaba pri toplotni obdelavi kovin: Toplotna obdelava atmosfere na osnovi dušika z dušikovim vonjem kot osnovno komponento je nova tehnologija in postopek za varčevanje z energijo, varnost, ne-onesnaževanje okolja in popolno izrabo naravnih virov. Dokazano je bilo, da je skoraj vse postopke toplotne obdelave, vključno s kaljenjem, žarjenjem, naogljičenjem, karbonitriranjem, mehkim nitriranjem in ponovnim naogljičenjem, mogoče dokončati z uporabo plinske atmosfere na osnovi dušika. Kakovost obdelanih kovinskih delov je lahko primerljiva s tradicionalno obdelavo v endotermni atmosferi. V zadnjih letih so razvoj, raziskave in uporaba tega novega procesa doma in v tujini v vzponu in dosegajo plodne rezultate.
2. Uporaba v elektronski industriji: V proizvodnem procesu elektronskih komponent in polprevodniških komponent je treba kot zaščitni plin uporabiti dušik s čistostjo nad 99,999 %. Moja država trenutno uporablja dušik visoke čistosti kot nosilni plin in zaščitni plin v proizvodnih procesih barvnih televizijskih slikovnih cevi, velikih integriranih vezij, tekočih kristalov in polprevodniških silicijevih rezin.
3. Uporaba v proizvodnem procesu kemičnih vlaken: Dušik visoke čistosti se pogosto uporablja kot zaščitni plin pri proizvodnji kemičnih vlaken, da se prepreči oksidacija izdelkov iz kemičnih vlaken med proizvodnjo in vpliva na barvo. Večja kot je čistost dušika, lepša je barva izdelkov iz kemičnih vlaken. Dandanes so nekatere nove tovarne kemičnih vlaken v moji državi opremljene z napravami za dušik visoke čistosti.
4. Uporaba v stanovanjskem skladiščenju in konzerviranju: Trenutno se v tujini za shranjevanje zrn pogosto uporablja metoda zapiranja skladišč, polnjenja z dušikom in odstranjevanja zraka. Tudi naša država je to metodo uspešno preizkusila in vstopila v fazo praktične promocije in uporabe. Uporaba dušikovih izpušnih plinov za shranjevanje zrn, kot so riž, pšenica, ječmen, koruza in riž, lahko prepreči insekte, vročino in plesen, tako da jih je mogoče ohraniti dobre kakovosti skozi poletje. Ta metoda je, da zrno tesno zaprete s plastično krpo, ga najprej izpraznite do stanja nizkega vakuuma, nato pa ga napolnite z dušikom s čistostjo približno 98 %, dokler notranji in zunanji tlak nista uravnotežena. This can deprive the grain pile of oxygen, reduce the respiration intensity of the grain, and inhibit the reproduction of microorganisms. Vse vrtalke poginejo zaradi pomanjkanja kisika v 36 urah. Ta metoda zmanjševanja kisika in uničevanja žuželk ne le prihrani veliko denarja (približno en odstotek stroškov zaplinjevanja z zelo strupenimi zdravili, kot je cinkov fosfid), ampak tudi ohranja svežino in hranilno vrednost hrane ter preprečuje bakterijsko okužbo. in kontaminacijo z zdravili.
Z dušikom napolnjeno shranjevanje in konzerviranje sadja, zelenjave, čaja itd. je tudi najbolj napredna metoda. Ta metoda lahko upočasni metabolizem sadja, zelenjave, listov itd. v okolju z visoko vsebnostjo dušika in nizko vsebnostjo kisika, kot da bi prešli v stanje mirovanja, zavirajo naknadno zorenje in tako ohranjajo svežino dolgo časa. Glede na teste so jabolka, shranjena z dušikom, po 8 mesecih še vedno hrustljava in okusna, strošek konzerviranja jabolk na kilogram pa je približno 1 cent. Skladiščenje, napolnjeno z dušikom, lahko močno zmanjša izgubo sadja na vrhuncu sezone, zagotovi ponudbo sadja na trgu izven sezone, izboljša kakovost izvoženega sadja in poveča dohodek v tuji valuti.
Čaj je vakuumiran in napolnjen z dušikom, kar pomeni, da se čaj postavi v dvoslojno aluminijasto-platinasto (ali najlonsko polietilen-aluminijevo kompozitno folijo) vrečko, izvleče zrak, vbrizga dušik in vrečko zapre. Po enem letu bo kakovost čaja sveža, čajna juha bo bistra in svetla, okus pa čist in dišeč. Očitno je uporaba te metode za shranjevanje svežega čaja veliko boljša od vakuumske embalaže ali embalaže za zamrzovanje.
Trenutno je veliko živil še vedno pakiranih v vakuumsko ali zamrznjeno embalažo. Vakuumska embalaža je nagnjena k uhajanju zraka, zamrznjena embalaža pa je nagnjena k kvarjenju. Nobena od njih ni tako dobra kot vakuumska embalaža, napolnjena z dušikom.
5. Uporaba v vesoljski tehnologiji
Vesolje je hladno, temno in v visokem vakuumu. Ko gredo ljudje v nebesa, morajo najprej izvesti poskuse vesoljske simulacije na tleh. Za simulacijo vesolja je treba uporabiti tekoči dušik in tekoči helij. Komore za velike vesoljske simulacije v Združenih državah Amerike porabijo 300.000 kubičnih metrov dušikovega plina na mesec za izvajanje obsežnih simulacijskih testov v vetrovniku. Na raketi so zaradi zagotavljanja varnega delovanja vnetljive in eksplozivne naprave na tekoči vodik na ustreznih mestih nameščeni dušikovi gasilniki. Visokotlačni dušik je tudi tlačni dovodni plin za raketno gorivo (tekoči vodik-tekoči kisik) in čistilni plin za zgorevalni cevovod.
Preden letalo vzleti ali po pristanku, je zaradi zagotavljanja varnosti in preprečitve nevarnosti eksplozije v zgorevalni komori motorja običajno potrebno očistiti zgorevalno komoro motorja z dušikom.
Skratka, dušik je vedno bolj naklonjen z vidika zaščite in zavarovanja. Povpraševanje po dušiku narašča z razvojem in poudarkom industrije. S hitrim razvojem gospodarske izgradnje moje države se bo tudi količina dušika, uporabljenega v moji državi, hitro povečala.
Čas objave: 27. februarja 2024
