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氮气简介:
氮气,常况下是一种无色无味无嗅的气体,且通常无毒。氮气占大气总量的78.12%(体积分数),是空气的主要成份。常温下为气体,在标准大气压下,冷却至-195.8℃时,变成没有颜色的液体,冷却至-209.86℃时,液态氮变成雪状的固体。氮气的化学性质很稳定,常温下很难跟其他物质发生反应,但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化,用来制取对人类有用的新物质。
工业氮(GB/T3864-2008)
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项目名称
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指标
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氮气(N2)含量(体积分数)/10-2
≥
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99.2
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氧(O2)含量(体积分数)/10-2
≤
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0.8
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游离水
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无游离水
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纯氮、高纯氮、超纯氮(GB/T8979-2008)
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项目名称
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指标
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超纯氮
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高纯氮
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纯氮
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氮气(N2)的体积分数/10-2
≥
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99.9999
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99.999
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99.99
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氧气(O2)的体积分数/10-6
≤
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0.1
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3
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50
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氩(Ar)的体积分数/10-6
≤
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2
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—
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—
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氢气(H2)的体积分数/10-6
≤
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0.1
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1
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15
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一氧化碳(CO)的体积分数/10-6
≤
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0.1
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1
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5
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二氧化碳(CO2)的体积分数/10-6
≤
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0.1
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1
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10
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甲烷(CH4)的体积分数/10-6
≤
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0.1
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1
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5
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水分/10-6
≤
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0.5
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3
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15
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注:表中纯度和含量均以体积分数表示(V/V)。
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氮的用途
氮主要用于合成氨,反应式为N2+3H2=2NH3(
条件为高压,高温、和催化剂。反应为可逆反应)还是合成纤维(锦纶、腈纶),合成树脂,合成橡胶等的重要原料。由于氮的化学惰性,常用作保护气体。以防止某些物体暴露于空气时被氧所氧化,用氮气填充粮仓,可使粮食不霉烂、不发芽,长期保存。液氨还可用作深度冷冻剂。作为冷冻剂在医院做除斑,包,豆等的手术时常常也使用,即将斑,包,豆等冻掉,但是容易出现疤痕,并不建议使用。
氮是一种营养元素还可以用来制作化肥,包括铵肥和硝酸盐,。例如:碳酸氢铵NH4HCO3,氯化铵NH4Cl,硝酸铵NH4NO3,硝酸钾KNO3等等。
氮气几乎为惰性的双原子气体,化学性质极不活泼,气体分子比氧分子大,不易热涨冷缩,变形幅度小,其渗透轮胎胎壁的速度比空气慢约30~40%,
能保持稳定胎压,提高轮胎行驶的稳定性,保证驾驶的舒适性;氮气的音频传导性低,相当于普通空气的1/5,使用氮气能有效减少轮胎的噪音,提高行驶的宁静度。
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防止爆胎和缺气碾行
爆胎是公路交通事故中的头号杀手,据统计,在高速公路上有46%的交通事故是由于轮胎发生故障引起的,其中爆胎一项就占轮胎事故总量的70%。汽车行驶时,轮胎温度会因与地面磨擦而升高,尤其在高速行驶及紧急刹车时,胎内气体温度会急速上升,胎压骤增,所以会有爆胎的可能。而高温导致轮胎橡胶老化,疲劳强度下降,胎面磨损剧烈,又是可能爆胎的重要因素。而与一般高压空气相比,高纯度氮气因为无氧且几乎不含水份不含油,其热膨胀系数低,热传导性低,升温慢,降低了轮胎聚热的速度,不可然也不助然等特性,所以可大大地减少爆胎的几率。
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延长轮胎使用寿命
使用氮气后,胎压稳定体积变化小,大大降低了轮胎不规则磨擦的可能性,如冠磨、胎肩磨、偏磨,提高了轮胎的使用寿命;橡胶的老化是受空气中的氧分子氧化所致,老化后其强度及弹性下降,且会有龟裂现象,这时造成轮胎使用寿命缩短的原因之一。氮气分离装置能极大限度地排除空气中的氧气、硫、油、水和其它杂质,有效降低了轮胎内衬层的氧化程度和橡胶被腐蚀的现象,不会腐蚀金属轮辋,延长了轮胎的使用寿命,也极大程度减少轮辋生锈的状况。
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减少油耗,保护环保
轮胎胎压的不足与受热后滚动阴力的增加,会造成汽车行驶时的油耗增加;而氮气除了可以维持稳定的胎压,延缓胎压降低之外,其干燥且不油不含水,热传导性低,升温慢的特性,减低了轮胎行走时温度的提高,以及变形小抓地力提高等,降低了滚动阻力,从而达到减少油耗的目的。美国有关方面作过轮胎充氮气和充空气的对比实验,实验后统计结果表明,充氮气的比充空气的轮胎多跑26%的里程。充氮轮胎,可以按设计的胎压进行充气,可达到汽车设计时的油耗指标。实验证明,充氮轮胎比充空气轮胎节油2-10%。有效减少了空气污染。巴西人实践过,氮气充胎行驶了五万公里仍不需要补气。氮气轮胎比空气轮胎更耐磨损,在未达到踏面损耗指标之前就破损的轮胎中,充氮气轮胎平均跑的里程比充空气轮胎多出48%