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氮是一种双原子气体,在地球大气层中的含量为78.09%。同时,氮也是所有生命形式的蛋白质物质、某些天然气碳氢化合物储层和许多有机化合物的组成部分。氮气无色、无臭、无臭,沸点为-196°C,反应性低。自1902年德国科学家卡尔·冯·林德通过精馏液态空气成功分离氮气和氧气以来,氮气已被广泛应用于许多行业:

食品饮料行业

为了储存冷冻方便的食品,食品行业经常使用液氮作为低温介质。液氮以极快的速度使细胞内和周围的水结晶,低温冷冻可以产生微小的晶体,使细胞保持原始状态,并保持食物的新鲜度、味道和质地。氮气通常作为一种特殊的混合物用于改良气氛包装(MAP),以防止结块,稳定霉菌,并通过取代周围环境中的氧气来防止食品和饮料的氧化。在低温烹饪中,液氮的使用也非常广泛,也启发了一些顶级大师烹饪。例如,如果你在-196°C的液氮中滴下一勺含有水果和烈酒的慕斯,就会立即形成一个坚硬的外部冷冻球,而内部核心仍然是温暖的液体。同样,这项技术可以用来为融化的巧克力形成一个冷冻外壳,温度从-80°C突然下降到-20°C,为客人提供愉快的烹饪体验。

化学工业

氮气为容器和易氧化的化学品创造了惰性气氛,创造了低氧环境,降低了安全风险,保持了产品质量;驱动管道中的液体流动;氮气也被用来生产氨等化学物质。

建筑施工

氮气可以限制混凝土混合物的浇筑温度,避免裂缝的形成;液氮具有安全快速冷冻的特性,对环境无害,可以保证地基稳定。它被广泛用于地下和隧道工程中的冻结基质,以实现土壤稳定等功能。

石油的提取和精炼

在高压下向油井注入氮气可以提高生产效率并维持油气藏的压力;使用惰性氮气来保护储存空间和产品的装载和卸载;用氮气清洗地下天然气管道可以去除危险的反应物质;从废液中去除挥发性有机化合物(VOCs)或降低源液的温度。

金属生产和加工

在钢、铜和铝等金属的高温退火炉、渗碳炉和烧结炉的运行过程中,使用氮气作为保护气体;它也可以用于挤出和冷却模具;在金属部件之间的组装过程中实现吸引,以便于组装;用作焊接不锈钢管道的吹扫气。氮气也可用于支持等离子切割。

研究和医疗服务

氮气可用于血液、组织、精液和其他生物样本的冷冻保存;低温手术和皮肤病治疗过程中对病变组织的冷冻保存和破坏;在磁共振成像(MRI)的预冷却和隔离中,可以使用氮气代替昂贵的氦气。

 

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