工業級液氮

一、液氮的制備

液氮也稱液態氮，即為液態的氮氣，制備液氮，空氣在低溫條件下加壓，使空氣轉變為液態空氣，然后蒸發。由于液態氮的沸點是－196℃（77K），比液態氧的沸點低，因此氮氣首先從液態空氣中蒸發出來。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、工業級液氮

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

三、工業級液氮的應用

食品級液氮的應用像液氮冰淇淋、液氮餅干，醫學方面液氮冷凍、麻醉也需要高純度的液氮。工業級液氮應用在其他行業如化工、電子器件、冶金工業等，因為對液氮純凈度有有不一樣的規定。

工業級液氮應用在：

1、超導技術

超導體得天獨厚的特性，使它可能在各種領域得到廣泛的應用。以液氮代替液態氦作超導制冷劑獲得超導體，使超導技術走向大規模開發應用，認為是2 0世紀科學上偉大的發現之一。   

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

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量。這些冷氣將高速旋轉的球磨罐產生的熱量及時吸收，使裝有物料、磨球的球磨罐始終處于一定的低溫環境中。利用液氮淬冷協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定、不受污染等特點。廣泛應用于醫藥、化工、環保、輕工、建材、冶金、陶瓷、礦產等部門。

4、綠色切削加工技術

低溫切削是利用低溫流體如液氮、液態二氧化碳和冷風等噴向加工系統的切削區域，造成切削區的局部低溫或超低溫狀態，利用工件在低溫條件下產生的低溫脆性，提高工件的切削加工性、刀具壽命和工件表面質量。液氮冷卻切削主要有兩種應用形式，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；另一種是利用液氮受熱蒸發循環來間接冷卻刀具或工件。目前低溫切削加工主要應用于鈦合金、高錳鋼、淬硬鋼等難加工材料的加工中。

5、航天工業

酒泉衛星發射中心特燃站生產液氮，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，并且不與其它物質起化學反應，大大地節省空間，提供了干燥的氣氛，它是環保的（液氮使用后直接揮發成氣體返回大氣中，不會留下任何污染），它用起來簡單方便。

7、工業級液氮的其他應用

應用于高溫超導電力電纜開發；

應用于緊急維修中對液體管道進行凍結；

應用于物質的低溫穩定和低溫淬火；

液氮冷裝配技術(熱脹冷縮現象在工業中的應用)也廣泛使用；

液氮人工增雨技術；

液氮排液技術及時降液誘噴，正在不斷深入研究。

四、工業級液氮的儲存

1、安全操作：

使用液氮的操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。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，運輸工具內不可人貨同車，且保持封閉空間內的通風情況，裝卸時嚴禁傾倒、滾動儲槽，裝后應加裝防倒翻措施，應配備泄漏應急處理設備。將液氮儲存于陰涼、通風的庫房。庫溫不宜超過30°C。儲區也應備有泄漏應急處理設備。

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，常用規格為5立方、10立方、15立方、30立方、50立方等等，適用于工業生產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，在維護儲罐設施只能經過授權與培訓的人員才能維護和操作，在發現安全問題后需要及時上報。

五、工業級液氮的物理性質：
　　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
　　液態密度   0.8l公斤/公斤（沸點）
　　蒸發潛熱   161.19千焦耳/公斤
　　定壓比熱   1.034千焦耳/公斤.℃
　　執傳導率   2.28x10-4焦耳/厘米.秒.℃