液氮和现场制氮比较

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液氮的用途

液氮在材料热处理中的应用（液氮的用途）一、液体状态的氮液氮即液体状态的氮。

液氮可以通过专门的设备制取，也可以在制取液氧的过程中作为副产品而得到。

液氮具有很低的温度，其沸点为-195.8℃，可以用作深冷剂。

液氮还可以从液态变为气态，成为氮气，可以作为保护气体通人热处理炉内。

在空气中，氮气所占的比例最大。

液氮也不像液氧那样易燃、易爆，所以，液氮具有资源丰富、安全性较好等优点，存材料热处理方面有着以下主要用途。

二、液氮在真空热处理中的应用真空热处理是国内外正在采用的比较先进的热处理方法，在真空热处理中，往往离不开使用氮气。

例如，当钢铁件在真空炉中加热时，若真空程度过高，则为防止工件材料中的合金元素挥发，需对炉中回充适量的氮气，以提离炉内微量气体的压力。

又如，在真空加热油淬的真空淬火过程中，有时为了保证或提高淬火油的冷却能力，需在工件冷却之前，向真空炉中回充足够的氮气。

在高压气淬时，需要快速向真空炉中充入高于一个大气压的氮气。

在钢件真空回火时，在抽真空后需回充氮气以实现炉内保护气体循环均匀加热，以及实现回火后的快速冷却。

真空热处理所需的氮气，有各种不同的来源。

由于液氮的密度远比氮气大，体积远比氮气小，便于运输和贮藏，而且在大量供应时价格也较便宜。

所以，液氮是真空热处理所用氮气的重要来源之一。

在国外和我国上海等地，有不少厂家就使用较大的专用储存罐，存放由液氮供应厂商专车运送来的液氮，并将由液氮逐渐汽化而成的氮气用于真空热处理。

他们认为，使用液氮比使用瓶装氮气或采用制氮机制氮经济合算。

当然，是用液氮合算，还是用瓶装氮气或制氮机供氮合算，这与当地的气源条件、以及热处理生产厂用氮气量的大小等具体情况有关。

液氮的价格不仅与其纯度的高低有关，与一次购入量的多少也有关。

例如在2003年春季和夏季，湘潭有一家制氧厂生产销售的液氮，一次购1000L以上时，售价为每升1元；若零售，则每升4元。

三、液氮在材料深冷处理中的应用精密量具和一些精密器件，要求其组织稳定，在使用和储存中不变形。

工业制取氮气的方法

工业制取氮气的方法一、引言氮气是一种广泛应用于工业领域的气体，常用于气体保护、制冷、气体填充等方面。

本文将介绍工业制取氮气的常见方法。

二、常见的工业制取氮气的方法1. 空分法空分法是工业制取氮气最常用的方法之一。

该方法基于空气中氧气和氮气的分子质量不同，通过分离和纯化空气中的氮气来制取。

具体步骤如下：（1）压缩空气：将自然界中的空气经过压缩机进行压缩，使其达到一定的压力。

（2）冷却空气：将压缩空气通过冷却器进行冷却，使其温度降低。

（3）分离空气：将冷却后的空气通过分离器进行分离，利用分子筛或膜分离技术将其中的氧气和杂质分离出来，得到纯净的氮气。

2. 液氮蒸发法液氮蒸发法利用液态氮气的低沸点，将液态氮气放置在容器中，通过自然蒸发将氮气释放出来。

具体步骤如下：（1）制备液态氮气：将空气通过压缩机和冷凝器进行冷却压缩，使其变为液态氮气。

（2）蒸发氮气：将液态氮气装入容器中，放置在适当的环境条件下，使其自然蒸发释放氮气。

3. 膜分离法膜分离法是一种利用气体在膜上的渗透性差异来分离气体的方法。

该方法通过选择性渗透膜，使氮气可以通过而其他气体无法通过，从而实现氮气的制取。

具体步骤如下：（1）选择合适的膜：根据氮气和其他气体的渗透性差异，选择适合的膜材料和膜结构。

（2）膜分离：将压缩空气通过膜分离设备，利用膜的渗透性差异，将其中的氮气分离出来。

4. 活性炭吸附法活性炭吸附法是一种利用活性炭对氮气和其他气体的吸附性差异来分离气体的方法。

具体步骤如下：（1）选择合适的活性炭：根据氮气和其他气体的吸附性差异，选择适合的活性炭材料。

（2）吸附氮气：将压缩空气通过活性炭吸附装置，利用活性炭对氮气的高选择性吸附，将其中的氮气吸附下来。

（3）脱附氮气：通过改变温度或压力等条件，使活性炭释放吸附的氮气。

三、总结工业制取氮气的常见方法包括空分法、液氮蒸发法、膜分离法和活性炭吸附法。

这些方法各有优劣，选择合适的制取方法可以提高氮气的纯度和制取效率。

现场制氮原理

现场制氮原理概述：现场制氮是一种将空气中的氮气分离出来，以满足特定需求的技术。

通过现场制氮，可以实现高纯度的氮气供应，广泛应用于工业生产、实验室试验等领域。

本文将介绍现场制氮的原理及其应用。

一、原理现场制氮的原理主要基于空气分离技术，利用空气中氧气和氮气的物理特性差异进行分离。

其主要步骤包括压缩、冷却、分离和净化。

1. 压缩将周围的空气通过压缩机进行压缩，使其达到所需的工作压力。

在这一过程中，空气中的氧气和氮气被一同压缩，形成高压空气。

2. 冷却高压空气进入冷却器，通过冷却器的冷却作用，使空气中的水分子和其他杂质凝结成液态，从而净化空气。

3. 分离冷却后的空气进入分离器，在分离器中，利用氮气和氧气的沸点差异进行分离。

由于氮气的沸点较低，因此在适当的温度下，氮气会先转化为液态，而氧气则保持气态。

通过这种方式，可以将氮气从空气中分离出来。

4. 净化分离出的氮气还需要经过净化处理，以去除残余的杂质和水分。

通过过滤、吸附等技术，可以获得高纯度的氮气。

二、应用现场制氮广泛应用于各个领域，以满足不同行业的需求。

1. 工业生产在许多工业生产过程中，需要使用氮气。

例如，在化工、电子、石油等行业，氮气常被用作惰性气体，用于防止氧化、防爆等作用。

通过现场制氮，可以方便地获得高纯度的氮气，满足生产过程中的需求。

2. 实验室试验在科学研究和实验室试验中，有时需要使用纯净的氮气。

现场制氮设备可以提供高纯度的氮气，用于实验室试验中的气氛调节、样品保护等目的。

3. 食品行业在食品行业中，氮气常被用于包装，以延长食品的保质期。

通过现场制氮，可以获得高纯度的氮气，用于食品包装过程中的气氛调节，有效地防止食品氧化、变质。

4. 医疗行业在医疗行业中，氮气被广泛应用于麻醉、呼吸机等设备中。

通过现场制氮，可以获得纯净的氮气，用于医疗设备的正常运行。

总结：现场制氮是一种通过空气分离技术，将氮气从空气中分离出来的技术。

其原理主要基于空气中氧气和氮气的物理特性差异，通过压缩、冷却、分离和净化等步骤，可以获得高纯度的氮气。

制取氮气培训知识

冷空分制氮设备复杂、占地面积大，基建费用较高，设备一次性投资较多，运行成本较高，产气慢(12～ 24h），安装要求高、周期较长。综合设备、安装及基建诸因素，3500Nm3／h以下的设备，相同规格的PSA 装置的投资规模要比深冷空分装置低20％～50％，而中、小规模制氮就显得不经济。
优点：
深冷空分制氮装置宜于大规模工业制氮，纯度 ≥99．999％。
系统的主要设备
空压机：主要作用提供气源，压力0.8MPa，其排气量应为制氮机产氮量的3-4倍。空气缓冲罐：主要作用控制空压机超负荷运行，防止原料空气压力波动。冷干机：将压缩空气进行冷却，除去大部分水，压力露点2～ 6℃，含水量≤1000ppm 主管道过滤器：主要作用去除99%水分，含油量≤5ppm，滤精度3µm 中效过滤器：能除去小至1µm液体及固体颗粒，含油量能达到 1 ppm 高效除油过滤器：能除去小至0.01µm液体及固体颗粒，含油量能达到0.01 ppm，使用寿命8000小时，压降0.1bar。活性碳过滤器：除油雾和碳氢化合物，含油量能达到0.003 ppm
深冷空分制氮
深冷空分制氮是一种传统的制氮方法，已有九十余年的历史。它是以空气为原料，经过压缩、净化，再利用热交换使空气液化成为液空。液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸点不同(在1大气压下，前者的沸点为183℃，后者的为-196℃)，通过液空的精馏，使它们分离来获得氮气。
缺点：
变压吸附制氮PSA （Pressure Swing Adsorption）
变压吸附制氮是以空气为原料，以碳分子筛作为吸附剂，运用变压吸附原理，利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法。此法是七十年代迅速发展起来的一种新的制氮技术，目前制氮技术非常成熟。

制氮机使用成本计算规则

制氮机使用成本计算规则1、瓶氮的运行成本：一般市场上纯度为99.999%的氮气的价格是50元/瓶,一瓶氮气在12Mpa压力下标准体积是40升，实际上每瓶只有5M3左右，也就是每立方米普通氮气价格是10元左右。

用气方式只适用于用气量非常小的用户。

使用钢瓶氮的费用：30Nm3/h×10元=300元/小时，年使用费用：300×8000小时/年=240万元/年、液氮的运行成本,市场上纯度为99.999%液氮的价格是1500元/吨，一吨的液氮可汽化得到600立方左右的气态氮，每立方米氮气价格是2. 5元左右。

（不含先期投入的液氮储糟、汽化器、每年的保养、人工的费用）,使用液氮的费用：30Nm3/h×2.5元=75元/小时,年使用费用：75×8000小时/年=60万元/年,3、现场制氮机的运行成本（按贵公司制氮项目30Nm3/h计算）。

系统的运行成本主要由以下几个方面组成：1、电能的消耗；2、人工；3、设备维护费用；4、设备的折旧。

电能的消耗主要来自以下几个方面：空压机：空压机的额定功率为15kw,因为在系统选型时就考虑到空压机的卸载和适当的压缩空气余量，所以空压机的实际消耗功率约为额定功率的60%左右，即为：9kw左右。

冷冻干燥机：冷冻干燥机的额定功率为0.58kw.制氮机：制氮机的原料是压缩空气，而制氮机本身基本不耗电，其主要是仪表用电，额定功率大约为0.6kw。

氮气纯化功率：功率6Kw；综合以上。

整个制氮机系统的使用功率为：17kw；假设电费按：0.7元/kwh,那么每小时耗电17×0.7=12元，折合成每立方成品氮气耗电：12÷30=0.4元，使用费用：30Nm3/h×0.4元=12元/小时（电费），年使用费用：12×8000小时/年=9.6万元/年（电费），人工费：因设备无须专人职守，只须作定期和不定期的巡视，所以该套制气设备在计算运行成本时，人工费可按照20元每天计算。

氮气在各行业的用途

氮气在各行业中的应用1）冶金、金属加工行业用于退火保护气、烧结保护气、氮化处理、洗炉及吹扫用气等。

广泛应用于金属热处理、粉末冶金、磁性材料、铜加工、金属丝网、镀锌线、半导体、粉末还原等领域。

这些行业有的需要纯度大于99.5%的氮气，有的则要求纯度大于99.9995%、露点低于-65℃的高品质氮气。

金属生产和加工制造业钢、铁、铜、铝制品退火、炭化，高温炉窑保护，金属部件的低温装配和等离子切割等。

金属热处理在光亮退火、光亮淬火等热处理工艺过程中，为工业炉提供保护气与安全气，以防止产品的氧化。

光亮淬火、光亮退火、渗氮、氮碳共渗、软碳化等热处理的氮气源,焊接及粉末冶金烧结过程中的保护气等氮气在金属热处理应用中，用于合金钢、高碳钢退火保护气氛、金属粉末烧结保护气氛、氮化处理、洗炉及吹扫用气等，杜尔气体为此提供的高品质氮气，纯度大于99.9995% ，露点低于-65 ℃。

以氮气味基本成份的氮基气氛热处理，是为了节能、安全、不污染环境和充分利用自然资源的一种新科技、新工艺。

业已表明，几乎所有的热处理工艺，包括淬火、退火，渗碳、碳氮共渗、软氮化及复碳等工艺都可以采用氮基气气氛来完成，所处理的金属零件在质量上可与传统的吸热式气氛处理相媲美。

铝加工业铝制品、铝型材加工，铝薄轧制等气体保护。

粉末冶金粉末烧结，磁性材料烧结中的氮气保护。

合成纤维充氮压料，拉丝防氧化。

充氮无铅锡焊为回流焊和波峰焊配套。

冶金工业：连铸、连轧、钢材退火的保护气；转炉顶底复合吹氮炼钢，转炉炼钢的密封，高炉炉顶的密封，高炉炼铁煤粉喷吹用气等。

金属深加工氮气在钢铁中的应用主要是用作保护气，如轧钢、镀锌、镀铬、连续铸造等都要用氮气作保护气，而且氮气纯度要求99.99% 以上，杜尔气体为此提供的用气解决方案，氮气纯度可达99.9995% 。

中高压电缆生成需要用氮气惰性气体交联采用加入过氧化合物交联剂的聚乙烯绝缘材料，通过三层共挤完成导体屏蔽层――绝缘层―― 绝缘屏蔽层的挤出后，连续均匀地通过充满高温、高压氮气的密封交联管完成交联过程。

氮气知识

1 序言磁性材料中高性能MnZn铁氧体（高μi和功率铁氧体）的烧结和NdFeB等稀土永磁合金生产中的细粉碎工序都需要高纯氮气进行保护，以防止磁体（粉）在工艺过程中的氧化。

众所周知，MnZn铁氧体是由Fe、Mn、Zn的氧化物在高温烧结时产生固相反应生成的。

Mn、Fe极易变价，在不同的温度和气氛（氧分压）条件下，Mn、Fe的价态是不同的，要使MnZn铁氧体达到所要求的磁性能，必须保证其中各金属离子处于特定的价态和适宜的晶体结构，除有合适的配方外，关键是应在平衡气氛条件下进行烧结，而保护气体则是实施平衡气氛烧结的基本物质条件之一。

氮窑清洗仓的氮中氧含量希望在50×10－6以下，故要求氮气的纯度在99．995％以上，且对杂质气（O2、H2）的量有较严格的限制：一条年产1000吨左右的MnZn铁氧体生产线，一般氮耗量在100～120Nm3／h。

NdFeB等稀土永磁合金中的稀土金属即使是在常温条件下，也很易氧化而导致稀土永磁合金性能降低，过量氧化将使合金性能大为恶化。

因为1份氧能使6份（重量）的稀土元素氧化而失去作用。

以NdFeB为例，要制得N45的磁体必须保证其生产工艺环境中的氧含量≤0．01％，最终产品中的氧含量为0．09±0．02％（质量分数）〔1〕。

若用氮气作为工艺环境气体其氮气纯度必须在99．99％以上。

目前国内外大规模工业化生产稀土永磁合金的制（细）粉工序都采用一种名为“氮气流磨”的设备，它是利用高速氮气流带动物料相互碰撞而达到研磨效果的，制得的粉料粒径要求在3～5μm，有很大的表面积，极易氧化，故氮气必须是高纯级，对O2、H2等杂质气量也有严格要求。

年生产100吨左右的NdFeB生产线通常要消耗60Nm3／h左右的高纯氮气。

2 磁性材料生产用氮气的技术要求从使用着眼，氮气有四个基本参数需要注意，即纯度、流量、露点和压力，参数值因用途不同而异，供需双方为取得共识，有必要先简单介绍一下四个技术参数的概念。

瓶氮、液氮、现场制氮成本对比

1、瓶氮的运行成本：一般市场上纯度为99%的氮气的价格是15元/瓶,一瓶氮气在12Mpa压力下标准体积是40升，实际上每瓶只有5M3左右，这样计算出来，也就是每立方米普通氮气价格是3元左右。

该种用气方式只适用于用气量非常小的用户。

使用液氮的费用：20Nm3/h×3元=60元/小时，年使用费用：60×8000小时/年=48万元/年2、液氮的运行成本：市场上纯度为99%液氮的价格是1350元/吨，一吨的液氮可汽化得到840立方左右的气态氮，每立方米氮气价格是1.588元左右。

（不含先期投入的液氮储糟、汽化器、每年的保养、人工的费用）使用液氮的费用：20Nm3/h×1.6元=32元/小时，年使用费用：32×8000小时/年=25.6万元/年3、现场制氮的运行成本（按贵公司制氮项目20Nm3/h计算）系统的运行成本主要由以下几个方面组成：1、电能的消耗2、人工3、设备维护费用4、设备的折旧电能的消耗主要来自以下几个方面：空压机：空压机的额定功率为7kw,因为在系统选型时就考虑到空压机的卸载和适当的压缩空气余量，所以空压机的实际消耗功率约为额定功率的80%左右，即为：5.6kw左右。

冷冻干燥机：冷冻干燥机的额定功率为0.58kw.制氮机：制氮机的原料是压缩空气，而制氮机本身基本不耗电，其主要是仪表用电，额定功率大约为0.6kw.综合以上，整个制氮系统的使用功率为：8kw假设电费按：0.7元/kwh,那么每小时耗电8×0.7=5.6元折合成每立方成品氮气耗电：5.6÷20=0.28元使用费用：20Nm3/h×0.28元=5。

6元/小时（电费）年使用费用：5.6×8000小时/年=4.48万元/年（电费）人工费：因设备无须专人职守，只须作定期和不定期的巡视.设备维护及保养费用：2、空气过滤器滤芯：每4000小时更换一次单价：445元/只，3、油气过滤器滤芯：每8000小时更换一次单价：480元/只，4、油过滤器滤芯：每2000小时更换一次单价：346元/只，5、润滑油：每2000小时更换一次单价：350元/次，6、压缩空气过滤器C、T、A三级过滤每4000小时更换一次：600/3只，制氮机：氧分析仪探头：每两年更换一次单价：580元/只，活塞无油空压机：整台设备无须更换零部件只须经常检查各部件的稳定性即可。

SMT行业中两种氮气源的比较1

SMT行业中两种氮气源的比较在SMT行业中，随着无铅化的推进，越来越多的回流焊和波峰焊使用氮气作为焊接保护气，以防止焊锡氧化、减少焊渣、提高焊接的牢固程度和美观度。

目前一般采用两种方式提供氮气：一种是PSA制氮机现场制氮，另一种是购买液氮供氮。

笔者现将这两种供氮方式作一比较，希望对SMT生产商在选择氮气方式上有所帮助。

一、本质、原理与效果从本质上来说，不管采用液氮还是PSA制氮机供氮，都是利用氮气是惰性气体，一般情况下不与其他物质发生反应这一特性。

由于氮气的存在，将波峰焊或回流焊炉内的氧气浓度控制在100ppm以下，大大降低了液态的焊锡氧化的机会。

从这个角度看，采用液氮或PSA制氮机供氮，使用效果是一样的。

不同的是，PSA制氮又叫常温空分制氮，它所提供的氮气是常温的气态氮，直接进入炉内形成保护气氛。

而液氮本身的物理状态是液态，温度是零下193度以下，它需经过蒸发器汽化后进入炉内，进入炉内时的温度也非常低，而炉内的温度是要使焊锡能够熔化，液氮汽化后要达到炉内相同的温度，需要消耗一定的能量。

二、安全性PSA制氮机的主体与液氮罐都是压力容器，其安全性都是应该引起高度重视的。

PSA 制氮机的工作压力一般都是0.8MPa左右，吸附塔、储气罐的压力一般不会超过1.0MPa，设备的安全按照国家I类容器的标准管理。

而液氮罐里的液氮在汽化时会产生很高的压力，所以液氮罐在安全管理上有更高的要求，液氮罐与生产车间要留出足够的安全距离，要定期接受监督管理部门的检查与监督。

三、经济性能两种供气方式的经济性能往往是SMT生产商考虑采用哪种方式时考虑的重点内容。

液氮的供应由于运输的远近、方便程度、用量等不同价格差异很大，一般在1000~1600元/m3,每m3液氮汽化为气态氮后的体积是680m3（不考虑损耗），那么换算成气态氮的价格约是1.5~2.5元/m3。

PSA制氮机原材料就是空气，由于是物理的方式制氮，不用消耗其他物质，运行是的消耗主要是电，使用成本基本只有电费。

氮气纯度的基本要求

氮气纯度的基本要求 The manuscript was revised on the evening of 2021氮气纯度的基本要求目前市场上的瓶装氮气纯度一般为99%,一瓶氮气在12Mpa压力下标准体积是40升，实际上每瓶也只有5M3左右，而对于一些对纯度要求比较高的客户来说，则选用纯度较高的液氮，一般液氮的纯度是%.但在实际的应用当中，由于各个行业的不同，所使用的氮气的纯度也会有所不同，而变压吸附制氮机恰恰可以根据客户的不同需求，选配制取不同纯度的氮气。

一、化工、新材料行业（一般要氮气纯度≧98%）化工、新材料行业的氮气主要用于化工原料气、管道吹扫、气氛置换、保护气氛、产品输送等。

主要应用于化工、氨纶、橡胶、塑料、轮胎、聚氨脂、生物科技、中间体等行业。

要求纯度不低于98%。

二、电子行业（≧%或%或通过纯化装置制取≧%的高纯氮）电子行业所使用的氮气一般用于电子产品的封装、烧结、退火、还原、储存等。

主要应用于波峰焊、回流焊、水晶、压电、电子陶瓷、电子铜带、电池、电子合金材料等行业。

所以又根据用途不同对纯度的要求也有所变化，通常要求不能低于%，或者更高，也有采用%纯度的，更有甚者会采用氮气纯化设备得到纯度大于%、露点低于-65℃的高品质氮气。

三、食品、医药行业（（≧98或%）通过除菌、除尘、除水等处理，得到高品质的氮气，满足该行业的特殊要求。

主要应用于食品包装、食品保鲜、医药包装、医药置换气、医药输送气氛。

通过制取纯度大于98%或纯度为%的氮气。

四、冶金、金属加工行业（≧%）用于退火保护气氛、烧结保护气氛、氮化处理、洗炉及吹扫用气等。

广泛应用于金属热处理、粉末冶金、磁性材料、铜加工、金属丝网、镀锌线、半导体、粉末还原等领域。

通过制取到纯度大于%的氮气，通过和氮气纯化设备的联合使用纯度大于%、露点低于-65℃的高品质氮气。

五、其他使用领域在煤炭、石油、油品运输等众多领域也得到广泛使用。

随着科技的进步和社会的发展，氮气的使用领域也越来越广泛，现场制气（制氮机）以其投资省、使用成本低、使用方便等优点已经逐渐取代液氮蒸发、瓶装氮气等传统供氮方式。

氮气制取方法

氮气制取方法氮气制方法一：深冷空分制氮气深冷空分制氮是一种传统的制氮（氮气）方法，已有近九十年的历史。

它是以空气为原料，经过压缩、净化，再利用热交换使空气液化成为液空。

液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸点不同（在1大气压下，前者的沸点为-183°C,后者的为-196°C）,通过液空的精馅，使它们分离来获得氮气。

深冷空分制氮设备复杂、占地而积大，基建费用较高，设备一次性投资较多，运行成本较髙，产气慢（12〜24h）,安装要求高、周期较长。

综合设备、安装及基建诸因素，3500Nm3/h以下的设备，相同规格的PSA装置的投资规模要比深冷空分装置低20%〜50%。

深冷空分制氮装置宜于大规模工业制氮气，而中、小规模制氮气就显得不经济。

氮气制方法二：膜空分制氮膜空分制氮是八十年代国外迅速发展的又一种新型制氮技术，在国内推广应用是最近三四年的事。

膜空分制氮的基本原理是以空气为原料，在一立压力条件下，利用氧和氮等不同性质的气体在膜中具有不同的渗透速率来使氧和氮分离。

和其它制氮设备相比它具有结构更为简单、体积更小、无切换阀门、维护量更少、产气更快（W3分钟）、增容方便等优点，它特别适宜于氮气纯度W98%的中、小型氮气用户，有最佳功能价格比。

而氮气纯度在98%以上时，它与相同规格的PSA制氮机相比价格要髙出15%以上。

由上可知，MnZn铁氧体生产企业，采用什么供气方式和何种供气技术，必须根拯企业情况进行技术经济论证，选择最佳供气方案。

氮气制方法三：分子筛空分制氮气分子筛空分制氮气是以空气为原料，以碳分子筛作为吸附剂，运用变压吸附原理，利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法，通称PSA（PressureSwingAdsorption）制氮气。

此法是七十年代迅速发展起来的一种新的制氮技术。

与传统制氮法相比，它具有工艺流程简单、自动化程度高、产气快（15〜30分钟）、能耗低，产品纯度可在较大范用内根据用户需要进行调节，操作维护方便、运行成本较低、装置适应性较强等特点，故在1000Nm3 /h以下制氮设备中颇具竞争力，越来越得到中、小型氮气用户的欢迎，PSA制氮气已成为中、小型氮气用户的首选方法。

制氮设备

制氮设备简介制氮设备是指以空气为原料，l利用物理的方法，将其中的氧和氮分离而获得氮气的设备。

根据分类方法的不同，即深冷空分法、分子筛空分法(PSA)和膜空分法，工业上应用的制氮机，可以分为三种。

制氮设备分类工业中有三种：A深冷空分制氮深冷空分制氮是一种传统的制氮方法，已有近几十年的历史。

它是以空气为原料，经过压缩、净化，再利用热交换使空气液化成为液空。

液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸点不同(在1大气压下，前者的沸点为-183℃，后者的为-196℃)，通过液空的精馏，使它们分离来获得氮气。

深冷空分制氮设备复杂、占地面积大，基建费用较高，设备一次性投资较多，运行成本较高，产气慢(12～24h），安装要求高、周期较长。

综合设备、安装及基建诸因素，3500Nm3/h以下的设备，相同规格的PSA装置的投资规模要比深冷空分装置低20%～50%。

深冷空分制氮装置宜于大规模工业制氮，而中、小规模制氮就显得不经济。

B分子筛制氮以空气为原料，以碳分子筛作为吸附剂，运用变压吸附原理，利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法，通称PSA制氮。

此法是七十年代迅速发展起来的一种新的制氮技术。

与传统制氮法相比，它具有工艺流程简单、自动化程度高、产气快(15～30分钟)、能耗低，产品纯度可在较大范围内根据用户需要进行调节，操作维护方便、运行成本较低、装置适应性较强等特点，故在1000Nm3/h以下制氮设备中颇具竞争力，越来越得到中、小型氮气用户的欢迎，PSA制氮已成为中、小型氮气用户的首选方法。

C膜空分制氮以空气为原料，在一定压力条件下，利用氧和氮等不同性质的气体在膜中具有不同的渗透速率来使氧和氮分离。

和其它制氮设备相比它具有结构更为简单、体积更小、无切换阀门、维护量更少、产气更快(≤3分钟)、增容方便等优点，它特别适宜于氮气纯度≤98%的中、小型氮气用户，有最佳功能价格比。

而氮气纯度在98%以上时，它与相同规格的PSA制氮设备相比价格要高出15%以上。

氮气的制备

氮气的制备
氮气是一种无色、无味、无毒的气体，在生活和工业中有着广泛的应用。

氮气的制备方法有多种，以下介绍其中几种常见的制备方法。

1. 空分法
空分法是制备氮气的最常用方法之一。

它利用空气中氮气和氧气的沸点差异，通过将空气压缩至一定压力后，通过分子筛等吸附剂将氧气分离出去，得到纯净的氮气。

空分法制备的氮气成本低廉，而且生产效率高。

2. 液空分法
液空分法是一种新型的制氮方法，它将空气压缩至高压状态，然后将高压空气通过特殊的装置冷却至液态，再利用分离蒸馏的原理将液态空气分离。

该方法制备的氮气纯度高，可达到99.999%以上。

3. 气相分离法
气相分离法是从液态空气中分离出氮气的一种方法。

它利用分子量差异分离液态空气中的氮气和氧气。

该方法制备的氮气纯度高，但成本较高。

4. 催化转化法
催化转化法是将氨气通过催化剂转化为氮气和水蒸气的方法。

该方法需要高温高压反应条件，催化剂通常采用铁、铝等金属催化剂。

催化转化法制备的氮气纯度高，但是成本较高。

以上是几种常见的氮气制备方法，不同的制备方法适用于不同的场合和需求。

在生产和实验中选择适合的制备方法可以提高工作效率
和产品质量。

氮气成本计算对比

氮气的成本对比氮气供给方式有以下四种:、管道供氮、液氮和现场制氮,现场制氮主要是变压吸附制氮（PSA制氮）对瓶装氮气和变压吸附制氮进行比较（以30立方每小时为例计算）:（一）、瓶装氮气成本核算（以需求160瓶/1天相当于30立方每小时计算）1、市场上氮气瓶容量一般为6M3，但瓶装氮气不能使用完，一般使用量只有4.5M3，以需求160瓶/1天计算：一天使用的量为4.5x160=720 M3。

一年使用的量为720 M3x340天=244800 M3（除去休假天数,1年按340天计）2、瓶氮(纯度为99.9%)参考价22元/ 瓶,一天连续生产费用为22元x160 瓶=3520元(按杭州市场价格计算) ，一年连续生产费用为3520元/天x340 天=1196800元3、充氮其他费用：使用瓶装氮气人工搬运较烦，一年所需工人费用大致在26000左右。

按以上计算，用瓶装氮气一年所需费用为1222800元。

（二）、PSA制氮装置成本核算（以需求30立方每小时计算相当于160瓶/1天）1、PSA制氮（以JBN30-39型为参考，每小时产气30立方，纯度99.9%）该套设备价格为102700元，空压机价格34000元左右。

加上连接管道费用为8000元。

场地费用与瓶装氮气差不多。

合计价格为：144700元。

2、该套制氮装置每年能生产氮气量为：30m3/hX24h/天X340天/年=244800M33、制氮系统原料为空气,日常费用仅为电费,根据所需耗气量为2.9m3/min,:选用空压机排气压力为0.8Mpa,排气两为2.9m3/min的空压机,空压机功率为18.5KWx耗电量为18.5KW/小时,按贵司工业用电电费为0.85元计算：一年费用为18.5KW/小时x24小时/天x340天x0.85元/小时=128316元/年。

（如果使用峰谷电，其费用还可大大降低）。

4、制氮机属全自动控制设备，不需要专人看管，一年的维修费用也较低，所有设备维护费用仅为10000元/年。

液氮和现场制氮比较

现场制氮的不同，碳分子本低、适应性减压时对氧的们所需要的气的吸附是间歇续产氮。

氮气从此您就拥有了自己的气站！6.按照20立方每小时氮气换成液氮20×20×30=12000立方氮气，换算成液氮是12000÷0.8=1507.液氮每个月所需费用（15吨）×（1吨氮气费用1500）=22500元制氮机每个月所需费用（一每月节省费用22500-11400=11100元，一年按照12个月算可节省11100×12=133200元20立方制氮机可对比每月用量约13-15吨，为贵公司发展需求计算得实际。

设备实际价格以用户需求为依据，我公司生产制氮机9千多至100多万不等！省出了换瓶的麻烦，节省人工，降低2. PSA现场制氮纯度99.999%根据贵公司的用气量20立方每小时（留有空余量）我制氮机所需的压缩空气气耗比是1:5 每小时需压缩空气20×5＝100m³ 耗电（含制氮机电耗）19.0KW 每度电 1元3. 每立方氮气19.0÷20m³=0.95元/m³ 一天电耗按20小时用每小时20个立方一天所需5.按每公斤1.5元计算500×1.5＝750元，每天为贵公司节省生产成本‘液氮’是750-制氮机制液氮与PSA 制氮机现场制氮比较特洛伊气体设备有限公1. 使用液氮纯度99.999%一个月用10吨 10吨液氮＝10000公斤 1公斤液氮＝0.80立方氮气 10000公斤液氮＝8000立方氮气 1吨液氮1500元左右每个月所需费用15000元8=15000公斤液氮=15吨液氮用（一天380元）×（30天）=11400元！，降低成本！天所需费用（20×20＝400）×0.95＝380元氮机制氮380＝370元气体设备有限公司立方氮气。

化学获得氮气的方法

化学获得氮气的方法
获得氮气的方法主要有两种：工业规模产生氮气和实验室制备少量氮气。

在工业上，氮气通常通过深冷空分制氮、变压吸附制氮和膜分离制氮的方法产生。

这些方法利用空气的沸点不同，使用液态空气分离法将氧气和氮气分离。

纯度为99%的氮气被称为“普氮”，通过进一步纯化，可以得到电子度为%的高纯氮。

在实验室中，有多种方法可以制备氮气。

例如，可以利用固体亚硝酸铵的热分解来产生氮气。

此外，还可以通过在亚硝酸钠与氯化铵的饱和溶液相互作用，或者将氨通过红热的氧化铜，氨水与溴水反应，重铬酸铵加热分解，或者加热叠氮化钠来制备氮气。

请注意，这些方法中的一些可能需要特殊的设备和条件才能进行。

氮气的液体状态和气体状态的差异

氮气的液体状态和气体状态的差异氮气是一种常见的化学元素，在自然界中广泛存在，它存在于空气中的主要成分之一。

氮气既可以以气体的形式存在，也可以通过降低温度和增加压力来将其转化为液体状态。

在本文中，我们将探讨氮气的液体状态和气体状态之间的差异。

首先，让我们来了解一下氮气的基本性质。

氮气的化学符号是N2，它由两个氮原子组成。

在常温下，氮气呈现为无色、无味的气体，具有低的反应活性。

氮气的沸点为-195.8摄氏度，它需要低温和高压才能凝结成液体。

氮气的液体状态和气体状态之间的主要差异在于其密度和分子之间的距离。

在气体状态下，氮气的分子间距很大，而在液体状态下，分子更加接近。

在气体状态下，氮气分子自由运动，并呈现均匀分布的状态。

气体的分子间距相对较大，分子与分子之间只有微弱的引力作用。

由于气体分子之间的这种距离，氮气具有较低的密度和较高的可压缩性。

此外，氮气在气体状态下具有较低的粘度和较高的热扩散性。

然而，当氮气被冷却至其沸点以下，并且在高压条件下，氮气可以转化为液体状态。

在液体状态下，氮气分子之间的引力作用增加，导致分子间距缩小。

由于更接近的分子间距，氮气在液体状态下具有较高的密度和较低的可压缩性。

此外，液体氮具有较高的表面张力和较高的导热性。

液体氮在工业和实验室中具有广泛的应用。

例如，液体氮常用于低温实验、电子元件制造和冷冻食品等领域。

由于其低温性质，液氮可以用来冷却材料并制造超导体。

此外，液体氮还可用作热能转换介质，通过利用其蒸发过程产生动力。

除了密度和分子间距之外，液体氮和气体氮之间还存在着表观的差异。

液体氮通常呈现为无色透明的液体，而气体氮则是无色的气体。

液体氮具有较高的折射率，使得它在透明容器中呈现出蓝色。

此外，液体氮的沸点接近绝对零度，因此它在实验室中可以用来制造极低温条件。

总的来说，氮气的液体状态和气体状态之间存在着明显的差异。

在气体状态下，氮气具有低密度、高可压缩性和较高的热扩散性。

而在液体状态下，氮气具有较高的密度、低可压缩性和较高的导热性。

实际中液氮和钢瓶氮气的区别

实际中液氮和钢瓶氮气的区别
一、理论知识：氮气的正常沸点为-196 ℃，临界温度为-147 ℃，临界压力为3.4 MPa，因
此在常温下很难压缩成液氮。

纯物质在发生相变过程中温度和压力保持不变，就如冰的融化过程，只要冰未融化完，冰水混合物的温度为0 ℃。

沸腾过程也是一样的，由于室温远高于氮气的正常沸点，液氮在室温环境中是处于不断沸腾的过程中，是通过液氮的不断挥发来维持低温（-196 ℃）。

二、液氮与钢瓶氮气的区别：通常钢瓶中的氮气是压缩气体，满载时压力为15 MPa，因此
钢瓶中的氮气根本没有液氮的成分。

那么液氮是储存在哪里呢？液氮储存的容器叫做杜瓦瓶，跟热水瓶有些相似，少量液氮也可以用热水瓶装，但保存的时间很短，基本上不到半个小时就挥发完了。

既然热水瓶都可以装液氮，那么液氮通常存储的压力为常压，靠的是自身挥发来维持低温，存放在杜瓦瓶中的液氮也是出于不断沸腾的状态。

因此与钢瓶中的氮气相比，液氮保存的时间有限，要求存储液氮的杜瓦瓶绝热性能好。

液氮是可以像到水一样直接倒出来使用，不过动作要迅速，而钢瓶中的氮气需要减压阀才能使用。