氮是一種雙原子氣體,在地球大氣層中的含量為78.09%。同時(shí),氮也是所有生命形式的蛋白質(zhì)物質(zhì)、某些天然氣碳?xì)浠衔飪?chǔ)層和許多有機(jī)化合物的組成部分。氮?dú)鉄o(wú)色、無(wú)臭、無(wú)臭,沸點(diǎn)為-196°C,反應(yīng)性低。自1902年德國(guó)科學(xué)家卡爾·馮·林德通過(guò)精餾液態(tài)空氣成功分離氮?dú)夂脱鯕庖詠?lái),氮?dú)庖驯粡V泛應(yīng)用于許多行業(yè):
食品飲料行業(yè)
為了儲(chǔ)存冷凍方便的食品,食品行業(yè)經(jīng)常使用液氮作為低溫介質(zhì)。液氮以極快的速度使細(xì)胞內(nèi)和周圍的水結(jié)晶,低溫冷凍可以產(chǎn)生微小的晶體,使細(xì)胞保持原始狀態(tài),并保持食物的新鮮度、味道和質(zhì)地。氮?dú)馔ǔW鳛橐环N特殊的混合物用于改良?xì)夥瞻b(MAP),以防止結(jié)塊,穩(wěn)定霉菌,并通過(guò)取代周圍環(huán)境中的氧氣來(lái)防止食品和飲料的氧化。在低溫烹飪中,液氮的使用也非常廣泛,也啟發(fā)了一些頂級(jí)大師烹飪。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,就會(huì)立即形成一個(gè)堅(jiān)硬的外部冷凍球,而內(nèi)部核心仍然是溫暖的液體。同樣,這項(xiàng)技術(shù)可以用來(lái)為融化的巧克力形成一個(gè)冷凍外殼,溫度從-80°C突然下降到-20°C,為客人提供愉快的烹飪體驗(yàn)。
化學(xué)工業(yè)
氮?dú)鉃槿萜骱鸵籽趸幕瘜W(xué)品創(chuàng)造了惰性氣氛,創(chuàng)造了低氧環(huán)境,降低了安全風(fēng)險(xiǎn),保持了產(chǎn)品質(zhì)量;驅(qū)動(dòng)管道中的液體流動(dòng);氮?dú)庖脖挥脕?lái)生產(chǎn)氨等化學(xué)物質(zhì)。
建筑施工
氮?dú)饪梢韵拗苹炷粱旌衔锏臐仓囟?,避免裂縫的形成;液氮具有安全快速冷凍的特性,對(duì)環(huán)境無(wú)害,可以保證地基穩(wěn)定。它被廣泛用于地下和隧道工程中的凍結(jié)基質(zhì),以實(shí)現(xiàn)土壤穩(wěn)定等功能。
石油的提取和精煉
在高壓下向油井注入氮?dú)饪梢蕴岣呱a(chǎn)效率并維持油氣藏的壓力;使用惰性氮?dú)鈦?lái)保護(hù)儲(chǔ)存空間和產(chǎn)品的裝載和卸載;用氮?dú)馇逑吹叵绿烊粴夤艿揽梢匀コkU(xiǎn)的反應(yīng)物質(zhì);從廢液中去除揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)或降低源液的溫度。
金屬生產(chǎn)和加工
在鋼、銅和鋁等金屬的高溫退火爐、滲碳爐和燒結(jié)爐的運(yùn)行過(guò)程中,使用氮?dú)庾鳛楸Wo(hù)氣體;它也可以用于擠出和冷卻模具;在金屬部件之間的組裝過(guò)程中實(shí)現(xiàn)吸引,以便于組裝;用作焊接不銹鋼管道的吹掃氣。氮?dú)庖部捎糜谥С值入x子切割。
研究和醫(yī)療服務(wù)
氮?dú)饪捎糜谘骸⒔M織、精液和其他生物樣本的冷凍保存;低溫手術(shù)和皮膚病治療過(guò)程中對(duì)病變組織的冷凍保存和破壞;在磁共振成像(MRI)的預(yù)冷卻和隔離中,可以使用氮?dú)獯姘嘿F的
氦氣。