高纯氮气目前制取氮气的方法主要是低温空气分离和非低温空气分离。非低温空气分离有变压吸附法和膜法制单,膜法制单制取氮气纯度<99%时是经济的、适用的、但要制取99.9%-99.999%纯度的氮气,图6-30是一套制取纯度为99.999%的空分装置,该装置与一般纯氮装装置不同之处在于纯化器之前设有催化反应器,该反应器是在催化剂的作用下将空气中的碳氢化合物转化为CO2、H2O,以便在纯化器中去除,可获得高质量的高纯氮气。
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由高纯氮气 元素的氧化态-吉布斯自由能图也可以看出,除了NH4+离子外,氧化数为0的N2分子在图中曲线的低点,这表明相对于其它氧化数的氮的化合物来讲的话,N2是热力学稳定状态结构。氧化数为0到+5之间的各种高纯氮气 的化合物的值都位于HNO3和N2两点的连线的上方,因此,这些化合物在热力学上是不稳定的,容易发生歧化反应。
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氮气是一种非常重要的气体,它的应用广泛。食品的储存和运输需要用到大量的氮气,来防止食物变质;另一方面,由于高纯氮气的良好性质,在焊接、机械设备和油田开采中有着重要的应用价值。可以说,氮气的用途很广泛,几乎处处可见。
在高纯氮气中微量氧的检测时如果不能很好地分离氧、氩,应尽可能避免采用TCD,即使采用TCD检测器也不能采用差减法来定量。
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