1氮?dú)鈦碓?br style="margin: 0px; padding: 0px;" />
1.1鋼瓶供氮
使用鋼瓶中氮?dú)庾鳛闅庠?,氮?dú)庥猛旰罂芍苯映錃猓ㄍ赓彛┖笾貜?fù)使用。常用鋼瓶容積為40L,裝氮?dú)饬繛?m3,儲存氮?dú)馔ǔT趯?shí)驗(yàn)室等氮?dú)庥昧枯^少場合使用;若大量使用,需要求較多鋼瓶量及儲存場地、繁雜操作(連接鋼瓶)、較高運(yùn)輸成本等。
1.2液氮罐供氮
使用液態(tài)氮?dú)庾鳛闅庠?,用完后可重新灌注(外購)使用。液氮容量大,單個液氮罐容量約為5m3,相當(dāng)于氣態(tài)氮?dú)?,215m3(在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,1m3液氮可氣化為643m3氮?dú)猓m于使用量較大場合。使用時首先需通過氣化(熱交換器)裝置,將液氮轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氮方可使用,氣化過程需吸收大量熱量。
1.3自制氮?dú)夤┑?br style="margin: 0px; padding: 0px;" />
對于使用氮?dú)饬枯^大場合,可通過自制氮?dú)夥椒ㄌ峁庠?。如變壓吸附碳分子篩制氮機(jī)(PSA制氮機(jī)),以壓縮空氣為原料,碳分子篩為吸附劑,在常溫下,運(yùn)用變壓吸附原理,及碳分子篩對氧氣及氮?dú)獠煌教匦裕蛛x空氣中氮?dú)夂脱鯕?,從而輸出產(chǎn)品氮?dú)庖环N制氮方法。該法設(shè)備簡單,操作要求低,技術(shù)成熟,制取氮?dú)饧兌容^高,是較為普遍使用方法。
2氮?dú)鉂舛葯z測
氮?dú)鉂舛葯z測一般是通過使用氧電極測量氧濃度,換算成氮?dú)鉂舛确椒?。對于高純度氮?dú)?,可使用氧化鋯電極分析儀器,以獲得較高精確度(≥99.9%);如黃一飛等重點(diǎn)研究氧化鋯氧分析儀在氧氣濃度測量上應(yīng)用。
3氮?dú)廨斔?br style="margin: 0px; padding: 0px;" />
氮?dú)廨斔鸵话闶褂媒饘俟艿馈Mㄟ^對高純度氮?dú)夥治隹芍?,在壓力?kgf/cm2、濃度為99.99%(V/V,以下同)氮?dú)庵?,氧氣含量約為0.005%,此時,根據(jù)道爾頓分壓定律,氧氣分壓為:6×0.005%=0.0003kgf/cm2
與此同時,一個大氣壓下大氣中氧氣分壓為(以一個大氣壓空氣中氧氣含量為21%計(jì)):1×21%=0.21kgf/cm2
可看出,空氣中氧氣分壓為氮?dú)夤艿乐醒鯕夥謮?00倍,因此,空氣中氧氣向管道中滲透動力很大。輸送管道最好選用不銹鋼管道或高質(zhì)量碳鋼管道,而其它管道因材質(zhì)因素易引起空氣中氧氣滲透到管道中,使氮?dú)鉂舛劝l(fā)生變化,特別是高純度氮?dú)狻M瑯?,管道及閥門接口也應(yīng)做到良好連接。
4充氮
灌裝好成品油剩余空間中充滿氧氣含量為21%空氣。充氮過程就是使用高純度氮?dú)獯祾撸娲諝膺^程,充氮后成品油充氮效果可用瓶內(nèi)剩余空間殘氧量衡量。在此過程中要注意以下幾點(diǎn):
?。?)吹掃要包括整個瓶內(nèi)剩余空間及瓶蓋,否則,殘留空氣對殘氧量影響較大。
?。?)吹掃結(jié)束至壓蓋時間應(yīng)盡可能短,否則,在此期間,空氣中氧會很快滲透到瓶中,引起瓶中殘氧量升高。
5充氮試驗(yàn)
5.1泄漏試驗(yàn)
氮?dú)鉂舛葹?9.99%,壓力為5kgf/cm2。在Ф40mm碳鋼材質(zhì)氮?dú)廨斔凸艿郎祥_一個Ф0.5mm孔,開啟氮?dú)忾y門,結(jié)果如表1。
5.2充氮試驗(yàn)
使用自制濃度為99.99%氮?dú)膺M(jìn)行充氮,充氮方法采用人工和機(jī)器兩種方法,充氮后結(jié)果如表2。
根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果,在實(shí)際充氮過程可得出以下結(jié)論:
?。?)氮?dú)廨斔凸艿雷詈眠x用質(zhì)地良好不銹鋼管道或高質(zhì)量碳鋼管道;同時,注意管道、閥門、接頭上不能有泄漏點(diǎn),否則會因空氣中氧氣滲入而影響氮?dú)馄焚|(zhì)。
?。?)充氮時,應(yīng)使用密閉或操作連貫機(jī)器充氮;人工充氮時,因操作時間間隔較大,易使空氣中氧氣進(jìn)入充氮操作成品瓶中,特別是在壓蓋前一段真空期。