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氮?dú)?，化學(xué)式為N?，為無(wú)色無(wú)味氣體。氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)很不活潑，在高溫高壓壓及催化劑條件下才能和氫氣反應(yīng)生成氨氣；在放電的情況下才能和氧氣化合生成一氧化氮；即使Ca、Mg、Sr和Ba等活潑金屬也只有在加熱的情形下才能與其反應(yīng)。氮?dú)獾倪@種高度化學(xué)穩(wěn)定性與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。2個(gè)N原子以叁鍵結(jié)合成為氮?dú)夥肿?，包?個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，因?yàn)樵诨瘜W(xué)反應(yīng)中首先受到攻擊的是π鍵，而在N?分子中π鍵的能級(jí)比σ鍵低，打開(kāi)π鍵困難，因而使N?難以參與化學(xué)反應(yīng)。

深冷分離法又稱(chēng)為低溫精餾法，利用空氣中氮?dú)馀c氧氣的沸點(diǎn)不一致來(lái)分離氧氣和氮?dú)?。由于氮?dú)獾姆悬c(diǎn)（-196℃） 低于氧氣（-183℃），在液態(tài)空氣的蒸發(fā)過(guò)程中，液氮比液氧更容易變成氣態(tài)，而在空氣液化過(guò)程中，氧氣比氮?dú)飧菀鬃兂梢簯B(tài)。由于氮?dú)馀c氧氣的沸點(diǎn)相差不大，液態(tài)空氣與氣態(tài)空氣需經(jīng)過(guò)反復(fù)多次的蒸發(fā)、冷凝、再蒸發(fā)過(guò)程（該過(guò)程稱(chēng)為低溫精餾過(guò)程），終在精留塔頂部氣相餾分中就可以過(guò)得較高高純度的氮?dú)?，氮?dú)獾募兌热Q于精餾塔的塔板級(jí)數(shù)和精餾效率。

大氣中約有4,000萬(wàn)億噸氣體，其中氮?dú)庹?8%。氮?dú)馕⑷苡谒途凭?。它是不可燃的，被認(rèn)為是一種窒息性氣體（即，呼吸純凈的氮?dú)鈺?huì)剝奪人體的氧氣）。盡管氮被認(rèn)為是一種惰性元素，但它會(huì)形成一些非?；钴S的化合物。它可用作稀釋劑并控制自然的燃燒和呼吸速率，在較高的氧氣濃度下會(huì)更快。氮可溶于水和酒精，但基本上不溶于大多數(shù)其他液體。它在生活中是必不可少的，其化合物可用作食物或肥料。氮用于制造氨和硝酸。氮?dú)庠诃h(huán)境溫度和中等溫度下基本上是惰性氣體。因此，大多數(shù)金屬都容易處理它。在升高的溫度下，氮可能對(duì)金屬和合金具有侵蝕性。

膜分離技術(shù)是基于薄膜對(duì)氣體組分具有選擇性滲透和擴(kuò)散的特性，以達(dá)到氣體分離和純化的目的。氣體中各種組分透過(guò)膜的速度不同，每種組分透過(guò)膜的速度與該氣體的性質(zhì)、膜的特性和膜兩面的分壓差有關(guān)。透過(guò)膜的氣體組分不可能達(dá)到 的純度。氣體分離膜通常可分為多孔材質(zhì)和非多孔材質(zhì)，它們無(wú)機(jī)物（多孔玻璃、陶瓷、金屬、電子導(dǎo)電性固體和鈀合金等）或有機(jī)高分子（微孔聚乙烯、多孔醋酸纖維、均質(zhì)醋酸纖維、聚硅氧烷橡膠和聚碳酸脂）組成。 [4]
凈化后的壓縮空氣經(jīng)過(guò)緩沖罐，聯(lián)合過(guò)濾器后由膜組一端進(jìn)入，氣體分子在壓力作用下首先在膜的高壓側(cè)接觸。混合氣體在膜的高壓側(cè)表面以不同的溶解度溶于膜內(nèi)，然后在膜兩側(cè)壓力差的推動(dòng)下，混合氣體的分子以不同的速度向膜的低壓側(cè)擴(kuò)散。經(jīng)過(guò)溶解和擴(kuò)散兩個(gè)過(guò)程的選擇，終混合氣體被分離成各個(gè)組分。例如：空氣、氧氣的透過(guò)速度大于氮?dú)?，?jīng)過(guò)膜分離之后，高壓側(cè)留下的氣體富氮，而透過(guò)去的氣體富氧。

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