液氮可以通過多種方法製取,以下是詳細介紹:
壓縮空氣分離法。這種方法是製備液氮的最常見方法之一,首先將壓縮空氣通過吸附劑(如分子篩、沸石等)分離出水、二氧化碳和有毒氣體,然後通過壓縮機增壓並送入低溫空氣分離設備進行分離,在分離設備中,空氣通過壓縮和製冷過程,液化成液態氧和液態氮,因為液氧的揮發性比液氮強,所以可以進行分離以獲得液氮,最後,通過淨化器進行淨化以得到高純度的液氮。
氣體液化法。這種方法主要利用氣體的壓縮和降溫使氣體變成液態,將氣體通過壓縮機或泵增壓,在增壓的同時降低氣體溫度,使氣體達到液態,然後將液態氣體通過分離器進行分離以獲得液態氮,之後通過淨化器進行淨化以得到高純度的液氮。
氮化鋁反應法。在高溫高壓條件下,通過將鋁和氮氣反應生成氮化鋁,經過淨化和分離後可以獲得高純度的液氮。
氮氣冷凝法。最初是通過將液態氮氣從空氣中分離出來製得液氮,利用空氣中氮氣的低沸點,將空氣壓縮、冷卻然後膨脹,使氮氣液化。
制冷機組製冷法。利用制冷機組通過循環製冷劑使其循環蒸發和冷凝來獲得極低的溫度,當冷卻劑在蒸發時,它需要吸收熱量,使得周圍的液體冷卻並變得更加濃縮,形成液氮。
低溫物質蒸發法。利用低溫物質蒸發法可以去除空氣中的水分和二氧化碳,產生高純度的氮氣,進一步冷凝可以得到液氮。
此外,製取液氮還有氨分解法等。不同的方法適用於不同的場景和需求,選擇合適的方法對於效率和成本的控制非常重要。