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膜分離空分制氮也是非低溫制氮技術(shù)的新的分支，是80年代國外迅速發(fā)展起來的一種新的制氮方法，在國內(nèi)推廣應(yīng)用還是近幾年的事。

膜分離制氮是以空氣為原料，在的壓力下，利用氧和氮在中空纖維膜中的不同滲透速率來使氧、氮分離制取氮氣。它與上述兩種制氮方法相比，具有設(shè)備結(jié)構(gòu)更簡單、體積更小、無切換閥門、操作維護也更為簡便、產(chǎn)氣更快(3min以內(nèi))、增容更方便等特點，但中空纖維膜對壓縮空氣清潔度要求更嚴，膜易老化而失效，難以修復(fù)，需要換新膜，膜分離制氮比較適合氮氣純度要求在≤98%左右的中小型用戶，此時具有較佳功能價格比;當要求氮氣純度高于98%時，它與同規(guī)格的變壓吸附制氮裝置相比，價格要高出30%左右，故由膜分離制氮和氮純化裝置相組合制取高純氮時，普氮純度一般為98%，因而會增加純化裝置的制作成本和運行成本。

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由氮元素的氧化態(tài)-吉布斯自由能圖也可以看出，除了NH4離子外，氧化數(shù)為0的N2分子在圖中曲線的低點，這表明相對于其它氧化數(shù)的氮的化合物來講的話，N2是熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)結(jié)構(gòu)。氧化數(shù)為0到+5之間的各種氮的化合物的值都位于HNO3和N2兩點的連線(圖中的虛線)的上方。因此，這些化合物在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的，容易發(fā)生歧化反應(yīng)。在圖中的一個比N2分子值低的是NH4離子。

正價氮呈酸性，負價氮呈堿性。

由氮分子中三鍵鍵能很大，不容易被破壞，因此其化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，只有在高溫高壓并有催化劑存在的條件下，氮氣可以和氫氣反應(yīng)生成氨。同時，由于氮分子N2的化學(xué)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，氰根離子CN和碳化鈣CaC2中的C2和氮分子結(jié)構(gòu)相似。

氮氣在大氣中雖多于氧氣，由于它的性質(zhì)不活潑，所以人們在認識氧氣之后才認識氮氣的。不過它的發(fā)現(xiàn)卻早于氧氣。1755年英國化學(xué)家布拉克(Black,J.1728-1799)發(fā)現(xiàn)碳酸氣之后不久，發(fā)現(xiàn)木炭在玻璃罩內(nèi)燃燒后所生成的碳酸氣，即使用苛性鉀溶液吸收后仍然有較大量的空氣剩下來。后來他的學(xué)生D·盧瑟福繼續(xù)用動物做實驗，把老鼠放進封閉的玻璃罩里直至其死后，發(fā)現(xiàn)玻璃罩中空氣體積減少1/10;若將剩余的氣體再用苛性鉀溶液吸收，則會繼續(xù)減少1/11的體積。D·盧瑟福發(fā)現(xiàn)老鼠不能生存的空氣里燃燒蠟燭，仍然可以見到微弱的燭光;待蠟燭熄滅后，往其中放入少量的磷，磷仍能燃燒一會，對除掉空氣中的助燃氣來說，效果是好的。把磷燃燒后剩余的氣體進行研究，D·盧瑟福發(fā)現(xiàn)這氣體不能維持生命，具有滅火性質(zhì)，也不溶于苛性鉀溶液，因此命名為"濁氣"或"毒氣"。在同一年，普利斯特里作類似的燃燒實驗，發(fā)現(xiàn)使1/5的空氣變?yōu)樘妓釟猓檬宜蘸蟮臍怏w不助燃也不助呼吸。由于他同D·盧瑟福都是深信燃素學(xué)說的，因此他們把剩下來的氣體叫做"被燃素飽和了的空氣"。

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