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氮氣發(fā)生器作為制氮機,相信大家并不陌生,那么氮氣發(fā)生器提取的氮氣是用來干嘛的呢?其實在現(xiàn)代火箭及宇航技術中就會大量使用氮氣和氦氣這兩個氣體的。它們的主要應用是: 1. 作為能源,用于操縱各類氣動閥門和部件(操縱液氫低溫閥門,則應使用氦氣)。
2. 作為吹除置換用氣體.對液體推進劑加注系統(tǒng)吹除、置換(置換液氧系統(tǒng)應使用氦氣或氫氣)。
3. 對火箭、飛行器上推進劑貯箱增壓,對地面推進劑貯罐增壓,以保證推進劑系統(tǒng)正常工作(對液氧貯箱增壓應使用氦或氧氣)。
4. 以高壓氮氣為動力,存火箭發(fā)動機啟動瞬時推動渦輪泵工作(在發(fā)動機啟動以后,則靠推進劑燃氣發(fā)生器提供的燃氣推動渦輪泵工作)。
5. 用氮氣對火箭上儀器艙作防爆吹除,對地面要求防爆的電氣設備作防爆吹除,用于滅火消防。
6. 用于火箭發(fā)動機系統(tǒng)吹除(按要求用氨氣或氦氣)。
7. 加注結束后,用氮氣對地面管路系統(tǒng)吹除、封存。
火箭、宇航飛行器在飛行過程中的用氣,貯存在火箭上的鈦臺金球形氣瓶中。地面設備及火箭起飛前的用氣,直接由地面供氣系統(tǒng)提供。氣源和供氣系統(tǒng)是火箭,宇航地面設備中的一個重要組成部分。
除此之外,氮氣還用于火箭推進劑貯箱、發(fā)動機系統(tǒng)等的氣密性檢查。為保證火箭發(fā)動機系統(tǒng)的渦輪泵正常工作,要求泵在一定的凈正吸入壓頭下工作,以防止產(chǎn)生汽蝕,為此,在火箭起飛前要對推進劑貯箱增壓。氮氣可用作氣動閥件動力源。對處于液氫溫度下工作的某些氣動閥件,則應用氦氣操縱。氮氣是一種經(jīng)濟、適用的吹除用氣體,這是因為氮氣與推進劑蒸汽混臺,不存在著火爆炸的怠險性,而且不會對推進劑系統(tǒng)產(chǎn)生不良的影響。對于液氫一液氧火箭發(fā)動機,在某些晴況下,則必須用氦氣吹除。
那么在現(xiàn)實生活中,我們又該如何去提取氮氣呢?其實在通常的情況下氮氣發(fā)生器制取氮氣里面含氮量小于0.5%時,是可以用脫氮劑直接除氮,要是含氮量在0.5-3%時,應該用催化劑加氫以此達到除氮。目的是在常規(guī)情況下使用分層接觸脫氮技術,以使氮含量超過3%。這次是化學計量能量所需的氫含量,主要是因為氮中的氮含量太高。添加一次性氮氣發(fā)生器很危險,并且會產(chǎn)生相對大量的熱量,因此很容易燃燒催化劑。此時,必須嚴格控制氫化量,但是可以逐步除去氮。如果原始氮氣中的氮含量過高,則可以用一部分純氮氣稀釋原始氣體。此時,在除去氫化的接觸氮之前,混合氣體中的氮含量小于3%。
用反硝化器去除雜質(zhì)氮的典型過程:氮通過接觸式反硝化器(去除氮),水冷卻器和吸附式干燥器(去除水蒸氣)和氣體過濾器(去除粉塵顆粒)后,得到純凈的氮氣產(chǎn)品。水接觸除氮的典型工藝流程:先向氮中添加適量的氮(添加量至少是氮中氮含量的兩倍),然后是接觸式除氮器(除氮))。使用冷水機,吸附式干燥機(去除水蒸氣)和氣體過濾器(去除灰塵顆粒)之后,您可以獲得純凈的氮氣產(chǎn)品。如果氮中的氮含量較高(39%或更高),則可以使用分級水接觸除氮工藝。在催化脫氮裝置之前,必須嚴格控制氫化量,并且必須嚴格控制氫含量。通過接觸式氮反硝化裝置1進行控制(定時反硝化),然后添加少量氫催化反硝化裝置2進行二次反硝化。如果源氮包含高氮,則此時純氮將沒有過量的氫。此時,使用氮氣發(fā)生器的氮氣凈化器先將催化作用加氫,然后除去氮氣。通過活性氫化銅去除法提純氮的工藝流程為氮含量。然后,通過氮氣發(fā)生器除去氮氣,然后使用電加熱器和氮化反應除去氮氣中的過氧化氫。
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