液氨(液態(tài)氨氣,化學(xué)式為NH?)在工業(yè)中具有廣泛且重要的應(yīng)用,主要得益于其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)(如易液化、強(qiáng)堿性、高反應(yīng)活性等)。以下是液氨在工業(yè)中的主要應(yīng)用領(lǐng)域及其具體作用:
1. 制冷與空調(diào)行業(yè)
核心應(yīng)用:液氨是工業(yè)制冷領(lǐng)域的重要制冷劑,尤其適用于大型冷庫、食品加工、化工生產(chǎn)等場景。原理:液氨在蒸發(fā)器中汽化時(shí)吸收大量熱量,實(shí)現(xiàn)降溫效果;壓縮后冷凝為液體,循環(huán)使用。優(yōu)勢:環(huán)保性:氨的全球變暖潛能值(GWP)和臭氧消耗潛能值(ODP)均為零,符合綠色制冷趨勢。高效性:單位質(zhì)量制冷量高,能耗低。成本低:氨作為天然制冷劑,價(jià)格穩(wěn)定且易于獲取。典型案例:肉類加工廠、化工企業(yè)的低溫反應(yīng)釜冷卻系統(tǒng)。2. 化肥生產(chǎn)
核心應(yīng)用:液氨是合成氮肥(如尿素、硝酸銨、碳酸氫銨等)的關(guān)鍵原料。反應(yīng)過程:哈伯-博世法:液氨與空氣中的氮?dú)庠诟邷馗邏合麓呋铣砂保∟H?),進(jìn)一步加工為化肥。尿素合成:液氨與二氧化碳反應(yīng)生成尿素(CO(NH?)?),是全球最主要的氮肥品種。重要性:全球約80%的液氨用于化肥生產(chǎn),對保障糧食安全至關(guān)重要。3. 化工原料
硝酸生產(chǎn):液氨氧化生成一氧化氮(NO),進(jìn)一步氧化為二氧化氮(NO?),溶于水制得硝酸(HNO?)。硝酸是炸藥、染料、塑料等工業(yè)的基礎(chǔ)原料。胺類化合物合成:液氨與醇、酸等反應(yīng)生成各類胺類(如甲胺、乙二胺),用于制藥、農(nóng)藥、表面活性劑等領(lǐng)域。氫氰酸生產(chǎn):液氨與甲烷在高溫下反應(yīng)生成氫氰酸(HCN),用于合成有機(jī)玻璃、尼龍等。4. 金屬處理
氮化處理:液氨在高溫下分解為活性氮原子,滲入金屬表面形成氮化層(如滲氮鋼),顯著提高硬度、耐磨性和抗腐蝕性。應(yīng)用場景:汽車齒輪、模具、刀具等精密零件的表面強(qiáng)化。5. 環(huán)保與能源領(lǐng)域
脫硫脫硝:液氨作為還原劑,用于燃煤電廠煙氣脫硝(SCR技術(shù)),將氮氧化物(NO?)還原為氮?dú)夂退瑴p少大氣污染。儲(chǔ)能介質(zhì):液氨可作為氫能載體,通過氨分解制氫(NH? → N? + 1.5H?),解決氫氣儲(chǔ)存和運(yùn)輸難題,助力可再生能源存儲(chǔ)。碳捕集:液氨與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫銨,實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢氣中CO?的固定和利用。6. 其他工業(yè)應(yīng)用
橡膠工業(yè):液氨用于合成橡膠的硫化促進(jìn)劑,提高橡膠性能。制藥行業(yè):作為中間體或溶劑,參與合成抗生素、維生素等藥物。電子工業(yè):液氨用于清洗半導(dǎo)體晶圓,去除表面雜質(zhì)。