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它是动植物生命中的元素，并且是许多有用化合物的组成部分。氮与许多金属结合形成硬氮化物，可用作耐磨金属。净化后的压缩空气经过缓冲罐，联合过滤器后由膜组一端进入，气体分子在压力作用下首先在膜的高压侧接触。混合气体在膜的高压侧表面以不同的溶解度溶于膜内，然后在膜两侧压力差的推动下，混合气体的分子以不同的速度向膜的低压侧扩散。氮也以盐形式存在于多种矿物质中，例如智利硝石（），硝石或硝石（钾）和含有铵盐的矿物质。氮存在于许多复杂的有机分子中，包括存在于所有活生物体中的蛋白质和氨基酸。
工业上的氨气是由氢气和氮气直接合成的：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)（反应条件为高温高压、催化剂）。氨气的合成是一个体积缩小的放热反应，氮气，增大体系压强和降低体系温度对合成反应有利。尽管氮被认为是一种惰性元素，但它会形成一些非常活跃的化合物。它可用作稀释剂并控制自然的燃烧和呼吸速率，在较高的氧气浓度下会更快。深冷分离法工艺已经历了 100 多年的发展，先后经历了高压、高低压、中压和全低压流程等多种不同的工艺流程。
透过膜的气体组分不可能达到 100%的纯度。气体分离膜通常可分为多孔材质和非多孔材质，高纯氮气，它们无机物（多孔玻璃、陶瓷、金属、电子导电性固体和钯合金等）或有机高分子（微孔聚乙烯、多孔醋酸纤维、均质醋酸纤维、聚硅氧烷橡胶和聚碳酸脂）组成。经过溶解和扩散两个过程的选择，终混合气体被分离成各个组分。例如：空气、氧气的透过速度大于氮气，电子级氮气，经过膜分离之后，高压侧留下的气体富氮，而透过去的气体富氧。氮气主要是从大气中分离或含氮化合物的分解制得的。每年通过液化空气生产超过3，300万吨的氮气，然后使用分馏的方法在大气中生产氮气以及其他气体。
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