氮气主要用于合成氨、金属热处理的保护气氛、化工生产中的惰性保护气(开停车时吹扫管线、易氧化物质的氮封、压料)、粮食贮存、水果保鲜和电子工业等。
工业上分离空气的传统方法是采用深冷分离法，即将空气冷却到-150℃以下，再用低温精馏的方法实现分离。该法可以同进得到氮气和氧气，还可以得到液氮和液氧。但是，低温精馏法存在能耗高、流程长、启动过程长、设备维护要求高等缺点，因此近十几年来受到了变压吸附法和膜分离法等新兴分离方法的严峻挑战。
变压吸附法分离空气具有能耗低、流程短、开停车时间短、自动控制、产品浓度可调等等优点，可望有较大的发展。
膜分离法：膜法分离空气利用的是渗透原理，即氧气和氮气在非多孔高分子膜内的扩散速率不同。用膜法分离空气可以连续得到氮气和富氧空气。
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