氩气和氮气在惰性上尤其相似,但在经济和环境成本上则大为不同。
氩气,惰性气体
氩气是大气中除氮气和氧气以外最常见的气体。氩气是一种惰性气体,这意味着它很难与其他物质发生化学反应。这使氩气成为了覆盖酒和敏感化学物品的绝佳选择,不过成本较高。
虽然氩气是第三大常见气体,但是它仅占大气的大约0.9%。在商业上,氩气是通过工业空气分离得到的一种副产品。由于在大气中所占的比例非常小,因此氩气比氮气的价格高出许多倍。
氮气,不起反应的气体
氮气并不是惰性气体。一个氮气分子 (N2)由两个氮原子构成,占大气79.1%的氮气极难发生反应,相对普遍的氮气与氩气具有相同的性质,但是成本低得多。氮气比氩气丰富88倍。这意味着产生一磅氮气所用的能量比产生一磅氩气低88倍。
对于氮气的大多数用户,现场使用变压吸附或者中空纤维膜进行空气分离制氮,相比从工厂购买气体,更能降低氮气成本。此外,因无需用柴油卡车运送瓶装氮气或液氮,气体现制还能最大程度地减少二氧化碳排放量。
氩气与氮气的比较
氩气的一个优势是其重量较重。氩气的密度是0.1 lb/ft3 ,而氮气的密度是 0.07 lb/ft3或者每立方英尺比氮气重40%。因此,氩气将停留在液柱的顶部,不会在空气中扩散。对于覆盖应用,确定氩气在同一地方保持不动并不是轻松的事情,因为它取决于氩气上方的温度和空气流动,且氩气是看不见的,所以用户很难确定什么时候补充氩气。因此,氮气被更广泛使用,其低成本可允许持续换气,而氩气在经济上成本较高。
在某些应用中,氩气优于氮气,例如,在电弧焊作业中,氮气会在存在电弧的情况下起反应。而在有隔热窗的应用中,氩气的导热性比氮气低得多。但在几乎所有其他气体应用中,氮气 是更好的选择。