氮氣主要用于合成氨、金屬熱處理的保護氣氛、化工生產中的惰性保護氣(開停車時吹掃管線、易氧化物質的氮封、壓料)、糧食貯存、水果保鮮和電子工業等。
工業上分離空氣的傳統方法是采用深冷分離法，即將空氣冷卻到-150℃以下，再用低溫精餾的方法實現分離。該法可以同進得到氮氣和氧氣，還可以得到液氮和液氧。但是，低溫精餾法存在能耗高、流程長、啟動過程長、設備維護要求高等缺點，因此近十幾年來受到了變壓吸附法和膜分離法等新興分離方法的嚴峻挑戰。
變壓吸附法分離空氣具有能耗低、流程短、開停車時間短、自動控制、產品濃度可調等等優點，可望有較大的發展。
膜分離法：膜法分離空氣利用的是滲透原理，即氧氣和氮氣在非多孔高分子膜內的擴散速率不同。用膜法分離空氣可以連續得到氮氣和富氧空氣。
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