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深冷分離法又稱為低溫精餾法，利用空氣中氮氣與氧氣的沸點不一致來分離氧氣和氮氣。由于氮氣的沸點（-196℃） 低于氧氣（-183℃），在液態(tài)空氣的蒸發(fā)過程中，液氮比液氧更容易變成氣態(tài)，而在空氣液化過程中，氧氣比氮氣更容易變成液態(tài)。

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一個典型的儲存系統(tǒng)由一個低溫儲存罐，一個或多個汽化器，一個壓力控制系統(tǒng)和所有的用于灌裝、汽化、供給的管道系統(tǒng)組成。低溫罐造得象個真空瓶。設(shè)計得使熱量無法進入內(nèi)罐中的液氮。汽化器把液氮轉(zhuǎn)化成氣態(tài)。壓力控制管控制著輸入到過程的氣體壓力。使用液氮的過程不要求有汽化器和壓力控制管。

一般情況下，氮是不活潑的的。當加熱到非常高的溫度時它會同更加活潑的金屬，如鋰和鎂反應(yīng)生成氮化物。它還會同氧反應(yīng)生成氮的氧化物，而且當在有催化劑存在時它會同氫反應(yīng)生成氨。

由于氮無腐蝕性，不需要特殊的建材。但是，選擇的建材須能抗液氮的低溫。容器和管道系統(tǒng)要根據(jù)相關(guān)的壓力和溫度按照按照國家相關(guān)機構(gòu)的標準或交通的規(guī)定來設(shè)計。