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概述
調(diào)研大綱

調(diào)研報(bào)告顯示,工業(yè)氣體是一種瓶裝的壓縮氣體,在常溫常壓下呈氣態(tài)存在,主要用于各種工業(yè)制造領(lǐng)域。工業(yè)氣體的常見物理特性為可壓縮性和膨脹性︰可壓縮性是指一定量的氣體在溫度保持不變的情況下,對(duì)氣體施加的壓力越大其體積就會(huì)變得越小,若繼續(xù)加壓,氣體將會(huì)被壓縮成液體的形態(tài)﹔膨脹性是指氣體在光照或受熱后.溫度升高.分子間的熱運(yùn)動(dòng)加劇,氣體體積增大,在一定容器內(nèi),氣體受熱的溫度越高,其膨脹后形成的壓力越大。

一、空分氣體

定義:空分氣體是指通過空氣分離技術(shù)從空氣中制取的氧氣、氮?dú)?、氬氣等氣體。

生產(chǎn)方法:主要采用低溫精餾法。先將空氣冷卻至液化狀態(tài),然后根據(jù)氧氣、氮?dú)狻鍤獾炔煌M分的沸點(diǎn)差異,在精餾塔中進(jìn)行多次蒸發(fā)和冷凝,從而將它們分離出來,得到高純度的氧氣、氮?dú)夂蜌鍤獾取?/p>

應(yīng)用領(lǐng)域:氧氣廣泛用于鋼鐵冶煉、化工生產(chǎn)、醫(yī)療急救等領(lǐng)域。在鋼鐵冶煉中,通過向轉(zhuǎn)爐中吹入高純度氧氣,可加速鐵水的氧化過程,提高生產(chǎn)效率和鋼材質(zhì)量。氮?dú)獬S糜谑称繁ur、電子工業(yè)中的保護(hù)氣等。比如在食品包裝中充入氮?dú)?,可以排除氧氣,防止食品氧化變質(zhì)。氬氣主要用于焊接保護(hù)、半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域。在焊接過程中,氬氣作為保護(hù)氣體,能防止焊接部位被氧化,提高焊接質(zhì)量。

二、合成氣體

定義:合成氣體是指通過化學(xué)反應(yīng)將不同的原料氣混合或轉(zhuǎn)化而得到的氣體,主要包括氫氣、一氧化碳、二氧化碳等,常見的合成氣是一氧化碳和氫氣的混合氣。

生產(chǎn)方法:通常采用煤氣化法、天然氣重整法等。煤氣化法是將煤與氧氣、水蒸氣等在高溫下進(jìn)行氣化反應(yīng),生成含有一氧化碳、氫氣等成分的合成氣。天然氣重整法則是利用天然氣(主要成分是甲烷)與水蒸氣在催化劑作用下發(fā)生重整反應(yīng),生成合成氣。

應(yīng)用領(lǐng)域:合成氣是化工生產(chǎn)的重要原料,可用于合成氨、甲醇、二甲醚等多種化工產(chǎn)品。以合成氨為例,合成氣中的氫氣和氮?dú)庠诟邷馗邏汉痛呋瘎┑淖饔孟路磻?yīng)生成氨,氨是生產(chǎn)化肥的重要原料。合成氣還可用于費(fèi)托合成,生產(chǎn)液體燃料和石蠟等產(chǎn)品,在能源領(lǐng)域具有重要意義。

三、特種氣體

定義:特種氣體是指那些在特定領(lǐng)域中應(yīng)用,對(duì)純度、雜質(zhì)含量、組分均勻性等有嚴(yán)格要求的氣體,包括電子特氣、高純氣體、標(biāo)準(zhǔn)氣體等。

生產(chǎn)方法:生產(chǎn)特種氣體需要采用多種先進(jìn)的技術(shù)和工藝,如吸附、精餾、膜分離、催化反應(yīng)等,以實(shí)現(xiàn)氣體的提純和精制。例如,電子特氣的生產(chǎn)通常需要經(jīng)過多步純化工藝,以去除雜質(zhì),滿足半導(dǎo)體制造等高端領(lǐng)域?qū)怏w純度的極高要求。對(duì)于一些標(biāo)準(zhǔn)氣體,則需要精確控制各組分的含量,通過嚴(yán)格的配制和校準(zhǔn)工藝來生產(chǎn)。

應(yīng)用領(lǐng)域:電子特氣在半導(dǎo)體芯片制造中有著關(guān)鍵作用,用于光刻、蝕刻、摻雜等工藝。例如,光刻過程中使用的光刻氣,要求具有極高的純度和穩(wěn)定性,以確保光刻精度,從而制造出更小尺寸、更高性能的芯片。在光伏產(chǎn)業(yè)中,特種氣體用于硅片生產(chǎn)和電池組件制造。在醫(yī)療領(lǐng)域,一些特種氣體如笑氣(一氧化二氮)用作麻醉劑,用于手術(shù)中的鎮(zhèn)痛和麻醉。

圖:2021年全球不同產(chǎn)品類型工業(yè)氣體市場(chǎng)份額

2021年全球不同產(chǎn)品類型工業(yè)氣體市場(chǎng)份額

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