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    第二屆國際氣體產業發展高峰論壇演講“黃金氣體路在何方?”

    紐瑞德特種氣體總工程師劉雷,受邀參加氣體圈子第二屆國際氣體產業發展高峰論壇。本次會議演講的主題是“黃金氣體路在何方?”,演講內容吸引著現場每一位氣體行業專家。


    何謂“黃金氣體”?


    “黃金氣體” 因在空氣中含量很少,以及價格昂貴而得名,又叫稀有氣體或貴重氣體,包括氬、氦、氖、氪、氙等。


    稀有氣在大氣層和地殼中的含量很少,空氣中它們含量如下所示:

    稀有氣體資源及其技術發展


    場上流通的稀有氣體產品大部分從空氣中分離得到(除氦氣主要是從石油天然氣中提?。?,而只有大型空分才有稀有氣體,而大型空分主要集中在煉鋼行業、石油行業、煤化工和化肥化工行業等。


    隨著各行各業對空分大型化、自動化趨勢,同時稀有氣體在工業、電光源、電子、醫療和航空航天等行業的需求量幾何系數的增加,甚至近幾年在太空宇宙開發方面的應用量的突增,導致稀有氣體市場也是在波動中前進。


    稀有氣體在五、六十年代用量并不大(氦除外),1958年(工業發展最先進)美國氖氪氙生產總量才不過140m3,但隨著工業的發展,1970年美國僅向日本出口的氪氙就達1萬m3,而2016年中國氪氖氙年產能達18.62-22.04萬m3。 


    在此背景下,市場對稀有氣體的資源的競爭異常激烈,但一直因其兩大技術門檻(空分設備和稀有氣純化技術)的制約,使其競爭仍然在液空、林德、普萊克斯、AP、俄羅斯深冷、梅塞爾等幾家公司之間進行。


    以上這些公司能夠成為主要競爭者,除了在大型空分設備制造和空分運行方面一直走在技術尖端,同時在稀有氣體設備制造及氣體純化方面也不斷推陳出新。


    各空分巨頭制造的最大型空分情況如下:

     

    隨著杭氧02年首套3萬m3/h順利開車,到09年為大唐煤化工3套6萬m3/h的開車成功,再到12年伊朗12萬m3/h空分設備訂單,標志著我國空分大型化技術逐漸趕上世界先進水平。


    此外開空、川空、福斯達等單位也相繼研制4-6萬m3/h成功,沈鼓、陜鼓甚至制造出8萬和10萬m3/h的空分,說明我國的整體化空分技術也逐漸不再落后。


    下表為09年各空分設備公司在國內空分制造數量統計情況:

     

    由以上可知我國空分設備在國內市場占有率近60%,如果涉及到小型空分國內設備的占有率會更高,但隨著近幾年外資公司對中國市場的重視及國內空分設備公司的走出國門,外資公司大型空分設備有增多的趨勢。

     
    稀有氣體只有從大型空分中才有提煉價值,中小型空分只能通過提取富含量然后集中提取、純化處理。稀有氣體從空分中提取技術源于1920年美國生產氦氖,逐漸蘇(俄)、法、日、德、意大利等都開始生產氖氦;但氪氙直到1940年才開始提取,隨著電光源和電子工業的發展,稀有氣體需求量的倍增促進其技術的飛速發展。
     

    但主要掌握其核心技術的還是林德、液空、普萊克斯和俄羅斯深冷等公司。我國為稀有氣體技術自五十年代末開始研究、試驗,在六十年代初小型氖氦分離設備試制成功,乃至后期的氪氙提取成功,但從中小試到大型化生產,從99%到99.99%的技術發展經過了漫長的20年,直到八十年代通過引進林德全組分空分技術,使稀有氣體技術和國際接軌。


    90年代武鋼在林德稀有氣體精制設備的基礎上進行技術調整,使稀有氣體打破進口產品對電子工業、航空航天的壟斷。


    杭氧、啟元、中冶天工、浙江新銳等企業對稀有氣體技術多年的研發及設備和技術國產化,在近幾年都有所成就,但這些也只是階段性的成果,距離稀有氣體資源、提取、精制的完全知識自主產權并成為領先者,這還是有待時日。


    稀有氣體隨著中國科技的發展及其終端市場的轉移,逐漸能更多的參與到稀有氣體操作,由最初高端產品主要依靠進口,到目前滿足國內高端需求的同時,更為國際最先進的科研供應。


    以氙氣為例,08年國際上氙氣產能為9000m3左右,而中國市場 70%以上的氪氙產量主要由武鋼提供。


    15年中國氙氣年產能達到2000m3,這還不包括年產能為1.4萬立方米粗氙氪混合氣,而進口氙氣據統計為680m3左右(出口量超過進口量)。

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