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概述
調研大綱

調研報告顯示,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,對氣體施加的壓力越大其體積就會變得越小,若繼續(xù)加壓,氣體將會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.分子間的熱運動加劇,氣體體積增大,在一定容器內,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從空氣中制取的氧氣、氮氣、氬氣等氣體。

生產方法:主要采用低溫精餾法。先將空氣冷卻至液化狀態(tài),然后根據氧氣、氮氣、氬氣等不同組分的沸點差異,在精餾塔中進行多次蒸發(fā)和冷凝,從而將它們分離出來,得到高純度的氧氣、氮氣和氬氣等。

應用領域:氧氣廣泛用于鋼鐵冶煉、化工生產、醫(yī)療急救等領域。在鋼鐵冶煉中,通過向轉爐中吹入高純度氧氣,可加速鐵水的氧化過程,提高生產效率和鋼材質量。氮氣常用于食品保鮮、電子工業(yè)中的保護氣等。比如在食品包裝中充入氮氣,可以排除氧氣,防止食品氧化變質。氬氣主要用于焊接保護、半導體制造等領域。在焊接過程中,氬氣作為保護氣體,能防止焊接部位被氧化,提高焊接質量。

二、合成氣體

定義:合成氣體是指通過化學反應將不同的原料氣混合或轉化而得到的氣體,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行氣化反應,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,生成合成氣。

應用領域:合成氣是化工生產的重要原料,可用于合成氨、甲醇、二甲醚等多種化工產品。以合成氨為例,合成氣中的氫氣和氮氣在高溫高壓和催化劑的作用下反應生成氨,氨是生產化肥的重要原料。合成氣還可用于費托合成,生產液體燃料和石蠟等產品,在能源領域具有重要意義。

三、特種氣體

定義:特種氣體是指那些在特定領域中應用,對純度、雜質含量、組分均勻性等有嚴格要求的氣體,包括電子特氣、高純氣體、標準氣體等。

生產方法:生產特種氣體需要采用多種先進的技術和工藝,如吸附、精餾、膜分離、催化反應等,以實現(xiàn)氣體的提純和精制。例如,電子特氣的生產通常需要經過多步純化工藝,以去除雜質,滿足半導體制造等高端領域對氣體純度的極高要求。對于一些標準氣體,則需要精確控制各組分的含量,通過嚴格的配制和校準工藝來生產。

應用領域:電子特氣在半導體芯片制造中有著關鍵作用,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。在光伏產業(yè)中,特種氣體用于硅片生產和電池組件制造。在醫(yī)療領域,一些特種氣體如笑氣(一氧化二氮)用作麻醉劑,用于手術中的鎮(zhèn)痛和麻醉。

圖:2021年全球不同產品類型工業(yè)氣體市場份額

2021年全球不同產品類型工業(yè)氣體市場份額

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