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概述
调研大纲

调研报告显示,工业气体是一种瓶装的压缩气体,在常温常压下呈气态存在,主要用于各种工业制造领域。工业气体的常见物理特性为可压缩性和膨胀性︰可压缩性是指一定量的气体在温度保持不变的情况下,对气体施加的压力越大其体积就会变得越小,若继续加压,气体将会被压缩成液体的形态﹔膨胀性是指气体在光照或受热后.温度升高.分子间的热运动加剧,气体体积增大,在一定容器内,气体受热的温度越高,其膨胀后形成的压力越大。

一、空分气体

定义:空分气体是指通过空气分离技术从空气中制取的氧气、氮气、氩气等气体。

生产方法:主要采用低温精馏法。先将空气冷却至液化状态,然后根据氧气、氮气、氩气等不同组分的沸点差异,在精馏塔中进行多次蒸发和冷凝,从而将它们分离出来,得到高纯度的氧气、氮气和氩气等。

应用领域:氧气广泛用于钢铁冶炼、化工生产、医疗急救等领域。在钢铁冶炼中,通过向转炉中吹入高纯度氧气,可加速铁水的氧化过程,提高生产效率和钢材质量。氮气常用于食品保鲜、电子工业中的保护气等。比如在食品包装中充入氮气,可以排除氧气,防止食品氧化变质。氩气主要用于焊接保护、半导体制造等领域。在焊接过程中,氩气作为保护气体,能防止焊接部位被氧化,提高焊接质量。

二、合成气体

定义:合成气体是指通过化学反应将不同的原料气混合或转化而得到的气体,主要包括氢气、一氧化碳、二氧化碳等,常见的合成气是一氧化碳和氢气的混合气。

生产方法:通常采用煤气化法、天然气重整法等。煤气化法是将煤与氧气、水蒸气等在高温下进行气化反应,生成含有一氧化碳、氢气等成分的合成气。天然气重整法则是利用天然气(主要成分是甲烷)与水蒸气在催化剂作用下发生重整反应,生成合成气。

应用领域:合成气是化工生产的重要原料,可用于合成氨、甲醇、二甲醚等多种化工产品。以合成氨为例,合成气中的氢气和氮气在高温高压和催化剂的作用下反应生成氨,氨是生产化肥的重要原料。合成气还可用于费托合成,生产液体燃料和石蜡等产品,在能源领域具有重要意义。

三、特种气体

定义:特种气体是指那些在特定领域中应用,对纯度、杂质含量、组分均匀性等有严格要求的气体,包括电子特气、高纯气体、标准气体等。

生产方法:生产特种气体需要采用多种先进的技术和工艺,如吸附、精馏、膜分离、催化反应等,以实现气体的提纯和精制。例如,电子特气的生产通常需要经过多步纯化工艺,以去除杂质,满足半导体制造等高端领域对气体纯度的极高要求。对于一些标准气体,则需要精确控制各组分的含量,通过严格的配制和校准工艺来生产。

应用领域:电子特气在半导体芯片制造中有着关键作用,用于光刻、蚀刻、掺杂等工艺。例如,光刻过程中使用的光刻气,要求具有极高的纯度和稳定性,以确保光刻精度,从而制造出更小尺寸、更高性能的芯片。在光伏产业中,特种气体用于硅片生产和电池组件制造。在医疗领域,一些特种气体如笑气(一氧化二氮)用作麻醉剂,用于手术中的镇痛和麻醉。

图:2021年全球不同产品类型工业气体市场份额

2021年全球不同产品类型工业气体市场份额

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