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新銳空分為邯鋼再打造“印鈔機器”
分離氪、氙“黃金氣體”助衛星翱翔

2019-01-23 10:54:00    

  1月8日,時值寒冬臘月,杭州西子湖畔下起了毛毛細雨,一項高科技工業新產品稀有氣體0.96/0.084 Nm3/h(氪、氙)分離精制裝置成功通過鑒定。由中科院、華中科技大學、浙江大學、浙江工業大學、北京特種工程設計研究院等有關部門專家組成的鑒定委員會對該鑒定設備給予了高度評價:該裝置擁有完全自主知識產權,為國內自主研發的規模最大、純度最高的氪、氙分離裝置。達到國內領先水平。

  這是繼浙江新銳空分設備有限公司(以下簡稱新銳空分)在2015年為河鋼集團邯鄲鋼鐵有限責任公司(以下簡稱邯鋼)打造了一套20Nm3/h稀有氣體(氖、氦)分離精制裝置之后取得的又一重大成果。該成果依然成就了一段供需雙方合力開發“黃金氣體”,打造“印鈔機器”,繁榮非鋼產業的佳話,也傳頌著供需雙方珠聯璧合、優勢互補、互利共贏、與時俱進、勇攀高峰美名。

  新銳空分是稀有氣體(氪、氙)精制設備生產企業中的翹楚,也是目前國內唯一生產高純度氖氦精制設備的高科技企業,更是稀有氣體行業內的領軍企業。該公司總部在杭州市濱江區中贏國際大廈,生產基地毗鄰杭州市莫干山風景區的德清工業園區。該公司發展定位為創建國際一流的科技型空分與低溫工藝設備公司,旨在推動空分行業的技術進步,為用戶提供技術先進、性能優良、質量可靠安全低耗的高品質空分與低溫工藝裝置。

  該公司秉承“科技成就未來,匠心鑄就精品,厚德承載你我”的經營理念和“一切為用戶著想”的優良作風,竭盡全力為用戶建造精品工程。

  據新銳空分專家介紹,空氣中存在氖、氦、氬、氪、氙等稀有氣體,其中氪和氙體積含量最少,分別為1.14 ppm和0.086 ppm,氖和氦分別為18 ppm和5.2 ppm。稀有氣體中氖、氪、氙只有利用空分裝置從空氣中提取,沒有其他來源。由于稀有氣體具有的特性,它們在國民經濟、國防建設、科研以及人們的日常生活中有著廣泛的應用。

  例如,氪氣主要用于電子工業、 電光源工業,還用于氣體激光器和等離子流中。

  氪燈節省電能,使用壽命長、發光率高、體積小,如長壽氪燈是礦井的重要光源;用氪氣還能制成不需要電能的原子燈;氪燈的透射率特別高,可作夜戰中越野戰車的照射燈光、飛機跑道燈等;氪氣還用于高壓水銀燈、鈉燈、鋯點光源、閃光燈、頻閃觀測器、電壓管、計數放電管和氣體繼電器等。

  在歐美國家,氪氣早已用作充填白幟燈。在我國氪氣主要應用于燈光源產業,包括T8熒光管等燈具現都將氪氣與其他稀有氣體混合充入燈管內以提高效率并節約能耗。

  氪氣在節能建筑大有用武之地,中空玻璃窗制造業是氪氣較大的消費市場,如今,該用途占全世界氪產量 40~50%之多。

  又如,氙氣主要應用于半導體、電光源、航天、暗物質研究等領域。其最新用途是用于電子芯片制造業。

  航天工業對氙氣需求量呈現迅猛發展勢頭。氙離子發動機的研制源于20世紀 80 年代中期,通過研究發現在所有的惰性、無活性的氣體中,氙粒子可產生更大的推力,且由于其惰性特點,使得它既不易腐蝕,又安全。2017年,我國采用氙離子“電火箭”發射“實踐十三”號衛星獲得圓滿成功,使衛星攜帶的推進劑減少90%,大大提高衛星的有效載荷。氙離子電推進系統被認為是我國衛星技術革命性的技術突破。并預計在未來 3~5 年的時間里,氙離子發動機將取代現在四分之一的市場。對于我國來說,國產氙氣總量目前仍不能滿足航天工業對氙氣的需求。

  我國是世界上工業氣體生產規模最大的國家。目前,中國工業氣體的總體規模約3000萬m3/h以上(按制氧量計),其中鋼鐵和煤化工行業占國內工業氣體市場需求的60%。雖然中國是全球制氧機組最多的國家,但由于歷史的原因,絕大部分制氧機組均無法提取稀有氣體產品,稀有氣體的產量少得可憐,國內大型空分裝置配套的稀有氣體提取裝置屈指可數,寶貴的稀有氣體資源被嚴重浪費。

  稀有氣體精制產品技術門檻高,世界上擁有稀有氣體提取與精制技術的廠家很少,由于眾所周知的原因,西方幾家空分巨頭已不再向中國用戶出售稀有氣體精制裝置,對稀有氣體精制工藝實行嚴格的技術封鎖。多年來他們只向中國用戶提供初級濃縮塔生產粗制混合氣,收購粗制混合氣運至國外進行精制后返銷給中國市場,獲取巨大利潤。

  中國稀有氣體產品1/2以上依靠進口,2017年中國稀有氣體市場規模超過200億元人民幣。價格非常高,例如氙氣的價格曾經達到過每標準立方氣體25萬元,2018年的價格也在每標準立方氣體8萬元以上。目前國內稀有氣體市場供不應求,一半以上依靠進口,國內市場需求旺盛,價格看漲。

  新銳空分為邯鋼自主研發的這套氪、氙分離精制裝置運行穩定,操作方便,能耗低,在裝備技術上具有創新性和新穎性。以華中科技大學博士生導師舒水明教授為首的鑒定委員會認為,該裝置具有以下特點:

  它是我國目前產量最大、純度最高(氪、氙產品純度可達到6N)的氪、氙精制裝置;實現了工藝過程全自動化,既可連續生產也可間斷生產;生產負荷調節范圍40-120%;該裝置采用高溫焙燒去除碳氫化合物以及氮氧化物、多塔精餾去除雜質、特種吸附劑低溫吸附除氡等技術,工藝先進。具有回收率高、安全可靠的特點。

  由于該裝置研發成功,打破了國外技術壟斷,使得國內的工業氣體生產廠家也能夠進入氪、氙稀有氣體生產領域。新銳空分期待與更多的鋼鐵企業制氧廠合作,以生產更多的氪、氙氣體,服務于祖國的高科技產業。

編輯:楊小光     來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網
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