工業(yè)氣體是指氧、氮、氬、氖、氦、氪、氙、氫、二氧化碳、乙炔、天然氣等。由于這些氣體具有固有的物理和化學特性，因此在國民經(jīng)濟中占有舉足輕重的地位，推廣應用速度非?？?，幾乎滲透到各行各業(yè)。工業(yè)氣體用量最多的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)有：煉鋼、煉鐵、有色金屬冶煉、化肥生產(chǎn)、乙稀、丙稀、聚氯乙稀、人造纖維、合成纖維、硅膠橡制品、電纜和合成革等石油化學工業(yè)、機械工業(yè)中的焊接，金屬熱處理、氦扦漏等，浮法玻璃生產(chǎn)等。由于這些傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)在近幾年發(fā)展迅速，工業(yè)氣體的用量也達到高峰。工業(yè)氣體用量正在掘起的產(chǎn)業(yè)有：煤礦滅火、石油開采、煤氣化和煤液化，玻璃熔化爐、水泥生產(chǎn)窯、耐火材料生產(chǎn)窯，磚瓦窯等工業(yè)爐窯、食品速凍，食品氣調(diào)包裝、啤酒保鮮、光學、國防工業(yè)中的燃料、超導材料生產(chǎn)、電子、半導體、光纖生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、魚業(yè)、廢水處理、漂白紙漿、垃圾焚燒、粉碎廢舊輪胎等環(huán)保產(chǎn)業(yè)、建筑、氣象、文化、文物保護、體育運動、公安破案、醫(yī)療保健產(chǎn)業(yè)中的冷刀、重危病人吸氧、高壓氧冶療、人體器管低溫冷藏、麻醉技術及氧吧等。工業(yè)氣體應用正在試驗中的產(chǎn)業(yè)有：固體氮生產(chǎn)，燃料電池生產(chǎn)，磁性材料生產(chǎn)，超細加工，天然氣發(fā)電，壓縮天然氣汽車，氫能汽車生產(chǎn)等。工業(yè)氣體用量較多的產(chǎn)業(yè) 如鋼鐵、化肥、化工、玻璃及化纖行業(yè)均自建氣體生產(chǎn)設備，實行自產(chǎn)自銷的企業(yè)經(jīng)營方針，一些工業(yè)氣體用量較少的產(chǎn)業(yè)，主要依市場購買工業(yè)氣體。因此工業(yè)氣體的液體市場正在掘起，應用領域也越來越廣泛，如1999年美國液氧和液氮市場，按行業(yè)分，各行業(yè)的占有比例如下：
氧氣市場：機械16%、金屬14%、保健13%、電子12%、焊接10%、運輸10%、化工9%、玻璃5%、運輸服務2%、造紙1%、實驗室1%、其他7%。
氮氣市場：化工22%、食品20%、電子16%、機械7%、金屬6%、油氣5%、石油4%、運輸4%、橡膠3%、實驗室3%、制造2%、其他8%。
鋼鐵工業(yè)中的應用
吹氧煉鋼：吹氧煉鋼，已為各國普遍采用，成為鋼鐵工業(yè)飛躍發(fā)展的一條重要途徑。吹氧煉鋼的主要方式有：轉(zhuǎn)爐純氧頂吹或底吹煉鋼、電孤爐煉鋼和平爐煉鋼。轉(zhuǎn)爐煉鋼每噸鋼耗氧50~60m3；電孤爐煉鋼每噸鋼耗氧10~25m3；平爐煉鋼每噸鋼耗耗氧20~40m3。1993年世界各國或地區(qū)各種煉鋼法所占的比例（%），其中中國：轉(zhuǎn)爐鋼是63.8%（美國為61.8%，日本為68.8%，盧森堡為100%，奧地利為90.1%）、電弧爐鋼為21.8%（美國為38.2%，日本為31.2%，奧地利為9.9%）、平爐鋼為14.2%（美、日、奧均為0）、其他鋼為0.2%（美、日、奧均為0）。世界：轉(zhuǎn)爐59.4%，電弧爐31.0%，平爐9.6%，其他0.1%。進入90年代，電爐短流程技術在世界蓬勃發(fā)展?，F(xiàn)代化大型電爐采用了各種強化供氧技術，提高生產(chǎn)效率和降低電耗。和30年前相比，電爐的冶煉周期從210min降低到55min，冶煉電耗從650kWh/t降低到350kWh/t，而氧氣的用量從8m3/t增加到35~60m3/t。煉鋼用氧要求氧氣純度達到99.6%，避免鋼水吸氧，一般要求總管壓力大于2MPa，工作壓力大于1.2MPa，氣體要求清潔，無水無油。此外，軋鋼每噸鋼耗氧3~6m3、鋼材加工、連鑄坯火焰切割，火焰清除、爐襯火焰每噸鋼耗氧11.4~14.2m3。高爐富氧噴煤煉鐵：高爐富氧噴煤煉鐵可提高利用系數(shù)和降低焦比。1991年3月12至5月24日，首鋼公司在1號高爐進行了高富氧大噴煤試驗，最高富氧率達5.5%，鼓風中每富氧1%，可增產(chǎn)2.5%~3.0%，試驗期55天，共增產(chǎn)生鐵1.17萬噸；每富氧1%，可提高煤氣熱值1.28%~2.00%，相當于使用風溫升高32~79℃。鞍鋼2號高爐富氧噴煤冶煉試驗（1992年3月~1993年3月），氧氣由鞍鋼氧氣廠提供，氣量10000~12000m3/h，純度99.5%，壓力1.2~1.6MPa（進入高爐冷風前減壓至0.6MPa）。為安全，系統(tǒng)安裝了氮和均壓設施，冶煉結(jié)果，富氧鼓風以后，平均每富氧1%，可增產(chǎn)2.27%，溫度升高35℃，噸鐵成本降低6.91元。1993年12月14~15日，冶金部科技司組織鑒定，當富氧到24.71%時，噴煤量達到161kg/t，入爐焦比降到407kg/t，綜合焦比降到536kg/t。熔融還原煉鐵：21世紀，對鋼鐵工業(yè)發(fā)展的基本要求是消除環(huán)境污染。為根本改變鋼鐵工業(yè)的污染現(xiàn)狀，許多發(fā)達國家紛紛投入巨資開發(fā)熔融還原煉鐵技術。熔融還原采用純氧燃燒煤，代替焦炭煉鐵。同時，產(chǎn)生大量高熱值潔凈煤氣，作為能源輸出。韓國浦項鋼鐵公司已向奧鋼聯(lián)訂購一套年產(chǎn)60~70萬噸鐵水的COREX熔融還原爐裝置（C-2000型，日產(chǎn)2000噸鐵），已于1995年12月投產(chǎn)。與傳統(tǒng)的高爐工藝路線相比，COREX設備鐵水成本降低30%，SO2發(fā)散量減少94%，NOx減少78%，灰塵減少97%。在寧波也用熔融還原煉鐵法，擬采用2套C-2000型COREX裝置，煉鐵-復吹轉(zhuǎn)爐-薄板坯連鑄軋-冷連軋全部流程，總投資126億元。年設計產(chǎn)鋼160萬噸。據(jù)概算，若采用球團礦方案，需配62000m3/h空分設備兩套；如為塊礦方案，需配71000m3/h空分設備兩套。技術指標：氧耗580m3/t鐵，2×600型豎爐需氮氣700m3/t鐵。高爐富氧煉鐵用氧，對氧純度要求可放低到92~95‰。全氧高爐煉鐵：前蘇聯(lián)莫斯科鋼鐵研究總所，1033m3高爐上進行100%使用氧氣試驗，將煤氣在熱風爐蓄熱室預熱，然后代替通常的熱風吹入高爐，接著在每個風口噴入氧氣。這一工藝在1985~1990年間試驗了12次，生產(chǎn)鐵水25萬噸。在一次試驗中，焦比達3677kg/t鐵水，用氧2517kg/t鐵水，日產(chǎn)含2.2%Si的鐵水1700噸。
氮氣在鋼鐵廠的應用
主要是用作保護氣，如軋鋼、鍍鋅、鍍鉻、熱處理（尤為薄鋼片）連續(xù)鑄造等都要用氮氣作保護氣，而且氮氣純度要求99.99%以上。氬的化學情性被用于特種金屬的冶煉：鋰、鈹、鈾、钚、釷、鈦、鋯、鉿、鈮、鉭等原子核及空間工業(yè)方面所需的稀有金屬進行還原反應時，要用氬氣作環(huán)境氣體。半導體材料硅、鍺的精煉和單晶的制備過程中，也要用氬氣作環(huán)境氣體，以保護結(jié)晶成長。煉鋼過程也要用氬：如向熔融的鋼水中吹入氬氣，使成份均勻，鋼液凈化，并可除掉溶解在鋼水中的氫、氧、氮等雜質(zhì)，提高鋼坯質(zhì)量。吹氬還可以取消還原期，縮短冶煉時間，提高產(chǎn)量，節(jié)約電能等。氬氣吹煉和保護是提高鋼材質(zhì)量的重要途徑，我國已有不少鋼廠采用。據(jù)介紹，氬氣耗量為1~3m3噸鋼。氧、氮、氬是煉鋼企業(yè)不可缺少的工業(yè)氣體，據(jù)天津鋼管公司介紹，公司自產(chǎn)二次能源消耗為：氧氣年耗量2046m3，其中電爐工藝用氧約占79.2%,連鑄切割用氧約占6.1%,廢鋼切割用氧約占5.9%,其它用氧約占8.8%；氮氣年耗量2141萬m3，其中直接還原鐵保護用氮約80.2%,冶煉工藝用氮約15.3%,石灰窯和動力用氮約4.5%；氬氣年耗量29.4萬m3,全部用于煉鋼,其中冶煉用氬61.8%,連鑄用氬38.2%。據(jù)報導，目前煉鐵、煉鋼、軋鋼的綜合氧耗已達100~140m3/t，氮耗80~120m3/t，氬耗3~4m3/t。
爐外精煉： 煉鋼、連鑄生產(chǎn)企業(yè)面臨的首要任務是提高鋼的質(zhì)量，擴大品種，而爐外精煉工藝則是關鍵，尤其是對生產(chǎn)高級別鋼種和高附加值產(chǎn)品及提高其競爭力具有重要作用。鋼液的爐外精煉是把一般煉鋼中要完成的精煉任務，如脫硫、脫氧、除氣、去除非金屬夾雜物、調(diào)整鋼的萬分和鋼液溫度等，移到爐外的"鋼包"或者專用的容器中進行。爐外精煉工藝與工業(yè)氣體的使用密切相關，一般可分為真空精煉法和非真空精煉法。真空精煉法包括：
（1）真空吹氬法
（2）真空吹氧脫碳精煉法
（3）強攪拌真空吹氧脫碳精煉法
（4）轉(zhuǎn)爐真空吹氧脫碳法非真空精煉法包括：
? ? ? ? （1）氬氧爐脫碳精煉法
? ? ? ? （2）氣氧爐脫碳精煉法
? ? ? ? （3）鋼包吹氬法
? ? ? ? （4）密封吹氬法
? ? ? ? （5）帶蓋鋼包吹氬法、
富氧在有色全屬熔煉工業(yè)上的應用
富氧煉銅:?日本玉野冶煉廠,從1981年開始吹氧煉銅,使生產(chǎn)力提高30%以上,美國英倫西冶煉廠,1982年開始進行吹氧煉銅,使燃料節(jié)省50%。美國Wotrerine銅冶煉廠，采用29%富氧，節(jié)約燃料30%。我國安徽銅陵第二冶煉廠在10.5m3密閉鼓風爐上改用28%的富氧空氣。床能率提高45%。日本點島冶煉廠，1991年投運23萬t/d陽極銅爐，建有8650m3/h空分設備，國內(nèi)最大的煉銅基地--江西貴溪冶煉廠，為將日本往友的閃速爐改為富氧熔煉。內(nèi)蒙包關銅廠，使氧含量提高量28%，沒有排放，二氧化碳濃度增高，每天提高銅產(chǎn)量1130噸，硫酸成本降低30%。富氧煉鉛：澳大利亞MTM公司建一座ISA法煉鉛廠，1991年12月投產(chǎn)，規(guī)模為年產(chǎn)鉛6萬噸，采用富氧空氣熔煉，27%O2，流量7.1m3/s，壓力135kPa。再ISA法煉銅廠，1992年投產(chǎn)一座18萬t/a銅爐，配一套525t/d（約15400m3/h）制氧機。我國甘肅白銀西北鉛鋅冶煉廠，將在鉛鋅冶煉中應用氧氣。富氧煉白銀：甘肅白銀有色金屬公司冶煉廠，在白銀爐上采用富氧熔煉，使日處理爐科量增加了56%。富氧煉鋁：日本三井氧化鋁制造公司試驗高爐煉鋁技術，始于1975年，到1980年已在實驗室制得純度99.9%的高純鋁，1981年11月20日獲準日本專利。高爐煉鋁所用的熱風，最好用純氧，也可使用富氧空氣，即在空氣中加入4%以上的氧。富氧空氣經(jīng)熱風爐預熱，從高爐下部第一風口噴入。到1984年，已完成1m3實驗爐和噴吹能力為每小時噴吹240公斤粉煤以及每小時可將100m3氧氣預熱到500℃的預熱設備。計劃1987年達到半工業(yè)性設備的生產(chǎn)。
在化肥工業(yè)中的應用
氮氣是氮肥工業(yè)的主要原料,如硝酸銨含氮36%、硫酸銨含氮21%、尿素含氮46.7%。氮氣在氮肥廠開工生產(chǎn)前，或在系統(tǒng)大修后，還用來置換管道和容器內(nèi)的空氣或煤氣，以確保安全操作。在小型水煤氣制合成氨的工廠中，加氮后氮、氫比例穩(wěn)定，操作平穩(wěn)，同時可降低合成氨的電耗。此外還用精氮(99.99%)保護觸媒。用純液氮洗滌精制的氫氮混合氣，使得惰性氣體（甲烷和氫）極微，一氧化碳和氧的含量不超過20PPm。這個氮洗，氮氣的消耗量約為750m3/噸氨左右。有了合成氨這個原料氣，就可以制造各種肥料，1噸合成氨可生產(chǎn)硝銨2~2.2噸，硫銨3.8~4噸，尿素1.5~1.7噸。氧氣作粉煤或重油的氣化劑，氮氣參與合成作原料氣，并作裝置的安全保護氣（觸煤保護就要99.99%的純氮氣）。如以粉媒氣化，每噸合成氨耗氧500~900m3；如以重油氣化，每噸合成氨耗氧250~700m3；以渣油氣化，每噸合成氨耗氧850~940m3；石灰氮是一種化學氮肥，1噸石灰氮要消耗氮氣300~500m3，現(xiàn)石灰摟主要制雙氰胺，硫脲和氰熔體等化工產(chǎn)品。大化肥裝置一定要配置大型空分設備，如山東省華魯恒升，年產(chǎn)60萬噸合成氨，有一套開空40000m3/h空分設備，其魯奇爐加壓氣化需要19780m3×2/h、90%O?；液氮洗滌要29681m3×2/h、2ppmO?的高純氮，以及750m3×2/h的液氮。南京化學工業(yè)有限公司每年生產(chǎn)30萬噸合成氨裝置和52萬噸尿素裝置，配置能力為4萬立方米/時的空分設備。
在化學工業(yè)中的應用
化學工業(yè)與化肥工業(yè)及石油化工、石油化纖工業(yè)，對氮的需求量都大。蘇聯(lián)63.7%的氮氣用于化學與化肥工業(yè)上，在氮、尿素、已內(nèi)酰胺、乙烯、丙烯、聚氯乙烯、人造纖維、合成纖維、硅橡膠制品、電纜合成革等生產(chǎn)中，氮作為工藝氣體已廣泛應用與研究開拓。特別是乙烯裝置在石油化工中具有特殊重要的地位。我國乙烯工業(yè)經(jīng)近30年的發(fā)展，已初具規(guī)模。1993年全國乙烯產(chǎn)量203萬噸，預計2000年我國乙烯的需要量將超過500萬噸，2010年將達到800~1000萬噸?，F(xiàn)國外乙烯裝置是向大型化發(fā)展，新建裝置規(guī)模多數(shù)在30~70萬噸/年。氮氣在化工廠，主要用作保護氣、置換氣、洗滌氣，以保障安全生產(chǎn)。如聚丙烯生產(chǎn)，要用純氮（99.99%）作保護氣、置換氣。高純氮氣是化纖生產(chǎn)至關重要的氣體，如遼陽石油化纖總廠有三套3000m3/時高純氮裝置。合成革廠也要用高純氮氣保護，如煙臺合成革廠有一套1000m3/時高純氮裝置。林產(chǎn)化工廠也要用氮，作為敏膠涂料、松香、樹脂等生產(chǎn)過程的工藝保護氣?？梢哉f化工廠是用氮大戶，氮氣是化工廠的"保安氣"，開拓化工用氮是大有可為的。BOC公司的Afrox公司與固特異輪胎公司簽訂了十年的供氮合同，其價值超過500萬美元。Afrox公司將提供三臺Cryostar低溫泵，三只35000升貯槽以及相關控制板和氮，它們將用于橡膠成型和硫化作業(yè)上。這次用改進的新型低溫泵和相關設備取代現(xiàn)有的系統(tǒng)，從而使固特異公司生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量登上新的臺價。
在機械工業(yè)中的應用
金屬的切割和焊接: 氫一氧焰、氧一乙炔焰在機械工廠中對板材、容器的切割、焊接。氧一丙烷焰切割可提高切割面的光潔度。代替了部分零件的鑄、鍛、銑、創(chuàng)。利用氬的惰性，在電孤焊時用氬作保護氣體，可防止被空氣氧化、氮化、鈦、鉬及合金和不銹鋼等。金屬熱處理：氮是一種中性氣體。在非活化狀態(tài)下，氮可用作保護加熱，防止鋼鐵的氧化、脫碳，因而廣泛地用于光亮淬火、光亮退火、光亮回火等熱處理工藝中。在真空熱處理時，氮氣常作為冷卻介質(zhì)使用；充氮加壓油淬時，氮氣既可保護真空爐的電熱元件，又可通過調(diào)節(jié)氮氣壓力，提高鋼件的淬硬性。在一定電壓和低真空狀態(tài)下，氮會電離，可進行離子滲氮和離子氮碳共滲。在滲碳、滲氮時，常用氮氣進行爐內(nèi)吹洗、排氣，爐門的氣簾密封，滲碳后的防氧化冷卻；在停氣斷電時，將氮氣送入爐內(nèi)，可防止爐氣爆炸，保證安全操作。氮基氣氛處理具有節(jié)省能源、氣源豐富、安全經(jīng)濟、適應性廣等優(yōu)點。業(yè)已表明，它已能穩(wěn)定地用于退火、淬火、滲碳、滲氮等多種熱處理工序。為制造出高質(zhì)量的歐元硬幣，制造工藝中所用的鋼合金硬幣沖模必須經(jīng)過特別的熱處理。歐元硬幣凸沖模在純氮氣氛下退火的制造工藝：首先需將沖模放在一個真空爐中進行退火，退火過程中就使用到了奧地利梅塞爾提供的純氮氣作為保護氣體，然后再將沖模放在一個淬火槽中冷卻。為使沖模具有特別高的搞磨損性并確保其尺寸的穩(wěn)定性，接下來的一道工序就是將沖模放入一個冷卻室中進行附加低溫處理。在冷卻室，有控制地噴射液氮，沖模的溫度可降至-80℃。此時，模由奧氏體組織轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的馬氏體組織。浙江萬向錢潮股份公司是一家生產(chǎn)汽車配件萬向節(jié)的企業(yè)，熱處理生產(chǎn)過程中需用大量的氮氣，為此，需供氣液氮。容器內(nèi)有害氣體的置換：對容器進行置換是將容器內(nèi)的有害氣體或蒸汽去除掉，主要方法是導入惰性氣體，去置換容器內(nèi)的有害氣體，如：氧、水分、氫、苯、一氧化碳、丙烯、丙酮、液化天然氣等易燃、易爆氣體，以降低容器內(nèi)的有害介質(zhì)濃度，將其控制在安全的范圍內(nèi)。通過對容器的置換，達到防火、防爆、防腐的目的及使容器內(nèi)的氧含量或水分降低到安全水平。機械另件之間的固定：機械零件裝配常采用過盈配合，這種過盈配合采用打入、壓力、紅套等方法去完成，這些方法對某些零碎來說受到一定限制。實踐證明，利用低溫冷縮方法進行過盈配合容易獲得成功。鈷爐化學清洗：鈷爐在采用氫氟酸清洗和氨洗結(jié)果排除廢液時，用充入氮氣式頂排可以得到較好漂洗耳恭聽效果，為防止鈷爐內(nèi)腔產(chǎn)生二次銹蝕。金屬、工具低溫處理：金屬的低溫處理，液氮又是一個極妙的應用，它能使殘余的奧氏體組織，迅速轉(zhuǎn)變?yōu)閳杂?、致密而穩(wěn)定的馬氏體組織，能提高金屬零件與刀具耐用度0.5~1.5度。七十年代初期，美國材料改進公司就成功地采用低溫處理技術，使工具鋼沖模的使用壽命從4萬次提高到25萬次。處理刀具，將工件在60×60×300厘米的冷箱內(nèi)冷卻（溫度為-320°F，即-196℃），并在此溫度下保持30小時，再用24小時左右的時間升至室溫，然后用20分鐘時間加熱到回火溫度300°F（149℃）。經(jīng)低溫處理的鋼鉆頭，壽命可從鉆350個孔提高到900~1200個孔。低溫處理，國外已廣泛應用于軋輥、火車車輪、切削刀具等方面。并具有很大的經(jīng)濟意義。
在浮法玻璃生產(chǎn)中的應用
我們知道,錫槽在浮法玻璃生產(chǎn)中是玻璃成型的關鍵熱工設備,因為玻璃液是在熔融的錫液表面攤薄或堆厚成各種厚度的產(chǎn)品的。所以，錫槽工況的好壞對玻璃的質(zhì)量、產(chǎn)量都起到至關重要的作用。而氮基氣氛既是錫槽的惰性保護氣，又是還原氣，它對錫槽的正常運行工況起著決定性的作用。對錫槽內(nèi)輸送氮氣時，必須要求連續(xù)、穩(wěn)定，盡量少含氧含量。一旦供氣產(chǎn)生波動（或供氣中斷）都將使得外界的氧分大量滲入錫槽內(nèi)部，引起錫氧化，生成的氧化錫和氧化亞錫大量揮發(fā)，造成錫槽內(nèi)一片混濁，生產(chǎn)無法進行。我國現(xiàn)有浮法玻璃生產(chǎn)線約70條，每條生產(chǎn)線的氮氣需求量約為1500m3/h。所配置的空分設備大部分為低壓返流膨脹的單塔流程，每套設備正常運行時的供氣量為800~1600m3/h N2。利用浮法生產(chǎn)線上的過剩氧氣或富氧空氣，在玻璃熔窯內(nèi)推廣富氧燃燒新工藝，是一種節(jié)能降耗、減少環(huán)境污染的有效途徑。迄今，國內(nèi)已有40余條浮法玻璃生產(chǎn)線在運行（尚有一部分浮法生產(chǎn)線正在建設之中）。倘若將已投運的浮法生產(chǎn)線中的氧氣或富氧空氣加以回收，每年至少可回收純氧11563萬立方米。若將這部分氧全部添加到窯爐內(nèi)助燃的話，僅從節(jié)能這一項講就可節(jié)省燃料17103.2噸/年（折合標煤），這里還沒包括減少排煙量所節(jié)省的能耗。另外，采用富氧燃燒可提高火焰溫度，改善燃燒狀況，減少煙道污染，所以說它具有良好的企業(yè)效益和社會效益。由此可見，富氧燃燒工藝具有投資少、效益高，安全可靠，性能穩(wěn)定等特點，值得在浮法玻璃生產(chǎn)線上推廣應用。
在石油開采領域中的應用
氮氣，國外已作為強化采油氣體。美國太陽石油公司原注天然氣，如停注最多只能再生產(chǎn)一年；后采用注氮，可再持續(xù)生產(chǎn)20年。美國七十年代開始用含氮氣85%以上和含二氧化碳15%以下的煙道氣進行提高油田采收率研究和工業(yè)試驗。至八十年代中期，日注氮氣量總計達到1500萬m3（每年50億m3以上）。1986年，美國用氮氣驅(qū)油的油田增加28.6%。1987年5月，美國德士古公司獲準在埋藏41砂層的區(qū)塊上進行注氮作業(yè)，在進行的三個注氮周期中，在每一個周期內(nèi)，15天注氮110萬m3。由于注氮成功，該區(qū)塊獲增產(chǎn)原油約0.88萬噸。氮氣作為"驅(qū)油氣體"，要求無油無水的干燥氮，純度99.99%以上，注入壓力20~60兆帕。1985年5月4日，我國首次氮氣泡沫壓裂在遼河油田施工成功，標志著我國氮氣泡沫壓裂工藝技術已向國際先進水平起步。施工中，氮氣排量每分鐘為540米3，累計用氮氣量19879m3，液氮量28.56m3。施工新用設備中，有液氮泵車4臺、45m3貯液罐2個、液氮罐車1臺。施工結(jié)束后反排順利，日產(chǎn)油從壓前4噸增加到壓后的13噸。中原油田、大慶油田在壓裂增產(chǎn)中，也應用了擠入液氮助排的方法。從1997年起，遼河、江漢、勝利三大油田上了六套油田現(xiàn)場制氮注氮裝置，用于三次采油來提前采收率，經(jīng)幾年運行均取得可喜成果。
在煤氣化和煤液化工業(yè)上的應用
煤氣化工業(yè): 煤氣化工業(yè)的發(fā)展,對我國化肥、煤化工、冶金、城市煤氣、建材等產(chǎn)業(yè)的技術升級，節(jié)能降耗和污染冶煉具有十分重要意思。符合國家產(chǎn)為政策和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求，市場前景極為廣闊。
地上式地下的煤氣化工業(yè)將成為氧氣的大用戶。
利用德士古合成煤氣制造甲醇，已成為當前煤化工的重點，這是因為它以煤為原料比用石油作原料成本低，并且甲醇用途越來越廣。估計德士古煤氣化化工工業(yè)在我國將會大量發(fā)展。而制造1m3德士古合成煤氣需耗氧大約在0.37~0.43m3，一臺φ2790×6989mm德士古煤氣化爐，每天可氣化500t煤，生產(chǎn)90萬m3合成煤氣，每小時大約需耗氧15000m3±10%左右，撫順恩德機械有限公司40000m3/h恩德粉煤氣化裝置正式在我國氮肥行業(yè)合成氣生產(chǎn)中得到推廣應用。
40000m3/h恩德粉煤氣化裝置的使用，將為黑化集團利用附近粉煤資源，降低合成氨成本和改善環(huán)境帶來很好的經(jīng)濟效益和社會效益。
據(jù)了解，恩德粉煤流化氣化技術生產(chǎn)氨和甲醇的合成氣在朝鮮已有30多年的經(jīng)驗。我國的吉林和蘭州也有10余年生產(chǎn)經(jīng)驗，該技術的成熟、可已被行業(yè)內(nèi)認可。
根據(jù)合同約定，該爐正常產(chǎn)量為40000m3/h，CO+H2≥68%,炭的利用率為92%，每千立方米煤氣消耗實物煤570~590千克，消耗氧氣190~210立方米。每年連續(xù)運轉(zhuǎn)8000小時，噸合成氨氣化置投資為330元左右。
灰熔聚流化床粉煤氣化技術在陜西秦晉煤氣化工程已獲得成功。灰熔聚流化床粉煤氣化技術是我國自主開發(fā)的潔凈煤氣化技術，它借助氣劑空氣（氧氣或富氧）和蒸氣的吹入，使床層中的煤粒沸騰起來，在燃燒產(chǎn)生的高溫條件下使兩相充分混合接觸，發(fā)生煤的熱解和碳還原反應，最終達到煤的安全氣化。
煤液化工業(yè)：
我國是以煤為主要能源的國家，能源結(jié)構(gòu)中煤炭約占70%，按目前儲量和開采量推算，至少還可開采100年。而我國石油和天然氣資源相對不足，而我國探明儲量，2000年為3.3億t，天然氣1.37×104億m3。2000年我國石油消費量已達到2.6億t。
據(jù)專家提出，21世紀煤液化技術是我國能源發(fā)展方向。目前，用煤合成油有間接（熱裂解或催化加氫）和直接（煤氣化）液化兩種方法。現(xiàn)在世界上煤液化生產(chǎn)合成石油的路線主要是通過煤氣化生產(chǎn)合成氣，然后再合成油。美國聯(lián)炭公司也研究指出，從煤生產(chǎn)合成燃料的轉(zhuǎn)化過程中使用95%~98%的中純氧，可節(jié)能3%~8.5%。在煤的氣化過程中，氧氣用作將固體煤轉(zhuǎn)化成可燃氣體混合物的氧化劑；在煤的液化過程中，氧氣用作使煤從貧氫固體烴轉(zhuǎn)化成富氫液體烴的媒介物，且用氧量很大，生產(chǎn)1噸煤合成燃料所需氧氣量，最少為0.3噸氧/1噸煤，也可能達到1噸氧/1噸煤。所以產(chǎn)量為10萬桶/日的合成燃料裝置，需要10~20套并聯(lián)安裝的58400~73000m3/h制氧機。
當今世界上只有南非一家公司擁有煤轉(zhuǎn)化實際生產(chǎn)技術，就是南非煤·油氣公司--SASDC，因為大量用氧，建有號稱世界第一的特大制氧站，有66900m3/h制氧機12套，74000m3/h制氧機1套，總產(chǎn)氧量87.7萬m3/h。
以重油為原料改用煤為原料的中型氨廠各種改造方案的消耗指標（折合氨產(chǎn)量約10t/h），其中氧氣耗量為：水煤漿加壓氣化（常規(guī)型爐）為9264m3/h（標志下同）；水煤粉加壓氣化（兩區(qū)雙溫爐型）為7333m3/h；干燥粉加壓氣化為7179m3/h；無煙塊煤常壓富氧連續(xù)氣化，我國神華煤液化示范工程將是世界上第一個采用煤直接液化技術來實現(xiàn)大規(guī)模合成油。第一期投資162.98億元，2004年建成。
我國已啟動"煤變油"項目，這就將給我們空分設備行業(yè)帶來一個新的大市場，應引起我們行業(yè)的關注。
富氧在爐窯節(jié)能減少廢氣排放技術上的應用
富氧燃燒節(jié)能技術：富氧燃燒，是一個節(jié)能很大的開發(fā)領域，是近代燃燒技術節(jié)能的熱點之一，特別應用于爐窯燒成，其原理是加熱助燃，每增加氧含量4~5%，火焰溫度可升高200~300℃，使燃燒效率提高。如沖天爐熔化實行富氧送風，鼓風中富氧1%，鐵水熔化速度可提高約8%；富氧2~4%，熔化速度可提高20%以上，吹氧以直接吹入效果較好。1983年美國有200家以上的鑄造廠，采用富氧送風。再如鍛造加熱爐采用23~25%的富氧空氣助燃，可節(jié)省燃料25%。石灰需若采用23%的富氧空氣鼓風，新能增中能力大約25%。美國的賓夕半尼亞珍珠巖廠和美國Airco氣體工業(yè)公司開發(fā)的富氧系統(tǒng)，使珍珠巖的產(chǎn)量提高18%，并節(jié)省天然氣用量12%。在電力工業(yè)中，一個日發(fā)電量為720萬千瓦小時的熱電廠，如果采用富氧助燃，則每天可以節(jié)約標準煤約為558噸。其它如玻璃熔化爐、水泥生產(chǎn)窯、耐火材料生產(chǎn)窯、磚瓦窯以及其它各種工業(yè)爐窯，都能應用富氧助燃而獲得明顯的節(jié)能效果。據(jù)報道，以富氧空氣取代傳統(tǒng)的空氣鼓風，如將進鍋爐內(nèi)氣體含氧量提高4%~5%，一臺10t/h以上鍋爐，一年可節(jié)煤約1000t。減少銅平爐排放物：
仍含銅的渣滓與銅碎片在焦炭平爐中，通常會減少黑銅熔化。當加碳塊，可使熱頂氣體來點燃已冷卻的部分燃燒的CO。由于可能超出德國空氣質(zhì)量限制，而且二氧（雜）芑（二惡英，Dioxin）和呋喃（Furan）水平及CO濃度將提高，而且在下一加料前的新加入材料僅能加溫，從而使二次燃燒不想出現(xiàn)情況將常發(fā)生。因此，必須使用氧氣燃燒。污染土壤的熱處理：
對污染土壤進行焚燒處理時，氧氣已長期使用在轉(zhuǎn)爐和二次燃燒以提高燃燒速度，許多這樣工藝已使用在轉(zhuǎn)爐，使燃燒氣體與產(chǎn)品流反方向流動，氧槍使火焰穩(wěn)定并使污染土壤處于氧氣下。炭黑生產(chǎn)節(jié)能降耗：四川開江縣化工廠1500噸/年天然氣半補強炭黑生產(chǎn)裝置生產(chǎn)炭黑，用富氧空氣（正常為33.5%O2），需消耗氧氣897m3/h，1988年建一套300m3/h制氧機，1990年又建一套"300"。用富氧工藝傳統(tǒng)工藝相比，年節(jié)約天然氣245.4m3,且炭黑尾氣可副產(chǎn)合成氨3357噸/年。硫磺裝置富氧工藝：滄州煤油廠5000t/a硫磺回收裝置富氧工藝已正式投運成功。以往硫磺尾氣被迫送入火炬白白燒掉，現(xiàn)不燒，且處理酸性氣的能力可提高20%左右，每年可多產(chǎn)硫磺1500t，僅此一項可增效80多萬元。這次改造投資180萬元。采用低濃度富氧工藝，主要通過在空分裝置上增設一臺氧壓機，在硫磺裝置上增設富氧緩沖罐及富氧空氣壓力控制、流量控制兩個儀表回路來實現(xiàn)。控制方案采用上游空分裝置放空的氧含量不33.5%的富氧空氣與氧含量為21%的壓強空氣混合成28%的富氧空氣，引入硫磺裝置作氧化劑，以減少惰性氣體氮氣的引入，提高酸性氣體的處理能力。投運后，設備運行一切正常。不僅把剩余的酸性氣體全“消化”掉，而且為徹底消滅火炬提供了有力的保證。總上所述工業(yè)氣體的需求量反映了一個國家經(jīng)濟發(fā)展的實力，而空分設備的發(fā)展和需求也是這個國家經(jīng)濟發(fā)展的方向標。我們相信不遠的將來，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，空分設備應用前景將越來越廣泛，將會給廣大用戶提供更多、更好設備和服務！
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