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(xué)特性，因此在國民經(jīng)濟中占有舉足輕重的地位，推廣應(yīng)用速度非?？欤瑤缀鯘B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(xué)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(xué)、國防工業(yè)中的燃料、超導(dǎo)材料生產(chǎn)、電子、半導(dǎo)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(shù)及氧吧等。工業(yè)氣體應(yīng)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(shè)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(yīng)用領(lǐng)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(wù)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(yīng)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(shù)在世界蓬勃發(fā)展。現(xiàn)代化大型電爐采用了各種強化供氧技術(shù)，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(fēng)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(fēng)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(fēng)前減壓至0.6MPa）。為安全，系統(tǒng)安裝了氮和均壓設(shè)施，冶煉結(jié)果，富氧鼓風(fēng)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(shù)。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(shè)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(fù)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(shè)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(shè)備兩套；如為塊礦方案，需配71000m3/h空分設(shè)備兩套。技術(shù)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(fēng)爐蓄熱室預(yù)熱，然后代替通常的熱風(fēng)吹入高爐，接著在每個風(fēng)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(yīng)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(xué)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(yīng)時，要用氬氣作環(huán)境氣體。半導(dǎo)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(dǎo)，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(wù)是提高鋼的質(zhì)量，擴大品種，而爐外精煉工藝則是關(guān)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(wù)，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(guān)，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(yīng)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(fēng)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(shè)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(guān)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(yīng)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(shù)，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(fēng)，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(fēng)爐預(yù)熱，從高爐下部第一風(fēng)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(yù)熱到500℃的預(yù)熱設(shè)備。計劃1987年達到半工業(yè)性設(shè)備的生產(chǎn)。
在化肥工業(yè)中的應(yīng)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(xué)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(shè)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(shè)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(xué)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(shè)備。
在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用
化學(xué)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(xué)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(yīng)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(yù)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(guān)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(guān)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(guān)設(shè)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(yīng)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(yīng)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(dǎo)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(xué)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(yīng)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(shù)，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(yīng)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(yīng)用
我們知道,錫槽在浮法玻璃生產(chǎn)中是玻璃成型的關(guān)鍵熱工設(shè)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(guān)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(shè)備大部分為低壓返流膨脹的單塔流程，每套設(shè)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(shè)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(yīng)用。
在石油開采領(lǐng)域中的應(yīng)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(shù)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(shè)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(yīng)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(yīng)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(shù)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(yīng)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(shù)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(shù)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(shù)在陜西秦晉煤氣化工程已獲得成功?；胰劬哿骰卜勖簹饣夹g(shù)是我國自主開發(fā)的潔凈煤氣化技術(shù)，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(yīng)，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(shù)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?，F(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(shù)，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(shù)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(shè)備行業(yè)帶來一個新的大市場，應(yīng)引起我們行業(yè)的關(guān)注。
富氧在爐窯節(jié)能減少廢氣排放技術(shù)上的應(yīng)用
富氧燃燒節(jié)能技術(shù)：富氧燃燒，是一個節(jié)能很大的開發(fā)領(lǐng)域，是近代燃燒技術(shù)節(jié)能的熱點之一，特別應(yīng)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(fēng)，鼓風(fēng)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(fēng)。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(fēng)，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(yīng)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(fēng)，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(shè)一臺氧壓機，在硫磺裝置上增設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)備應(yīng)用前景將越來越廣泛，將會給廣大用戶提供更多、更好設(shè)備和服務(wù)！
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