分離氪、氙“黃金氣體”助衛(wèi)星翱翔------新銳空分為邯鋼再打造“印鈔機(jī)器”
發(fā)布日期：2019-11-11
【中國冶金報訊】元月8日，時值寒冬臘月，杭州西子湖畔下起了毛毛細(xì)雨，一項高科技工業(yè)新產(chǎn)品稀有氣體0.96/0.084Nm3/h（氪、氙）分離精制裝置成功通過鑒定。由中科院、浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、總裝備部北京特種工程設(shè)計研究院等有關(guān)部門專家組成的鑒定委員會對該鑒定設(shè)備給予了高度評價：該裝置擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，為國內(nèi)自主研發(fā)的規(guī)模最大、純度最高的氪、氙分離精制裝置。達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
這是繼浙江新銳空分設(shè)備有限公司（以下簡稱新銳空分）在2015年為河北鋼鐵集團(tuán)邯鄲鋼鐵有限責(zé)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(fā)“黃金氣體”，打造“印鈔機(jī)器”，繁榮非鋼產(chǎn)業(yè)的佳話，也傳頌著供需雙方珠聯(lián)璧合、優(yōu)勢互補(bǔ)、互利共贏、與時俱進(jìn)、勇攀高峰美名。
新銳空分是稀有氣體（氪、氙）精制設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)中的翹楚，也是目前國內(nèi)唯一生產(chǎn)高純度氖氦精制設(shè)備的高科技企業(yè)，更是稀有氣體行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)軍企業(yè)。該公司總部在杭州市濱江區(qū)中贏國際大廈，生產(chǎn)基地毗鄰杭州市莫干山風(fēng)景區(qū)的德清工業(yè)園區(qū)。該公司發(fā)展定位為創(chuàng)建國際一流的科技型空分與低溫工藝設(shè)備公司，旨在推動空分行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，為用戶提供技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)良、質(zhì)量可靠安全低耗的高品質(zhì)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(jīng)營理念和“一切為用戶著想”的優(yōu)良作風(fēng)，竭盡全力為用戶建造精品工程。
據(jù)空分專家介紹，空氣中存在5種稀有氣體，即氖、氬、氦、氪、氙，其中氪和氙含量最少，分別為1.14×10-6和0.086×10-6，氖和氦分別為18×10-6和5.2×10-6。稀有氣體中氖、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(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)、科研以及人們的日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。
例如，氪氣主要用于電子工業(yè)、 電光源工業(yè)，還用于氣體激光器和等離子流中。
氪燈節(jié)省電能，使用壽命長、發(fā)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(zhàn)中越野戰(zhàn)車的照射燈光、飛機(jī)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(shù)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(yīng)用于燈光源產(chǎn)業(yè)，包括T8熒光管等燈具現(xiàn)都將氪氣與其他稀有氣體混合充入燈管內(nèi)以提高效率并節(jié)約能耗。
氪氣在節(jié)能建筑大有用武之地，中空玻璃窗制造業(yè)是氪氣較大的消費(fèi)市場，如今，該用途占全世界氪產(chǎn)量 40～50％之多。
又如，氙氣主要應(yīng)用于半導(dǎo)體、電光源、航天、暗物質(zhì)研究等領(lǐng)域。其最新用途是用于電子芯片制造業(yè)。
航天工業(yè)對氙氣需求量呈現(xiàn)迅猛發(fā)展勢頭。氙離子發(fā)動機(jī)的研制源于20世紀(jì) 80 年代中期，通過研究發(fā)現(xiàn)在所有的惰性、無活性的氣體中，氙粒子可產(chǎn)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“實踐十三”號衛(wèi)星就是采用氙離子“電火箭”獲得圓滿成功，將衛(wèi)星攜帶的推進(jìn)劑減少90%，大大提高衛(wèi)星的有效載荷。氙離子電推進(jìn)系統(tǒng)被認(rèn)為是我國衛(wèi)星技術(shù)革命性的技術(shù)突破。并預(yù)計在未來 3～5 年的時間里，氙離子發(fā)動機(jī)將取代現(xiàn)在四分之一的市場。對于我國來說，國產(chǎn)氙氣總量目前仍不能滿足航天工業(yè)對氙氣的需求。
我國是世界上工業(yè)氣體生產(chǎn)規(guī)模最大的國家。目前，中國工業(yè)氣體的總體規(guī)模約3000萬m3/h以上(按制氧量計)，其中鋼鐵和煤化工行業(yè)占國內(nèi)工業(yè)氣體市場需求的60%。雖然中國是全球制氧機(jī)組最多的國家，但由于歷史的原因，絕大部分制氧機(jī)組均無法提取稀有氣體產(chǎn)品，稀有氣體的產(chǎn)量少得可憐，國內(nèi)大型空分裝置配套的稀有氣體提取裝置屈指可數(shù)，寶貴的稀有氣體資源被嚴(yán)重浪費(fèi)。
稀有氣體精制產(chǎn)品技術(shù)門檻高，世界上擁有稀有氣體提取與精制技術(shù)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(yán)格的技術(shù)封鎖。多年來他們只向中國用戶提供初級濃縮塔生產(chǎn)粗制混合氣，收購粗制混合氣運(yùn)至國外進(jìn)行精制后返銷給中國市場，獲取巨大利潤。
中國稀有氣體產(chǎn)品1/2以上依靠進(jìn)口，2017年中國稀有氣體市場規(guī)模超過200億元人民幣。氙氣價格非常高，例如氙氣的價格曾經(jīng)達(dá)到過每標(biāo)準(zhǔn)立方氣體25萬元，2018年的價格也在每標(biāo)準(zhǔn)立方氣體8萬元以上。目前國內(nèi)稀有氣體市場供不應(yīng)求，一半以上依靠進(jìn)口，國內(nèi)市場需求旺盛，價格看漲。
新銳空分為邯鋼自主研發(fā)的這套氪、氙分離精制裝置運(yùn)行穩(wěn)定，操作方便，純度高，提取率高，能耗低，在裝備技術(shù)上具有創(chuàng)新性和新穎性。以華中科技大學(xué)博士生導(dǎo)師舒水明教授為首的鑒定委員會認(rèn)為，該裝置具有以下特點：
它是我國目前產(chǎn)量最大、純度最高（氪、氙產(chǎn)品純度可達(dá)到6N）的氪、氙精制裝置；實現(xiàn)了工藝過程全自動化，既可連續(xù)生產(chǎn)也可間斷生產(chǎn)；生產(chǎn)負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍40-120%；該裝置采用高溫焙燒去除碳?xì)浠衔镆约暗趸?、多塔精餾去除雜質(zhì)、特種吸附劑低溫吸附除氡等技術(shù)，工藝先進(jìn)。具有回收率高、安全可靠的特點。
由于該裝置研發(fā)成功，打破了國外技術(shù)壟斷，使得國內(nèi)的工業(yè)氣體生產(chǎn)廠家也能夠進(jìn)入氪、氙稀有氣體精制生產(chǎn)領(lǐng)域。新銳空分期待與更多的制氧企業(yè)合作，以生產(chǎn)更多的高純度氪、氙氣體，服務(wù)于祖國的高科技產(chǎn)業(yè)。
