工業(yè)氣體行業(yè)發(fā)展歷程

18世紀末，科學家們通過化學方法把氮氣、氧氣等從空氣中分離出來，為工業(yè)氣體行業(yè)奠定了基礎。行業(yè)初期，氧氣主要被用于醫(yī)領域，在19世紀末開始進入焊接等商業(yè)用途。同一時期，乙卻被發(fā)現(xiàn)，并逐漸成為常用的焊割氣體，隨后乙卻被發(fā)現(xiàn)能夠溶于丙同，從而使乙卻的遠途運輸成為可能，進一步推動了乙卻的商業(yè)應用。

分餾加工方法的發(fā)明和使用，大大降低了工業(yè)氣體的生產(chǎn)成本，加速了工業(yè)氣體的產(chǎn)業(yè)化進程。20世紀中期，兩次大戰(zhàn)和運用氧氣、乙卻焊炬切割的技術(shù)有力推動了工業(yè)氣體需求的增長。同時，鋼鐵企業(yè)出于減少碳與磷的含量、提高鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量的考慮，放棄了早期的空氣噴射法而改用氧氣噴射法，新方法的采用使1965年全球氧氣產(chǎn)量比1960年增加了10倍。此外，氮也被大量用作惰性“覆蓋劑”，推動了氣體生產(chǎn)設備的大規(guī)模興建。

20世紀80年代電子產(chǎn)業(yè)的興起推動特種氣體的需求提高。金屬預制及生產(chǎn)等傳統(tǒng)市場消費增大，加上在保健、電子、飲料和食品包裝等終端市場增加新的應用領域，氣體行業(yè)在20世紀90年代持續(xù)增長。能源領域在過去數(shù)年成了氣體行業(yè)發(fā)展的很大動力。氣體作為能源在眾多行業(yè)得到廣泛運用，這使氣體需求在21世紀初持續(xù)走強。

目前全球工業(yè)氣體市場中，傳統(tǒng)下游的行業(yè)應用已較為成熟。全球工業(yè)氣體巨頭開始著力發(fā)展一些新興領域，包括太陽能、二氧化碳捕集、頁巖氣勘探以及新能源汽車在內(nèi)等的新興市場將為工業(yè)氣體商提供新的綠色增長機會。

高純氦氣的用途

航天航空領域

用途：在火箭和空間飛行器燃料系統(tǒng)中，氦氣用于清洗低溫燃料和氧化貯槽，以及加壓低溫貯槽液面上部空間，以提供直接輸送液體氫和液體氧的壓力或者僅給輸液泵提供凈吸入正壓，氦常用于氣動控制系統(tǒng)中作為工作介質(zhì)。在火箭發(fā)射之前，為了在點火的初幾分鐘內(nèi)得到較大的推進效率，低溫氦已用于預冷上一級液氫火箭發(fā)動機。液氦還廣泛用于低溫輻射檢測器以及用于空間探索計劃中其他專門儀表。

氣球載（浮空器）

用途：民用或浮空器、飛艇、氣球等充裝氣體。

汽車制造領域

用途：氦氣用于汽車安全氣囊中、在汽車鋁合金輪轂氣密性檢漏中、汽車空調(diào)蒸發(fā)器、壓縮機及冷凝器的氣密性檢漏中、氦氣在車架激光焊接中的應用。

特殊性質(zhì)標準氣體的配制：

1、性質(zhì)活潑的標準氣體的配制

有些氣體性質(zhì)特別活潑，極易與氧、水包裝容器材料發(fā)生反應而使?jié)舛劝l(fā)性變化，這些氣體以往都是用安瓿瓶、飽和蒸氣壓等方法少量配制，不宜長途運輸及長期貯存。20世紀80年代，美國NIST及一些特氣公司如SCOTT等通過實驗，研制出鋼瓶的內(nèi)涂層技術(shù)。該技術(shù)有效地防止了活性氣體與鋼瓶內(nèi)壁發(fā)生反應，使得氣體的穩(wěn)定性增大，但氣體的穩(wěn)定性只限于半年，較長不超過一年，配制濃度低時保存時間較短，而且該方法配制的標準氣體沒有形成量值傳遞與溯源。

2、揮發(fā)性有機化合物標準氣體的配制

揮發(fā)性有機化合物是研究室內(nèi)空氣污染的重要指標，以前配制此類標準氣體均采用滲透法或擴散法，通過改變溫度和擴散管的幾何形狀而得到不同濃度的標準氣體。美國早在20世紀80年代初期就研制出用毛細管準確稱量微量液體的方法。目前，已經(jīng)有多達39種可溯源的NIST量值的VOCs標準氣體。

高純氮氣的化學性質(zhì)：

氮化物反應。氮化美與水反應：Mg3N2 6H2O=3Mg(OH)2 2NH3↑在放電條件下，氮氣才可以和氧氣化合生成一氧化氮：N2 O2=放電=2NO一氧化氮與氧氣迅速化合，生成二氧化氮2NO O2=2NO2二氧化氮溶于水，生成肖酸，一氧化氮3NO2 H2O=2HNO3 NO五氧化二氮溶于水，生成肖酸，N2O5 H2O=2HNO3

活潑金屬反應。N2與金屬里在常溫下就可直接反應：6Li N2===2Li3NN2與堿土金屬Mg、Ca、Sr、Ba在熾熱的溫度下作用：3Ca N2=△=Ca3N2N2與鎂條反應：3Mg N2=點燃=Mg3N2

非金屬反應，N2與氫氣反應制氨氣：N2 3H2?2NH3（高溫高壓催化劑）N2與硼要在白熱的溫度才能反應：2 B N2===2BN（大分子化合物）N2與硅和其它族元素的單質(zhì)一般要在高于1473K的溫度下才能反應。