气体应用领域（氧、氮）
工业气体是指氧、氮、氩、氖、氦、氪、氙、氢、二氧化碳、乙炔、天然气等。由于这些气体具有固有的物理和化学特性，因此在国民经济中占有举足轻重的地位，推广应用速度非常快，几乎渗透到各行各业。
工业气体用量最多的传统产业有：炼钢、炼铁、有金属冶炼、化肥生产、乙稀、丙稀、聚氯乙稀、人造纤维、合成纤维、硅胶橡制品、电缆和合成革 等石油化学工业、机械工业中的焊接，金属热处理、氦扦漏等，浮法玻璃生产等。由于这些传统产业在近几年发展迅速，工业气体的用量也达到高峰。 工业气体用量正在掘起的产业有：煤矿灭火 、石油开采、煤气化和煤液化，玻璃熔化炉、水泥生产窑、耐火材料生产窑，砖瓦窑等工业炉窑、食品速冻，食品气调包装、啤酒保鲜、光学、国防工业中的燃料、超导材料生产、电子、半导体、光纤生产、农业、畜牧业、鱼业、废水处理、漂白纸浆、垃圾焚烧、粉碎废旧轮胎等环保产业、建筑、气象、文化、文物保护、体育运动、公安破案、医疗保健产业中的冷刀、重危病人吸氧、高压氧冶疗、人体器管低温冷藏 、麻醉技术及氧吧等。
工业气体应用正在试验中的产业有：固体氮生产，燃料电池生产，磁性材料生产，超细加工，天然气发电，压缩天然气汽车，氢能汽车生产等。
工业气体用量较多的产业 如钢铁、化肥、化工、玻璃及化纤行业均自建气体生产设备，实行自产自销的企业经营方针，一些工业气体用量较少的产业，主要依市场购买工业气体。因此工业气体的液体市场正在掘起，应用领域也越来越广泛，如1999年美国液氧和液氮市场，按行业分，各行业的占有比例如下：
∙ 液氧市场：机械16%、金属14%、保健13%、电子12%、焊接10%、运输10%、化工9%、玻璃5%、运输服务2%、造纸1%、实验室1%、其他7%。
∙ 液氮市场：化工22%、食品20%、电子16%、机械7%、金属6%、油气5%、石油4%、运输4%、橡胶3%、实验室3%、制造2%、其他8%。
我国的江苏、上海和马鞍山有丰富的液态工业气体资源。每年可提供约90万吨的液体产品供市场需要。河北省每年也可提供30万吨的液体产品满足市场需要。
--- 钢铁工业中的应用 ------------
吹氧炼钢：自动干手器 吹氧炼钢，已为各国普遍采用，成为钢铁工业飞跃发展的一条重要途径。吹氧炼钢的主要方式有：转炉纯氧顶吹或底吹炼钢、电孤炉炼钢和平炉炼钢。转炉炼钢每吨钢耗氧气路接头>肖秀丹
50~60m3；电孤炉炼钢每吨钢耗氧10~25m3；平炉炼钢每吨钢耗耗氧20~40m3。1993年世界各国或地区各种炼钢法所占的比例（%），其中中国：转炉钢是63.8%（美国为61.8%，日本为68.8%，卢森堡为100%，奥地利为90.1%）、电弧炉钢为21.8%（美国为38.2%，日本为31.2%，奥地利为9.9%）、平炉钢为14.2%（美、日、奥均为0）、其他钢为0.2%（美、日、奥均为0）。世界：转炉59.4%，电弧炉31.0%，平炉9.6%，其他0.1%。进入90年代，电炉短流程技术在世界蓬勃发展。现代化大型电炉采用了各种强化供氧技术，提高生产效率和降低电耗。和30年前相比，电炉的冶炼周期从210min降低到55min，冶炼电耗从650kWh/t降低到350kWh/t，而氧气的用量从8m3/t增加到35~60m3/t。炼钢用氧要求氧气纯度达到99.6%，避免钢水吸氧，一般要求总管压力大于2MPa，工作压力大于1.2MPa，气体要求清洁，无水无油。此外，轧钢每吨钢耗氧3~6m3、钢材加工、连铸坯火焰切割，火焰清除、炉衬火焰每吨钢耗氧11.4~14.2m3。 高炉富氧喷煤炼铁： 高炉富氧喷煤炼铁可提高利用系数和降低焦比。1991年3月12至5月 24日，首钢公司在1号高炉进行了高富氧大喷煤试验，最高富氧率达5.5%，鼓风中每富氧1%，可增产2.5%~3.0%，试验期55天，共增产生铁1.17万吨；每富氧1%，可提高煤气热值1.28%~2.00%，相当于使用风温升高32~79℃。鞍钢2号高炉富氧喷煤冶炼试验（1992年3月~1993年3月），氧气由鞍钢氧气厂提供，气量10000~12000m3/h，纯度99.5%，压力1.2~1.6MPa（进入高炉冷风前减压至0.6MPa）。为安全，系统安装了氮和均压设施，冶炼结果，富氧鼓风以后，平均每富氧1%，可增产2.27%，温度升高35℃，吨铁成本降低6.91元。1993年12月14~15日，冶金部科技司组织鉴定，当富氧到24.71%时，喷煤量达到161kg/t，入炉焦比降到407kg/t，综合焦比降到536kg/t。
熔融还原炼铁： 21世纪，对钢铁工业发展的基本要求是消除环境污染。为根本改变钢铁工业的污染现状，许多发达国家纷纷投入巨资开发熔融还原炼铁技术。熔融还原采用纯氧燃烧煤，代替焦炭炼铁。同时，产生大量高热值洁净煤气，作为能源输出。 韩国浦项钢铁公司已向奥钢联订购一套年产60~70万吨铁水的COREX熔融还原炉装置（C-2000型，日产2000吨铁），已于1995年12月投产。与传统的高炉工艺路线相比，COREX设备铁水成本降低30%，SO2发散量减少94%，NOx减少78%，灰尘减少97%。
在宁波也用熔融还原炼铁法，拟采用2套C-2000型COREX装置，炼铁-复吹转炉-薄板坯连
铸轧-冷连轧全部流程，总投资126亿元。年设计产钢160万吨。据概算，若采用球团矿方案，需配62000m3/h空分设备两套；如为块矿方案，需配71000m3/h空分设备两套。技术指标：氧耗580m3/t铁，2×600型竖炉需氮气700m3/t铁。高炉富氧炼铁用氧，对氧纯度要求可放低到92~95‰。
全氧高炉炼铁： 前苏联莫斯科钢铁研究总所，1033m3高炉上进行100%使用氧气试验，将煤气在热风炉蓄热室预热，然后代替通常的热风吹入高炉，接着在每个风口喷入氧气。这一工艺在1985~1990年间试验了12次，生产铁水25万吨。在一次试验中，焦比达3677kg/t铁水，用氧2517kg/t铁水，日产含2.2%Si的铁水1700吨。
氮气在钢铁厂的应用
主要是用作保护气，如轧钢、镀锌、镀铬、热处理（尤为薄钢片）连续铸造等都要用氮气作保护气，而且氮气纯度要求99.99%以上。
氩的化学情性被用于特种金属的冶炼： 锂、铍、铀、钚、钍、钛、锆、铪、铌、钽等原子核及空间工业方面所需的稀有金属进行还原反应时，要用氩气作环境气体。半导体材料硅、锗的精炼和单晶的制备过程中，也要用氩气作环境气体，以保护结晶成长。 炼钢过程也要用氩： 如向熔融的钢水中吹入氩气，使成份均匀，钢液净化，并可除掉溶解在钢水中的氢、氧、氮等杂质，提高钢坯质量。吹氩还可以取消还原期，缩短冶炼时间，提高产量，节约电能等。
氩气吹炼和保护是提高钢材质量的重要途径，我国已有不少钢厂采用。据介绍，氩气耗量为1~3m3吨钢。
氧、氮、氩是炼钢企业不可缺少的工业气体，据天津钢管公司介绍，公司自产二次能源消耗为：氧气年耗量2046m3，其中电炉工艺用氧约占79.2%,连铸切割用氧约占6.1%,废钢切割用氧约占5.9%,其它用氧约占8.8%；氮气年耗量2141万样本制作m3，其中直接还原铁保护用氮约80.2%,冶炼工艺用氮约15.3%,石灰窑和动力用氮约4.5%；氩气年耗量29.4万m3,全部用于炼钢,其中冶炼用氩61.8%,连铸用氩38.2%。
据报导，目前炼铁、炼钢、轧钢的综合氧耗已达100~140m3/t，氮耗80~120m3/t，氩耗3~4m3/t。
炉外精炼： 炼钢、连铸生产企业面临的首要任务是提高钢的质量，扩大品种，而炉外精炼工艺则是关键，尤其是对生产高级别钢种和高附加值产品及提高其竞争力具有重要作用。
钢液的炉外精炼是把一般炼钢中要完成的精炼任务，如脱硫、脱氧、除气、去除非金属夹杂物、调整钢的万分和钢液温度等，移到炉外的"钢包"或者专用的容器中进行。炉外精炼工艺与工业气体的使用密切相关，一般可分为真空精炼法和非真空精炼法。真空精炼法包括：（1）真空吹氩法（2）真空吹氧脱碳精炼法（3）强搅拌真空吹氧脱碳精炼法（4）转炉真空吹氧脱碳法非真空精炼法包括：（1）氩氧炉脱碳精炼法（2）气氧炉脱碳精炼法（3）钢包吹氩法（4）密封吹氩法（5）带盖钢包吹氩法
富氧在有全属熔炼工业上的应用
富氧炼铜: 日本玉野冶炼厂,从1981年开始吹氧炼铜,使生产力提高30%以上,美国英伦西冶炼厂,1982年开始进行吹氧炼铜,使燃料节省50%。美国Wotrerine铜冶炼厂，采用29%富氧，节约燃料30%。我国安徽铜陵第二冶炼厂在10.5m3密闭鼓风炉上改用四合扣28%的富氧空气。床能率提高45%。日本点岛冶炼厂，1991年投运23万t/d阳极铜炉，建有8650m3/h空分设备，国内最大的炼铜基地--江西贵溪冶炼厂，为将日本往友的闪速炉改为富氧熔炼。内蒙包关铜厂，使氧含量提高量28%，没有排放，二氧化碳浓度增高，每天提高铜产量1130吨，硫酸成本降低30%。
富氧炼铅： 澳大利亚MTM公司建一座ISA法炼铅厂，1991年12月投产，规模为年产铅6万吨，采用富氧空气熔炼，27%O2，流量7.1m3/s，压力135kPa。再ISA法炼铜厂，1992年投产一座18万t/a铜炉，配一套525t/d（约15400m3/h）制氧机。我国甘肃白银西北铅锌冶炼厂，将在铅锌冶炼中应用氧气。
富氧炼白银： 甘肃白银有金属公司冶炼厂，在白银炉上采用富氧熔炼，使日处理炉科量增加了56%。
富氧炼铝： 日本三井氧化铝制造公司试验高炉炼铝技术，始于1975年，到1980年已在实验室制得纯度99.9%的高纯铝，1981年11月20日获准日本专利。高炉炼铝所用的热风，最好用纯氧，也可使用富氧空气，即在空气中加入4%以上的氧。富氧空气经热风炉预热，从高炉下部第一风口喷入。到1984年，已完成1m3实验炉和喷吹能力为每小时喷吹240公斤粉煤以及每小时可将100m3氧气预热到500℃的预热设备。计划1987年达到半工业性设备的生产。
简易过滤器--- 在化肥工业中的应用 ------------------
氮气是氮肥工业的主要原料,如硝酸铵含氮36%、硫酸铵含氮21%、尿素含氮46.7%。氮气在氮肥厂开工生产前，或在系统大修后，还用来置换管道和容器内的空气或煤气，以确保安全操作。
在小型水煤气制合成氨的工厂中，加氮后氮、氢比例稳定，操作平稳，同时可降低合成氨的电耗。此外还用精氮(99.99%)保护触媒。用纯液氮洗涤精制的氢氮混合气，使得惰性气体（甲烷和氢）极微，一氧化碳和氧的含量不超过20PPm。这个氮洗，氮气的消耗量约为750米3/吨氨左右。
有了合成氨这个原料气，就可以制造各种肥料，1吨合成氨可生产硝铵2~2.2吨，硫铵3.8~4吨，尿素1.5~1.7吨。氧气作粉煤或重油的气化剂，氮气参与合成作原料气，并作装置的安全保护气（触煤保护就要99.99%的纯氮气）。如以粉媒气化，每吨合成氨耗氧500~900m3；如以重油气化，每吨合成氨耗氧250~700m3；以渣油气化，每吨合成氨耗氧850~940m3；石灰氮是一种化学氮肥，1吨石灰氮要消耗氮气300~500m3，现石灰搂主要制双氰胺，硫脲和氰熔体等化工产品。
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