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行业新闻

工业气体在各行业中的应用

作者:admin 发布::2013-08-10
序言
    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、有色金属冶炼、化肥生产、乙稀、丙稀、聚氯乙稀、人造纤维、合成纤维、硅?#21512;?#21046;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?#24120;?#39135;品气调包装、啤酒保鲜、光学、国防工业中的燃?#31232;?#36229;导材料生产、电子、半导体、光纤生产、农业、畜牧业、鱼业、?#32420;?#22788;理、漂白纸浆、垃圾焚烧、粉碎废旧轮胎?#28982;?#20445;产业、建筑、气象、文化、文物保护、体育运动、公安破?#28014;?#21307;疗保健产业中的冷刀、重危病人吸氧、高压氧冶?#21860;?#20154;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?#31995;?#27744;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,主要依靠市场购买工业气体。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?#21543;?#26377;丰富的液态工业气体?#35797;础?#27599;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: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?#25351;?#32791;氧50~60m3;电孤炉炼钢每?#25351;?#32791;氧10~25m3;平炉炼钢每?#25351;?#32791;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?#36136;?3.8%(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?#25351;?#32791;氧3~6m3、钢材加工、连铸坯火焰切割,火焰清除、炉衬火焰每?#25351;?#32791;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?#38752;?#25216;司组织鉴定,?#22791;?#27687;到24.71%?#20445;?#21943;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?#24230;?#24040;资开发熔融还原炼铁技术。熔融还原采用纯氧燃烧煤,代替?#22266;?#28860;铁。同?#20445;?#20135;生大量高热?#21040;?#20928;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。?#27690;?#32479;的高炉工艺?#24223;?#30456;比,COREX设备铁水成本降低30%,SO2发散量减少94%,NOx减少78%,?#39029;?#20943;少97%。
    宁波北仑钢厂,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?#31561;?#39640;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?#21361;?#29983;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?#19994;?#27668;纯度要求99.99%以?#31232;?/span>
    氩的化学情性被用于特种金属的冶炼:锂、铍、铀、钚、?#30465;?#38043;、锆、铪、铌、钽等原子核及?#21344;?#24037;业方面所需的稀有金属进行还原反应?#20445;?#35201;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?#31561;?#27689;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?#25351;幀?/span>
    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?#25991;?#28304;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?#20057;?#21644;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?#24230;?#21153;,如脱硫、脱氧、除气、去除非金属?#24615;?#29289;、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?#28023;?)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?#28023;?)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
 
富氧在有色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?#23637;?#39118;炉?#32454;?#29992;28%的富氧空气。?#26448;?#29575;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?#28938;?#32899;白银有色金属公司冶炼厂,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?#29615;?#21475;喷入。到1984年,已完成1m3实验炉和喷?#30340;?#21147;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?#28014;?#35745;划1987年达到半工业性设备的生产。
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?#20581;?#29992;纯液氮?#21561;?#31934;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?#19994;?#26159;一种化学氮肥,1?#36136;业?#35201;消耗氮气300~500m3,?#36136;?#28784;搂主要制双氰胺,硫脲和氰熔体等化工产品。
    大化?#39318;?#32622;一定要配置大型空分设备,如山西省化肥厂,年产30万吨合成?#20445;?#26377;一套法国20000m3/h空分设备,其鲁奇炉加压气化需要19780m3/h、90%O2;液氮?#21561;?#35201;29681m3/h、2ppmO2的高纯氮,以及750m3/h的液氮。南京化学工业有限公司每年生产30万吨合成氨装置和52万吨尿素装置,配置能力为4万立方米/时的空分设?#28014;?/span>
 
在化学工业中的应用
    化学工业与化肥工业及石油化工、石油化纤工业,对氮的需求量都大。苏联63.7%的氮气用于化学与化肥工业上,在氮、尿素、已内酰胺、乙烯、丙烯、聚氯乙烯、人造纤维、合成纤维、硅橡胶制品、电缆合成革等生产中,氮作为工艺气体已广泛应用与研究开拓。特别是乙烯装置在石油化工中具有特殊重要的地位。我国乙烯工业经近30年的发展,已初具规模。1993年全国乙烯产量203万吨,预计2000年我国乙烯的需要量将超过500万吨,2010年将达到800~1000万吨。现国外乙烯装置是向大型化发展,新建装置规模多数在30~70万吨/年。
    氮气在化工厂,主要用作保护气、置换气、?#21561;?#27668;,以保障安全生产。如聚丙烯生产,要用纯氮(99.99%)作保护气、置换气。高纯氮气是化纤生产至关重要的气体,如辽阳石油化纤总厂有三套3000米3/时高纯氮装置。合成革厂也要用高纯氮气保护,如烟台合成革厂有一套1000米3/时高纯氮装置。天津石油化工公司化工厂,1985年9月投产一套3000米3/时高纯氮装置。林产化工厂也要用氮,作为敏?#21644;苛稀⑺上恪?#26641;脂等生产过程的工艺保护气。可?#36816;?#21270;工厂是用氮大户,氮气是化工厂的“保安气?#20445;?#24320;拓化工用氮是大有可为的。
    BOC公司的Afrox公司与固特异轮胎公司签订了十年的供氮合同,其价值超过500万美元。Afrox公司将提供三台Cryostar低温泵,三只35000升贮槽以及相关控制板和氮,它们将用于橡胶成型和硫化作业?#31232;?#36825;次用改进的新型低温泵和相关设备取代现有的系?#24120;?#20174;而使固特异公司生产的产品质量和产量登上新的台价。
 
在机械工业中的应用
    金属的切割和焊接:氢一氧焰、氧一乙炔焰在机械工厂中对板材、容器的切割、焊接。氧一丙烷焰切割可提高切割面的光洁度。代替了部分零件的铸、锻、?#22330;?#21019;。利用氩的惰性,在电孤焊时用氩作保护气体,可防止被空气氧化、氮化、钛、钼及合金和不锈钢等。
    金属热处理:氮是一种?#34892;?#27668;体。在非活化状态下,氮可用作保护加热,防止钢铁的氧化、脱碳,因而广泛地用于光亮淬火、光亮退火、光亮回火等热处理工艺中。在真空热处理?#20445;?#27694;气常作为冷却介质使用;充氮加压油淬?#20445;?#27694;气既可保护真空炉的电热元件,又可通过调节氮气压力,提高钢件的淬硬性。在一定电压和低真空状态下,氮会电离,可进行离?#30001;?#27694;和离子氮碳共渗。
    在渗碳、渗氮?#20445;?#24120;用氮气进行炉内吹洗、排气,炉门的气帘密封,渗碳后的防氧化冷却;在停气?#31995;縭保?#23558;氮气送入炉内,可防止炉气爆炸,保证安全操作。
    氮基气氛处理具有节省能源、气源丰富、安全经济、适应性广等优点。业已表明,它已能稳定地用于退火、淬火、渗碳、渗氮等多种热处理工序。
    为制造出高质量的欧元硬币,制造工艺中所用的钢合金硬?#39029;?#27169;必须经过特别的热处理。
    欧元硬币凸冲模在纯氮气氛下退火的制造工艺:首先需将冲模放在一个真空炉中进行退火,退火过程中就使用到了奥地利梅塞尔提供的纯氮气作为保护气体,然后再将冲模放在一个淬火槽中冷却。为使冲模具有特别高的搞磨损性并确保其尺寸的稳定性,接下来的一道工序就是将冲模放入一个冷却室中进行附加低温处理。在冷却室,有控制地喷射液氮,冲模的温度可降至-80℃。此?#20445;?#27169;由奥氏体组织转变成稳定的马氏体组织。
    浙江万向钱潮股份公司是一家生产汽车配件万向节的企业,热处理生产过程?#34892;?#29992;大量的氮气,为此,宁波梅塞尔阳光气体公司向万向钱潮供气液氮。
    容器内有害气体的置换:对容器进行置换是将容器内的有害气体或蒸汽去除掉,主要方法是导入惰性气体,去置换容器内的有害气体,如:氧、水分、氢、?#20581;?#19968;氧化碳、丙烯、丙酮、液化天然气等易燃、易爆气体,?#36234;?#20302;容器内的有害介质浓度,将其控制在安全的范围内。通过对容器的置换,达到防火、防爆、防腐的目的及使容器内的氧含量或水?#32440;?#20302;到安全水?#20581;?/span>
    机械另件之间的固定:机械零件装配常采用过盈配合,这种过盈配合采用打入、压力、红套等方法去完成,这些方法对某些零碎?#27492;?#21463;到一定限制。?#23548;?#35777;明,利用低温冷缩方法进行过盈配合容易获得成功。
    钴炉化学清洗:钴炉在采用氢氟酸清洗和氨洗结果排除废液?#20445;?#29992;充入氮气式顶排可以得到较好漂洗耳恭听效果,为防止钴炉内腔产生二次锈蚀。
    金属、工具低温处理:金属的低温处理,液氮?#36136;?#19968;个极妙的应用,它能?#20849;?#20313;的奥氏体组织,迅速转变为坚?#30149;?#33268;密而稳定的马氏体组织,能提高金属零件与刀具耐用度0.5~1.5度。七十年代初期,美国材料改进公司?#32479;?#21151;地采用低温处理技术,使工具钢冲模的使用寿命从4万次提高到25万次。处理刀具,将工件在60×60×300厘米的冷箱内冷却(温度为-320°F,即-196℃),并在此温度下保持30小?#20445;?#20877;用24小时左?#19994;氖?#38388;升至室温,然后用20分钟时间加热到回火温度300°F(149℃)。经低温处理的钢钻头,寿命可从钻350个孔提高到900~1200个孔。
    低温处理,国外已广泛应用于轧辊、火车车轮、切削刀具等方面。并具有很大的经济意义。
 
在浮法玻璃生产中的应用
    我们知道,锡槽在浮法玻璃生产中是玻璃成型的关键热工设备,因为玻璃液是在熔融的锡液表面摊薄或堆厚成各种厚度的产品的。所以,锡槽工况的?#27809;刀?#29627;璃的质量、产量都起到至关重要的作用。而氮基气?#21344;?#26159;锡槽的惰性保护气,?#36136;?#36824;原气,它对锡槽的正常运行工况起着决定性的作用。对锡槽内输送氮气?#20445;?#24517;须要求连续、稳定,尽?#21487;?#21547;氧含量。一旦供气产生波动(或供气中断)都将使得外界的氧分大?#21487;?#20837;锡槽内部,引起锡氧化,生成的氧化锡和氧化亚锡大量挥发,造成锡槽内一片混浊,生产无法进行。
    我国现有浮法玻璃生产线约70条,每条生产线的氮气需求量约为1500m3/h。所配置的空分设备大部分为低压返流膨胀的单塔流程,每套设备正常运行时的供气量为800~1600m3/h N2。
    利用浮法生产线上的过剩氧气或富氧空气,在玻璃熔窑内推广富氧燃烧新工艺,是一?#32440;?#33021;降耗、减少环境污染的?#34892;?#36884;径。
    迄今,国内已有40余条浮法玻璃生产线在运行(尚有一部?#25351;?#27861;生产线正在建设之中)。?#28909;?#23558;已投运的浮法生产线中的氧气或富氧空气加以回收,每年至少可回收纯氧11563万立方米。若将这部分氧全部添加到窑炉内助燃的话,仅从节能这一项讲就可节省燃料17103.2吨/年(折合标煤),这里还没包括减少排烟量所节省的能耗。
    另外,采用富氧燃烧可提高火焰温度,改善燃烧?#32431;觶?#20943;少烟道污染,所?#36816;?#23427;具有良好的企业效益和社会效益。由此可见,富氧燃烧工艺具有投资少、效益高,安全可靠,性能稳定等特点,值得在浮法玻璃生产线上推广应用。
 
在石油开采领域中的应用
    氮气,国外已作为强化采油气体。美国太阳石油公司原注天然气,如停注最多只能再生产一年;后采用注氮,可再?#20013;?#29983;产20年。美国七十年代开始用含氮气85%以上和含二氧化碳15%以下的烟道气进行提高油田采收率研究和工业试验。至八十年代中期,日注氮气量总计达到1500万米3(每年50亿米3以上)。1986年,美国用氮气驱油的油田增加28.6%。1987年5月,美国?#29575;?#21476;公司获准在埋藏41?#23433;?#30340;区块上进行注氮作业,在进行的三个注氮周期中,在每一个周期内,15天注氮110万米3。由于注氮成功,?#20204;?#22359;获增产原油约0.88万吨。
    氮气作为“驱油气体?#20445;?#35201;求无油无水的干燥氮,纯度99.99%以上,注入压力20~60?#30528;痢?/span>
    1985年5月4,我国首次氮气泡沫压裂在辽河油田施工成功,标志着我国氮气泡沫压裂工艺技术已向国际先进水平起?#20581;?#26045;工中,氮气排量每分钟为5403,累计用氮气量19879米3,液氮量28.56米3。施工新用设备中,有液氮泵车4台、45米3贮液罐2个、液氮罐车1台。施工结束后?#30913;?#39034;利,日产油从压前4吨增加到压后的13吨。中原油田、大庆油田在压?#35328;?#20135;中,也应用了挤入液氮助排的方法。
    从1997年起,天津梅塞尔分别向辽河、江汉、胜利三大油田提供了六套油田现场制氮注氮装置,用于三次采油来提?#23433;?#25910;率,经几年运行均取得可喜成果。
    2000年,天津梅塞尔生产的车载式制氮注氮装置NPU-600/25EF-L成功地应用于滇黔贵油田云南云参1号欠?#33014;?#38075;井,这是中国首次在油田欠?#33014;?#38075;井中使用现场制氮注氮装置。这个具有90年代国际先进水平的欠?#33014;?#27694;气泡沫钻井技术,是天津梅塞尔与胜利油田钻井工艺研究所共同开发的。
    2000年底,天津梅塞尔与中国石油天然气总公司四川石油管理局签订合同,为其承包伊朗石油钻井提供一套“欠?#33014;?#31354;气泡钻井系统装置?#20445;?#21046;气能力7200m3/h(标态),注气压力150MPa、柴油机驱动、车载撬装?#20581;?#21512;同金额达180万美元,使天津梅塞尔的这一技术第一次走出国门。
    2000年期,天津梅塞尔与江汉油田签约,提供两套油田现场制氮装置,型号为NPU600/25EF-L,600m3/h N2、25MPa带泡沫剂注入系?#24120;?#30005;驱动,车载撬装式,总合同金额达100美元。是年,天津梅塞尔又与辽河、胜利油田分别签约,提供三套“油田现场制氮装置?#20445;?#21046;氮能力800m3/h 、25MPa带泡沫注入系统、柴油机驱动、车载撬装?#20581;?/span>
    2001年12月21,四川梅塞尔与新疆阜康市淮东尤龙公司签订了氮气供应协议既油田氮项目合作意向书。根据协议,自200年4月1日起,四川梅塞尔将为新疆大油田提供流量为600m3/h、纯度为95% N2的移动式制氮设备?#30333;?#19994;技术服务,以辅助大油田的开采。
 
在煤气化和煤液化工业上的应用
    煤气化工业:煤气化工业的发展,对我国化肥、煤化工、冶金、城市煤气、建材等产业的技术升级,节能降耗和污染冶炼具有十分重要意思。符合国家产为政策和可?#20013;?#21457;展战略要求,市场前景极为广阔。
    地?#40092;?#22320;下的煤气化工业将成为氧气的大用户。
    利用?#29575;?#21476;合成煤气制造?#29366;迹?#24050;成为当前煤化工的重点,这是因为它以煤为原料比用石油作原料成本低,并且?#29366;?#29992;途越来越广。估计?#29575;?#21476;煤气化化工工业在我国将会大量发展。而制造1m3?#29575;?#21476;合成煤气需耗氧大约在0.37~0.43m3,一台φ2790×6989mm?#29575;?#21476;煤气化炉,每天可气化500t煤,生产90万m3合成煤气,每小时大约需耗氧15000m3±10%左右,抚顺恩德机械有限公司40000m3/h恩德粉煤气化装置正式在我国氮肥行业合成气生产中得到推广应用,与黑化集团签约。
    40000m3/h恩德粉煤气化装置的使用,将为黑化集团利用附近粉煤?#35797;矗?#38477;低合成氨成本和改善环境带来很好的经济效益和社会效益。
    据了解,恩德粉煤流化气化技术生产氨?#22270;状?#30340;合成气在朝鲜已有30多年的经验。我国的吉林和兰州也有10余年生产经验,该技术的成熟、可靠已被行业内认可。
    根据合同约定,该炉正常产量为40000m3/h,CO+H2≥68%,炭的利用率为92%,每千立方米煤气消?#27670;?#29289;煤570~590千克,消耗氧气190~210立方米。每年连续运转8000小?#20445;?#21544;合成氨气化置投资为330元左右。
    灰熔聚流化床粉煤气化技术在陕西秦晋煤气化工程已获得成功。灰熔聚流化床粉煤气化技术是我国自主开发的洁净煤气化技术,它借助气?#37327;?#27668;(氧气或富氧)和蒸气的?#31561;耄?#20351;床层中的煤粒沸腾起来,在燃烧产生的高温条件下使?#36739;?#20805;分混合接触,发生煤的热解和碳还原反应,最终达到煤的安全气化。
    煤液化工业:
    我国是以煤为主要能源的国家,能源结构中煤炭约占70%,按目?#25353;?#37327;和开采量推算,至少还可开采100年。而我国石油和天然气?#35797;?#30456;对不足,而我国探明储量,2000年为3.3亿t,天然气1.37×104亿m3。2000年我国石油消费量已达到2.6亿t。
    据专家提出,21世纪煤液化技术是我国能源发展?#36739;頡?#30446;前,用煤合成油有间接(热裂解或催化加氢)和直接(煤气化)液化两种方法。现在世界上煤液化生产合成石油的?#24223;?#20027;要是通过煤气化生产合成气,然后再合成油。美国联炭公司也研究指出,?#29992;?#29983;产合成燃料的转化过程中使用95%~98%的中纯氧,可节能3%~8.5%。在煤的气化过程中,氧气用作将固体煤转化成可燃气体混合物的氧化剂;在煤的液化过程中,氧气用作使煤从贫氢固体烃转化成富氢液体烃的媒介物,且用氧量很大,生产1吨煤合成燃?#32420;?#38656;氧气量,最少为0.3吨氧/1吨煤,也可能达到1吨氧/1吨煤。所以产量为10万桶/日的合成燃料装置,需要10~20套并联安装的58400~73000m3/h制氧机。
    当今世界上只?#24515;?#38750;一家公司拥有煤转化?#23548;?#29983;产技术,就是南非煤·油气公司——SASDC,因为大量用氧,建有号称世界第一的特大制氧站,有66900m3/h制氧机12套,74000m3/h制氧机1套,总产氧量87.7万m3/h。全为法国液化空气公司提供:第一期工程,1977年供“66900”六套;第二期工程,1979年供“66900”五套;1981年又供“66900”一套,其氧、氮产量和纯度均为:氧66900m3/h、98.5%O2;氮21600m3/h、<100×10-6O2。后又上74000m3/h制氧机一套。2002年3月,法液空又与南非SASDC签约,提供一套3550吨/天的制氧机(103660m3/h),那则是法液空将要制造的最大的制氧机了,也是世界上最大的制氧机了。
    以重油为原料改用煤为原料的?#34892;?#27688;厂各?#25351;?#36896;方案的消耗指标(折合氨产量约10t/h),其中氧气耗量为:水煤浆加压气化(常规型炉)为9264m3/h(标志下同);水煤粉加压气化(两区双温炉型)为7333m3/h;干燥粉加压气化为7179m3/h;无?#28845;?#29028;常压富氧连续气化,我国神华煤液化示范工程将是世界?#31995;?#19968;个采用煤直接液化技术来实现大规模合成油。第一期投资162.98亿元,2004年建成。
    我国已启动“煤变油”项目,这就将给我们空分设备行业带来一个新的大市场,应引起我们行业的关注。
 
富氧在炉窑节能减少废气排放技术上的应用
    富氧燃烧节能技术?#28938;?#27687;燃烧,是一个节能很大的开发领域,是近代燃烧技术节能的热点之一,特别应用于炉窑烧成,其原理是加热助燃,每增加氧含量4~5%,火焰温度可升高200~300,使燃烧效率提高。如冲天炉熔化实行富氧送风,鼓风中富氧1%,铁水熔化速度可提高约8%;富氧2~4%,熔化速度可提高20%以上,吹氧以直接?#31561;?#25928;果较好。1983年美国有200?#20057;?#19978;的铸造厂,采用富氧送风。再如锻造加热炉采用23~25%的富氧空气助燃,可节省燃料25%。石灰需若采用23%的富氧空气鼓风,新能增中能力大约25%。
    美国的宾夕半尼亚珍珠?#39029;?#21644;美国Airco气体工业公司开发的富氧系?#24120;?#20351;珍珠?#19994;?#20135;量提高18%,并节省天然气用量12%。在电力工业中,一个日发电量为720万千瓦小时的热电厂,如果采用富氧助燃,则每天可?#36234;?#32422;标?#27982;?#32422;为558吨。
    其它如玻璃熔化炉、水泥生产窑、耐火材料生产窑、砖瓦窑以及其它各种工业炉窑,都能应用富氧助燃而获得明显的节能效果。据报道,以富氧空气取代传统的空气鼓风,如将进锅炉内气体含氧量提高4%~5%,一台10t/h以上锅炉,一年可节煤约1000t。
    减少铜平炉排放物:
    仍含铜的渣滓与铜碎片在?#22266;?#24179;炉中,通常会减少黑铜熔化。当加碳块,可使热顶气体来点燃已冷却的部分燃烧的CO。由于可能超出德国空气质量限制,而且二氧(杂)芑(二恶英,Dioxin)和呋喃(Furan)水平及CO浓度将提高,而且在下一加料前的新加?#27689;?#26009;仅能加温,从而使二次燃烧不想出现情况将常发生。因此,必须使用氧气燃烧。
    污染土壤的热处理:
    对污染土壤进行焚烧处理?#20445;?#27687;气已长期使用在转炉和二次燃烧以提高燃烧速度,许多这样工艺已使用在转炉,使燃烧气体与产品流反?#36739;?#27969;动,氧枪使火焰稳定并使污染土壤处于氧气下。
    炭黑生产节能降耗:
    四川开江县化工厂1500吨/年天然气?#27689;?#24378;炭黑生产装置生产炭黑,用富氧空气(正常为33.5%O2),需消耗氧气897m3/h,1988年建一套300m3/h制氧机,1990年?#32440;?#19968;套“300?#34180;?#29992;富氧工艺传统工艺相比,年节约天然气245.4m3,且炭黑尾气可副产合成氨3357吨/年。
    硫磺装置富氧工艺:
    沧州煤?#32479;?000t/a硫磺回收装置富氧工艺已正式投运成功。以往硫磺尾气被?#20154;?#20837;火炬?#35013;?#28903;掉,现不烧,且处理酸性气的能力可提高20%左右,每年可多产硫磺1500t,仅此一项可增效80多万元。
    这次改造投资180万元。采用低浓度富氧工艺,主要通过在空分装置上增设一台氧压机,在硫磺装置上增设富氧缓冲罐?#26696;?#27687;空气压力控制、流量控制两个仪表回?#38450;?#23454;现。控?#21697;?#26696;采用上游空分装置放空的氧含量不33.5%的富氧空气与氧含量为21%的压?#38752;?#27668;混合成28%的富氧空气,引入硫磺装置作氧化剂,?#32422;?#23569;惰性气体氮气的引入,提高酸性气体的处理能力。
    投运后,设备运行一切正常。不仅把剩余的酸性气体全部“消化”掉,而且为彻底消灭火炬提供了有力的保证。
 
在食品贮存中的应用
    液氮超速冻食品:用液氮深冷急冻技术冻结贮存,水产品,可达到国?#20057;?#32423;鲜度标准,急冻后在-32℃下储运。可保持6个月以?#32454;?#32791;小于1%,品质仍如如新鲜。如速冻治对?#28023;?#28082;氮消耗量,约为2.0kg液氮/1kg对虾。日本液氮年产量达4~5万吨,大部分用于速冻食品,西欧国?#20057;?#27694;量的1/3用于食品速冻。
    干食品的气调包装:
    对于自然干燥或经人工干燥的花生、茶叶、奶粉、?#28860;?#29255;、?#21916;?#31561;食品,通过真空充氮[99.9%~99.99%(V/V)]将氧气含量控制在500×10-6(V/V)以下,防止食品氧化而变色、变质、变味。
    熟食制品的气调包装:
    这类包装主要抑制氧化作用和阻止细菌、微生物、霉菌的生长繁?#24120;?#38450;止食品的霉变。在气调包装中充注食品级二氧化碳,通常配气比为40%~60%。
    鱼肉类及果蔬的气调包装:
    这类食品不但要防止腐烂变质,同时还要保?#20013;?#40092;?#23567;?#24494;生物、细菌在这类食品中极易生长毓,厌氧和喜氧微生物同时存在,因此需要配比一定比例组分的混合气,如鲜肉气调包装,用二氧化碳抑制微生物细菌的生长和繁衍,用氧来保持鲜肉色泽并抑制厌氧微生物的生长,配制的混合气二氧化碳占20%~35(V/V),氧占40%~70%(V/V)。海鲜水产品含有大量厌氧微生物,因此在气调包装中气体混合比为氧占60%~80%(V/V),二氧化碳占20%(V/V)。果蔬的气调保?#39318;?#20026;复杂,因为新鲜收获的水果、蔬菜仍保持内部的生命机制,还处在呼吸阶?#21361;?#22240;此呼吸作用越强,保存时间越短,也最容易腐烂变质,为此必须控制配制一定比例的混合气和?#23454;?#30340;贮藏温度来控制果蔬的呼吸强度,如柑橘气调包装控制混俣气比例为氧占12.5%~17.5%(V/V),二氧化碳占1.35%~3.65%(V/V),就能抑制其呼吸强度。?#23548;?#35777;明,腐果率可由7.63%下降到2.32%。
    蛋类气调包装:
    二氧化碳对禽蛋类的保鲜十分?#34892;В?#20854;因是久放的禽蛋,在其内部二氧化碳通过蛋壳上的微孔逐渐释放,造成蛋中pH值增大,使蛋白缩合成水样蛋白。将30%~70%(V/V)二氧化碳气调包装禽蛋6~10h,二氧化碳通过蛋壳上的微孔渗入蛋内,能够延缓形成水样蛋白的速度,可达到保鲜目的。
    氮气灌装啤酒:
    在啤酒的贮存过程中,?#34892;?#30340;氮气可以?#20154;?#24615;的二氧化碳更好地保?#21046;?#37202;的理化指标;使用液氮比使用二氧化碳可降低生产成本30%。
    2002年,昆明华狮啤酒厂已全面试用昆明梅塞尔的液氮。华狮厂工作人员?#20174;常?#28082;氮供气系统安全稳定,?#20063;?#20316;方便,使用氮气灌装的啤酒泡沫更加丰富、洁白,且细腻,?#20918;试?#21152;,泡沫消失的速度减?#28023;?#22686;加了华狮啤酒厂产品的市场竞争力。
    得益于普莱克斯的一项新技术,全世界的啤酒酿造商在不久的将来有望生产出一种口感更佳的啤?#21860;?#35813;项称为氮蒸馏的技术可使啤酒味道更加爽口,颜色更清晰,贮藏时间更长。普莱克斯在美国波尔瓦酿酒公司安装了一台采用该项技术的设备,该酿酒公司年产啤酒50000桶。
    啤酒酿制过程中采用的水含有氧,由于氧的存在往往会使啤酒的口味、颜色和稳定度受到不利的影响。该技术将氮气泡注入水中,从而减少水中的含氧量。气泡会产生浓度梯度,迫使溶解氧扩散。
    目?#25353;?#22810;数啤酒酿造商采用真空流程来去除氧。普莱克斯的氮蒸馏设备安装简便,监控相当容易;这是一种连续在线系?#24120;?#27595;需停机。
    液氮灌充水果饮料罐头:
    充液氮的原因:原先的水果饮料罐头,在封罐时要加热,因此当罐冷却?#20445;?#23601;会因罐内物质体积收缩而造成负压,从而出现罐体?#24613;瘢?#20026;此减少罐壁厚度,节约用?#31232;?#27492;外,在水果饮料罐头中充入液氮,可排除部分空气,有利于饮料的贮存。据试验,每罐饮料大约只需0.7克液氮。其中,?#23548;?#23553;入罐内的液氮只有0.1克,其余的均在充填过程中汽化了。
    据估算,由于?#23637;?#22721;厚减薄,价格可减得较多,即使增加了充灌液氮的成本,包装费用仍只有以前的90%左右,而?#20918;?#36136;期可延长。
    乙机餐保鲜:
    干冰,固态的二氧化碳,形?#27492;?#20912;雪,受?#28820;?#32463;熔化而直接气化,故名干冰。在常压下蒸发时可得-80℃左?#19994;?#20302;温,减压下蒸发时则温度更低。干冰主要用于食品工业保藏食物。因可获得-80℃的低温,也可作一般致冷剂用。干冰(二氧化碳)溶于水?#20445;?#37096;分生成碳酸,所以亦?#21860;?#30899;酸酐”或“碳酸气?#34180;?/span>
    香港氧气公司可谓综合开发,多种经营,建立干冰厂,服务航空饮(膳)食公司,快捷地运?#36879;?#20912;,用于“飞机餐”保鲜。
 
氮气在煤矿防灭火中的应用
    注氮防灭火的实质是向采空区氧化带内或火区内注入一定流量的氮气,使其氧含量降到10%或3%以下,达到防火、灭火和抑制瓦斯爆炸的目的,其作用有:
1.消除瓦斯爆炸的危险
    在煤矿当采空区一旦出现火灾,危害最大的导致其内混合气体的爆炸。由混合气体爆炸三?#20999;?#30693;,混合气体中氧含量低于12%就有减小爆炸的可能性。但是,混合气体爆炸的界限不仅取决于这种气体在空气中所占的百分比,这部分地决定于混合气体的温度和气压。温度和气压的增高使这个界限扩大,反之缩小。如果混合气体被加热到300℃,氧含量为9%就能发生爆炸。如:1989年2月20日,某矿3402工作面的掘进巷内发生瓦斯连续爆炸,次日派人前去处理和排放瓦斯,在?#25351;?#36890;风时又发生了爆炸,当场死亡2人伤9人,另3名?#28982;?#38431;员在灾区内遇难。因火灾高温、烟雾和还有继续爆炸的危险,未能及时将遇难者抢救出来。?#20173;只?#35758;拟定了11个方案,试行了6个均未获成功,已?#22791;?天遇难者还是无法撤出来。于是决定采用液氮灭火技术处理,6小时共注氮2900m3,约为火区体积的3倍,火势被迅速扑灭,同时又消除了瓦斯爆炸危险,于是?#28982;?#38431;员进入灾区抬出了遇难者。然后清理巷道,仅有几天时间就?#25351;?#20102;生产,更重要的是撤出了遇难者。
2.降温作用
    对于?#24515;?#22240;火灾的采空区?#27492;擔?#20854;温度大于外界温度。当采用氮气灭火?#20445;?#26080;论是采用液氮还是氮气,其氮气的温度均低于火区的气体温度,加之氮气在注入火区后的流动范围大,对采空区?#27492;?#37117;有明显的降温作用。
3.防止煤的自然发热和自燃
    煤炭自燃的三要素是:煤有自燃倾向性;有连续的供氧条件;热量易于积聚。煤矿生产工作面采空区氧化带内的漏入风量不足?#28304;?#36208;煤氧化产生的热量,则煤温就逐渐升高,这时煤处于自然发热。当温度达到煤的临界温度以上,氧化急聚加快,大量产生热量,?#36136;?#29028;温迅速升高,达到煤的着火温度?#21271;?#30528;火燃烧起来,即进入自燃状态。采取向工作面采空区氧化带内注入一定流量的氮气,降?#36879;?#24102;内的氧气含量,达到破坏煤炭自燃的一个要素,使其氧含量降到煤自燃临界值以下,就达到了防止煤自燃的目的。1991年10月,某矿放煤工作面采空区发生自燃发火。封闭工作面后采用黄泥灌浆灭火1个月无明显效果,采有氮气灭火后,使火区CO含量降为0,O2含量降为1.5%,气体温度降到18℃,当即打开密闭?#25351;?#29983;产。氮气灭火的效果可以通过两面次灭火对比得出:第一次采用掘消火?#26469;?#38075;灌黄泥浆灭火1个月,火区打开后?#25351;?#29123;,第二次氮气灭火11天,火区打开后再也没有复燃。
    ?#38797;?#20116;”以来,综采放顶煤开采技术在我国条件?#23460;?#30340;矿井得到广泛应用,因此,氮气防灭火技术成为该采煤方法的主要防灭火措施。目前已有50余个局矿建立了氮气防灭火系?#24120;?#32780;变压吸附制氮设备已在近30余个局矿中应用,为煤矿安全生产发挥了重要作用。
    煤矿灭火均采用变压吸附制氮设备,其型式有三种?#28023;?)氮气电度为98%,产量为200~2000m3/h的地面固定式制氮设备(2)氮气纯度为98%,产量为200~1200m3/h的地面移动式制氮设备(3)氮气纯度为98%,产量为200~800m3/h的井下移动式制氮设?#28014;?/span>
 
工业气体在光学方面的应用
    照明工业:氮为双原子分子,二个原子间结?#31995;?#38750;常坚固,这就使得氮化学性质2.活泼,在平常状态下表现为很大的惰性气体,且具有高刻度和低的热导性,因氮、氩是普通灯沦和白热电灯的最佳充填气体,这样可减慢钨丝挥发度。充氩灯泡亮度增加,寿命延长(一般为1000小?#20445;?/span>
    萤光灯是氩气和氩和氪的混合气与水银蒸汽同时封入的照明灯,氩气在点灯时起保护电极和增加水银光亮的作用。
    绚丽的霓虹灯也是用氩充填的(还用氖、氦)。
    氪气可充填高级电子管,实验室用的连续紫外光?#21860;?#32431;氪氙混合气的分子量重,充填电子管和灯泡,比同功率的氩灯泡省电20~25%,体积小。这种长寿氪气灯泡,对矿井是很需要的。
    氪还能制成不需要电能的原子灯,适用于没有电源的地?#20581;?/span>
    氪灯的透射率特别高,因而用于夜战中的越野战车上的照射灯光。飞机跑道的降落点,通常就是用氪充填的萤光?#26222;?#26126;的。其它如超高压水银?#21860;?#38048;?#21860;?#29305;殊照明用的锆点光源、闪光?#21860;?#39057;闪观测器都用到氪与氙。
    利用氙的极高的发光强度,可充填光电管和闪光灯以及有雾航空导?#38477;疲?#20854;放电强度超过太阳光的放电强度。充填的长弧氙灯,俗称就?#23567;?#23567;太阳?#34180;?#31359;雾能力特强,故普通用于机场、车?#23613;?#30721;头、广场。目前我国主要用于电影放映机中的灯源?#31232;?/span>
    氖长期以来被用来充填氖信号装置。由于氖气电导性高,在真空下通电能发红光,而红光透视力较强。因此,是港口、机场和水陆交通的重要般标,以及各种测量仪器上的显示装置。把氖和氩混合封入霓虹灯,能产生美丽的蓝光。与氦、氩进行不同配比,并利用各种滤光玻璃,就能制成各种绚丽多采的霓虹灯(字模灯光)。目前普通照明工业主要是使用氧、氮和氩气。如广东欧司朗佛山照明有限公司每年氧135m3、液氧7万m3、氮气68m3、液氮158万m3和氩气4.1万m3。
    夜电管工业:氩、氖、氪广泛用于充填电压指示管、计标夜电管,定电压夜电管、气体继电器、闸流管等各种夜电管。
    气体激光器:氩用于气体激光器,其装置可以有较高的平均功率,用于医学研究和微小型金属加工。?#24067;?#20809;眼科凝固器,可冶疗十余种眼病。氖和氦的混合气应用于气体激光器,即通常的氖氦激光器。氪也可用于气体激光器。
    据报导:氪的使用量在灯泡制造上占60%,玻璃生产上占32%,激光器上占3%,政府研究和开发上占3%,其它方面占2%。氙的使用量在灯泡制造上占60%,激光器上占19%,医疗上占9%,离子机上占5%,政府研究开发占4%,其它方面占2%,绝?#28820;?#29827;上占1%。
 
工业气体在国防上的应用
火箭发射:
    液氢+液氧是火箭的最好推进剂,其燃烧产物,已无没有腐蚀作用,也不会引起中毒和污染。美国肯尼?#34430;?#22825;?#34892;模?#21457;射士星V运载火箭一、二、三级的液氧加注量分别为1300、320和80m3,液氧球罐容积为3400m3,约为总加注量的2倍。美国航天飞机液氢、液氧的总加注量分别为132m3和529m3。液氮以33MPa的压力作为火箭燃料的压?#22270;粒?#22312;火箭的发射装置的起动系统中,一般均设有氮气吹除系?#24120;?#22312;起飞前及停车后吹清发动机的燃烧室,以清除爆炸的可能性。
    杭氧为西昌人超量发射?#34892;?#21644;酒泉人造卫星发射?#34892;?#35774;计制造的400kg/h液氧式液氮设备为人造卫星的发射起到重大作用。
?#21344;?#27169;拟试到:
    用液氮在特制的小室中模拟寒冷的和真空的宇宙?#21344;洌?#20174;而对飞行器和部件进行地面试验。大的模拟室每月要用1000万尺(28.3万米3)氮气(用液氮来冷却真空室,可使温度降到100K,在真空的配合下真空度可达10乇左右)。
    杭州凯德空分设备有限公司为航天科技集团某研究所提供的大型模拟?#21344;?#29615;境高低温(+90~-100)试验装置,为多种太阳电池阵的试验,设计提供了条件。该试验装置采用液空为冷源。
制造炸药:
    液氧还是制造炸药的原?#31232;?#28082;氧炸药发明较早(1897年已有液态空气炸药),沿用已久,在?#27670;?#24180;代至五十年代,在采矿等到工业方面得到广泛应用。它是由液氧?#30001;?#22266;体可燃吸?#21344;粒ń固浚?#21046;成,其爆炸性能由吸?#21344;?#30340;性?#31034;?#23450;。液氧炸药成本高,原料来源充足量的爆炸热达2000仟卡/公斤,?#20154;?#26377;炸药都高。
 
在超?#25216;?#26415;上的应用
    在液氦温度和液氮温度下,导体失去电阻,电流通过不发热,不损失,并且可几年不变,永久流动,形成“超导电性?#34180;?#22312;液氦温度下称低温超?#25216;?#26415;,在液氮温度下称高温超?#25216;?#26415;。
    利用超导磁体,可制成磁流体发电机。此外还有超导贮能,超导高速悬浮列车,如西南交通大学研制成功液氮高温超导悬浮列车,该车在液氮温度下,最大悬浮重700千克,可载4人。超导电缆。
    现有一?#20013;?#39062;高温超导电力变压器将面世,它采用液氮取代绝缘油,其功率要比1997年3月面世的世界?#31995;?#19968;台高温超导电力变压器大15倍。该变压器由Electricite de France和ABB公司合作制造,功率为10MVA,大约在2000年上网运行。以后准?#38050;?#36896;商用30MVA的变压器。
    该项技术的关键就是采用成本低、有利于环境的液氮来取代目前电力变压器铜线圈所采用的绝缘油。这样就可消除火灾发生,消除发生外溢的危险,降低保险费用;并可将变压器安装在靠近大的负载?#34892;?#22788;,甚至安装在大城市中的这些地方也可安全无恙。这种变压器的能量损耗?#31995;停?#36825;样,可使散发物减少,使设备效率提高,总的拥有成本减少。
 
在电子、半导体、光纤工业中的应用
    大批量工业气体,在电子工业?#36739;?#20027;要是氮气,在这20年内呈高速发展,如日本1980年高纯度的是用量仅6.5吨/年,而到1999年,高纯度硅的用量增加到150吨/年扩大的23倍。日本大批量气体每月需用1.58亿m3,19999年的营业额达到530亿日元。
    江苏法尔胜光子有限公司由江苏法尔胜集团和澳大利亚光子技术研究?#34892;?#21512;?#39318;?#24314;,投资3000万美元,主要从事光纤和光纤棒生产。目前国内的光纤80%依?#21040;?#21475;,光纤棒100%依?#21040;?#21475;。法尔胜光子有限公司就看好这个市场。为此,上海三钢梅塞尔已将这个法尔胜项目列为现场供气的样板工程,争取首次服务好我国的光纤生产行业。预计年销售额可达1200万元人民币,到第三期结束全部投产可达2200万人民币。
    据《CryoGas Intemational》2001年第3期报道,位于华盛顿D.C的华盛顿Camegie研究所的科学家们将氮气压缩到240万大气压,最后将其变成了半导体固状物。他们还在如此高的压力下对浓缩气体进行了电气测量。科学家们惊奇地发现,当压力回复到一个大气压?#20445;?#22266;状物仍保持稳定不变。该氮的浓缩状态可存贮大量能量,它将很可能成为一?#20013;?#39062;半导体材?#31232;?#26222;莱克斯公司将成为上海正在建设中的世界上最新的半导体制造?#34892;?#30340;工业气体和特种气体的主要供应商。该公司已与以上海为基础的半导体制造国际公司(SMIC)签订了十五年的供气合同,向SMIC公司建在上海浦东张江高技术园的三家半导体生产厂供气。协议要求普莱克斯(中国)建造一台空分设备和一台氢气生产装置。普莱克斯公司将向生产厂家供应气氧、气氮、氩气、氢气和液氦,还将向浦东附近的芯片厂供气。
    美国空气制品公司最近推出MegaBIP系?#24120;?#24102;内纯化装置),它可向半导体行业提供特高纯电子用气。该系统的产量、纯度通过每只容器提供的验收合格证来保证,与一般采用外纯化装置的系统比较,该项技术可确保气体纯度的提高。在Y型气瓶或管式拖车里装有专有的纯化装置,它就可确保对水分敏感的气体如HCL含水量小于100×10-9。采用该装置,可降低用户拥有的总成本。
 
在农业、畜牧业、鱼业部门的应用
    保存植物?#39318;试矗?#22269;外从1975年开始进行植物种子的液氮保存试验,我国?#38797;?#20116;”期间建立了7个国家种子库,有的已采用液氮永久保存稀有种子。
    液氮,在农业上可保存遗传种?#39318;试矗?#22269;外在研究液氮冷冻贮藏植物细胞、组织和器官,经防止野生植物品系绝种,并将导致建立植物冷冻无性贮藏库。苏联试验将粮食和蔬菜、经济作物以及动植物花粉,放在真空液氮瓶里,以使谷物发芽期延至100~200年或更长。中国农业科学院品种?#35797;?#30740;究所,1980年11月开始进行液氮保存粮食、蔬菜、花卉、中药等21个品种种子的试验研究。
    日本农业物?#35797;?#30740;究所,已成功地使长期贮藏在液氮中的甘蔗种子发芽,其发芽率为40%~60%。该研究所贮藏在液氮中的作物种子已达179个品种,超过美国。植物种子在液氮温度下,其生物化学反应几乎完全?#28784;?#21046;,故可以长期贮藏。
    日本还用冷冻保存法,将桑树的枝干切碎,在-30℃时使之冻结,再放在液氮温度下冷冻保存。研究小组把经过冷冻的桑枝细胞组织,?#27809;?#23460;温进行组织培养,结果长出茎、叶。
    美国农业研?#31354;?#36951;传学家正在实施一个可保存带有优良性的草莓幼芽100年的试验,他们计划从试验开始后5、10、25、50、75和100年,分别取出从液氮中保存的草莓幼芽进行繁?#22330;?#36890;过试验,成功率达90%以上,处理后的草莓幼芽能正常开花结果。准备扩大梨、薄荷等其它植物的保种。美国还正在对高蛋白农作物的花粉进行延长生长期的冷藏研究,已成功地把花粉存放在冷库中,可使其生存期延长到4年之久。
    液氮灭鼠?#21512;?#40736;穴注入液氮,使鼠类在短时间内冻死或窒息而死。该方法对人和其它动物无任何危害,不会使封板结,适合农田、果园灭鼠。
    家畜精液冷冻配种:自1952年家畜的精液冷冻贮存首次成功后,家畜精液的液氮冷冻配种已成为繁殖家畜新品种、迅速发展畜牧业的重要手段。
    冷烫畜群标记:采用液氮低温?#20451;?#32473;牲畜做标记,比用热?#20451;?#35201;好。优点是不?#30784;?#19981;流血,?#28784;?#36896;成皮肤感染。
    家畜胚胎低温保存:哺乳动物胚胎可在液氮中长期保存。“借?#22815;?#32974;”的实验,我国已获成功。为家畜器?#25351;牧?#21644;高效繁?#36710;?#23450;了基础。
    兽药疫苗低温保存:我国生产的兽药鸡马立克液氮疫苗必须用液氮冷冻保存。
    注氧养鱼:为了提高养鱼池的鱼产量,国外采用鱼池注氧方法,鱼产量可提高4~5倍。我国1995年开始向鳗鱼?#22270;子?#27744;注氧,取得了好的经济效益。据国外报导,到鱼类生长后期,每公倾水面供氧量可达7~10吨/天。
 
在环保产业的应用
    纯氧曝气处理污水:齐鲁石化公司供排水厂,1987年5月建成纯氧曝气乙烯污水处理场,1992年改进采取高MLSS浓度法,充分发挥了高DO浓度的优势,增强了污水处理深度。该厂有一套?#20540;?#30340;污水处理专用制氧机,1986年12月投运,氧840m3/h(98%)、氮1000m3/h(99%)。1190年8月又投运一套哈氧厂的6000m3/h空分设?#28014;?#33521;国BOC公司,1992年在泰国凤凰纸浆造纸公司安装两台污水处理设备,每天将3吨纯氧注入污水中,使政府下令要关闭的造纸厂?#21482;指?#29983;产。
    充氧?#32420;?#22788;理:普莱克斯在世界上已安装了100多台现场充氧?#32420;?#22788;理装置,但在美国国内城市中,位于衣阿华州的Cedar Rapids是首个使用该公司充氧?#32420;?#22788;理装置的。位于奥地利拉基尔辛的瑞典SVENSKA纤维集团的子公司SCA格拉?#29942;斯?#20221;公司是一家大造纸厂,年产绘图纸32万吨,每天排出的?#32420;?#37327;(按化学需氧量CSB计算)相当于一座大约16万人口的城市排出的污水量,污水处理设备经常在极限状态下满?#27721;?#36816;转。   
    鉴于这种情况,梅塞尔公司为其提供了PSB(部分氧气薰蒸)工艺,即在空气中添加纯氧,然后送入净化设备的生化池中。运用这一工艺首先需用探测器测定氧气的浓度,以便可以根据?#32420;?#27745;染的不同程度送入需要的氧气量。送氧系统是一个由开缝软管制成的席垫,席垫?#32422;?#20854;微小的气泡放出氧气,以利于氧气在水中的溶解。软管预先安装在一个钢架上,这样可以非常方便地将其安装在池的底部。如今,拉基尔辛SCA格拉?#29942;斯?#20221;公司可?#28304;用?#22622;奥在利公司得到氧气,对污水进行有益于环境保护的净化。
    环注氧使死湖再生:国外对无生物和鱼类的死湖采用强制注氧的方法使它们再生。
    环超导磁分离消除污染:采用超导磁分离对含铁河水,对化工、炼钢和造纸等工业?#32420;?#21644;五活?#32420;?#36827;行净化处理。由于它可以脱除炎电厂?#27982;?#20013;大部分无机硫和灰粉,还是减少酸雨和粉尘的有力手段。
    环液氮冷凝处理废气:工厂排出的废气采用液氮冷凝处理来减少污染、清洁大气。我国在火箭推进剂燃放的有害气体偏二甲肼及NO2的处理方面采用液氮也获得成功。
    氧气漂白纸浆:氧气漂白法可以防止环境污染,是迄今能显著减轻漂白排水污染?#27721;?#30340;唯一工业技术;再是采用氧气漂白,药品的成本比?#31995;汀?#25152;以,在造纸工业上应用氧气是有发展前途的。其机理是:在加热器加温的同?#20445;?#36890;入7~10公斤/厘米2氧压的氧气,使蒸煮液熔氧,送入蒸煮罐中,可?#28304;偈鼓?#36136;素氧化熔出。这是因为氧有较强的脱木素能力,可提高生产效率,提高纸将收获?#30465;?#27599;吨纸浆耗氧20~60公斤。国外报导拉漂白造纸氧耗约50公斤/吨。
    城市垃圾焚烧:这些年来,我国城市生活垃圾增长速度很快,年增长?#23460;?#36798;9%,少数大城市如北京已达到15~20%。据不完全统计,目前全国一年产生的生活垃圾已达1.5亿吨。随着人民生活水平的提高,我国生活垃圾的构成也发生了很大的变化,可燃的有机物不断增加,垃圾的热值越来越高。就拿北京?#27492;擔?#22403;圾中的灰土、炉渣?#28820;?#21487;燃物所占的比例已从九十年代初的53%下降到目前的10%以下,而垃圾中的纸类、织物、塑?#31995;热?#29289;的比例已由40%增加到80%以上,垃圾的热值也由过去的800大卡/公斤上升到1400大卡/公斤。尽管目前我国城市生活垃圾无害化处理的主要方法还是卫生填理,其次是高温堆肥,焚烧占了不到1%,但是承着近些年来生活垃圾热值的提高以及一些大城市地皮日趋紧张,没有地方兴建垃圾填理厂,因此,垃圾焚烧在我国将会成为垃圾无害化处理的一个重要措施。尤其是南方一些城市,地下水位很高,用填埋的方法处理垃圾容易造成地下水污染,所以,现在不少南方大中城市都正在准备兴建垃圾焚烧厂。如广州劲马动力设备集团公司引进加拿大瑞威环保公司的CAO垃圾热解焚烧发电技术,首座日处理300t的垃圾焚烧发电厂将在深圳市龙岗区建成。高温1000℃以上,焚烧热?#32440;?#20135;生的可燃气体,通过废热锅炉回收热解发电。
    低温粉碎废旧轮胎?#26680;?#30528;汽车工业的迅猛发展,越来越多的废旧轮胎形成“里色污染?#20445;?#27491;在威胁着全人类的生存环?#22330;?#25105;国是世界?#31995;?#19977;大轮胎和平国,每年生成的废旧轮胎达3000万?#24359;?/span>
    液氮低温粉碎就是国外已形成“低温粉碎(回收)工业?#20445;?#21363;利用大多数质“低温脆性”很容易粉碎的特性,将它们粉碎,并回?#23637;?#37329;属。为报废旧电机、电器和电缆,甚至整辆废旧汽车,低温粉碎是最理想的处理方法,因为它可以回收多种不同的贵重金属。废旧轮胎的处理,应用低温粉碎则是唯一的高效的一种方法。因为橡胶以及塑?#31995;?#30340;液氮低温粉碎,是热敏材料非常实用的一种粉碎技术,热敏变软变粘的材料在低温下变硬变脆,就很容易破碎回收。一般物料液氮耗量在1:0.8~1。
 
在建筑、气象部门的应用
    隧道冷冻施工:在开挖山?#30784;?#38567;道和修建地铁的过程中,为避免流?#22330;?#22320;下水和塌方事?#21097;?#37319;用液氮土壤冷冻的施工方法已取得成功,也包括在铁路?#19978;?#38138;设管路。上海地铁1号线,利用液氮通过冻结管来冻结管来冻结淤泥,用液氮直接喷在局部地层进行速冻。
    混凝土冷却:水坝、?#24085;骸?#30721;头等大型建筑物在施工中,在混凝土固化时会使温度升高至93℃,在大量浇注?#20445;?#20869;、外部温差会导致混凝?#20142;?#24320;,使用寿命缩短。采用液氮冷冻混凝土技术,使混凝土冷却,温度不超过24℃,可获得高强度的凝?#31890;?#20174;而提高了建筑物的安全可靠性和使用寿命。润扬长江公路大桥是世界第三座大跨径悬索桥,大桥南锚碇基坑为长70.5米、宽52.5,深29米的矩形结构,基围护采用冻结壁止水帷幕与排桩组合结构。马钢气本公司提供液氮近1400m3。
    液氮清理污物:在清理地下设施、隧道中的污物?#20445;?#22312;难于工作的地方采用液氮冷冻施工法快速可靠。
    高原隧道施工?#30970;?#34255;铁路位于海拔5010米的风光山地压缺氧是工程建设的主要障碍。空气中的氧分压仅相当于海平面的50%。由于缺氧,高源施工可能引发高原性肺水肿、脑水肿等各种高原病,危及建设者的生命健康。因此青藏铁路的建设必须源源不?#31995;?#25552;供氧气。一般采用洞内?#33268;?#24335;供氧方?#20581;?/span>
    人工降雨:浙江人工降雨,用液氮作催雨剂,用飞机喷洒300升液氮30分种后,便开始降雨。
    人工增雨:北京每年在密云和官厅水库上游地区增水1.8亿吨,?#24230;?#20135;出比高达1比90以?#31232;?#20154;工增雨可以增加自然降水量的10%至15%,最高可达26%。
    人工消雾:首都机场1994年2月17日晚上~18日上午,北京沙河机场大雾,能见度仅30米,进行了喷洒液氮人工消雾试验,喷洒90分钟后,能见度即达到1000米,并?#20013;?小?#20445;?994年6月通过了专家鉴定。每公斤液氮2元,做一次约要花费18万元。
 
在文化、体育与公安部门的应用
    文艺演出的云和雾?#20309;?#21488;演出和拍电影?#20445;?#37319;用液氮人工制造云雾相?#21271;普媯?#32780;且对演员无任?#26410;碳ぁ?/span>
    广告霓红灯:把氖和氩混合封入霓红灯,能产生美丽的兰光,与氦、氩进行不同的配比,并利用各种滤光玻璃,就制成各种绚丽多采的霓红?#21860;?/span>
    电影相摄与放?#24120;?#21033;用氙的极高的发光强度,其放电强度超过太阳光的放电强度。短孤氙?#28006;?#26377;更高的色温,线度好;光的色彩相似于中午的目光,目前电影放映机普遍采用小氙?#21860;?/span>
    赛车轮胎充气:美国空气制品公司主动出击抓住商机,为500多个赛?#20992;?#25552;供近900只氮气瓶,赛?#23548;?#27833;站的员工可用氮气来驱动气动工具?#32422;案?#36187;车轮胎充气。
    人工制造冰雪:美国空气制品公司为南非动物园提供液氮人工制造极地雪堆,因为两只可爱的北极熊在动物园内出身,从未见到和玩弄过冰雪。据估计,使用20吨液氮和10立方米水,可以选出100立方米的雪。
   公安案件侦破:采用液氮冷冻方法使犯罪分子作案现场的指纹得以显现。
    公安可疑爆炸物品的处理:可将可疑爆炸物品浸泡在液氮中使其失效。该方法既安全又?#34892;А?/span>
    文化冷冻动物库:国际上为保护珍稀野生动物而采取一项新措施是建立冷冻动物库。一旦需要可随?#27604;?#20986;复温,进行繁殖培养和科学实验。1987年我国第一座冷冻动物库在昆明动物研究所建成。
    文化生物标本以及古籍的保存:博物馆的生物标本,用液氮冷冻干燥法保存能长期栩栩如生。图书馆的古籍经液氮处理,可杀死蛀虫,使书籍长期得以保存。珍物(如珍贵画卷、书卷)安放在充满氮气的有机玻璃内,可永远珍藏而不遭氧化。
    云?#38080;?#30707;经雕刻是中国历史上继京杭大运河这后又一项?#25353;?#24037;程,?#32440;?#23546;内珍藏石刻佛经1122部3572卷共14278块。云?#38080;?#22240;此堪称世界上最大的石刻图书馆。石经出土40余年后,由于大气污染等原因,不少石经表面用手一摸会掉粉末,部?#36136;?#32463;甚至已出现文字脱落现象。因此,拯救石经已经刻不容?#28023;?#20110;是采取密闭充氮、恒温恒湿保存。
 
在医?#21860;?#20445;健方面的应用
    抢救临危病人:氧气不但是工业生产所必需的气体,也是地球上有生病的机体赖以生存的物质,用氧气抢救窒息病人,临危病,这是众所周知的。在医院里,特别是重?#22270;?#25252;病房,氧气被称为“救命气?#20445;?#22914;浙江人民医院的ICO病房每天约需耗氧300m3,?#20057;?#27714;每天24小时不中断供氧,大型医院一般均建立?#34892;?#20379;氧系?#24120;?#20854;方式主要有集组钢瓶、低温液氧贮槽和变压吸附制氧机供氧三种方?#20581;?/span>
    冷冻医疗:在医学上,现已形成“冷冻外?#21860;薄?#24050;广泛应用于皮肤?#21860;?#30524;?#21860;?#21475;腔?#21860;⒏究啤?#20116;官?#21860;?#32959;瘤科等。治疗的疾病,包括皮肤病、血管瘤、?#31908;觥?#32954;癌、宫?#27893;?#28866;、内痔、疣、痣等几十种疾病,有较好疗效。
    国外称冷冻冶疗为“治癌的新武器?#34180;?#19978;海医科大学?#20255;?#30740;究所曾报道用喷射式液氮冷冻治疗机治疗原发性?#20255;?5年的临床经验。治疗为60例,全部病例冷冻后?#25351;此?#21033;。表明?#20255;?#28082;氮冷冻治疗是安全可行的,可作为不能切除?#20255;?#32508;合治疗的一个手段。再液氮冷冻治疗血管瘤,成功率80%以上,?#34892;?#29575;在90以上,用液氮冷冻分层脱除,是较为理想的方法。
    用液氮冷冻治疗腋臭,有冷冻?#20998;?#25509;接触和喷?#24120;?#21453;复二?#21361;?#20004;种,均能破坏或将大汗腺顶端收缩封闭,减少或消除臭汗液分泌,同时超低温?#36164;怪鲁舾司?#26432;死,因此能彻底清除臭味。
    液氮可脱清雀斑。一般雀斑经冷冻后,5分钟内即会浮起,3小时成泡点,3日成痂,5~7日脱落。初有粉红印迹,正常皮肤可在2~3周左右完全复原。从这角度,已发展为“液氮冷冻美容?#20445;?#28145;圳已有美容服务部。
    还有用深低温冷冻同种骨、关节,并已?#28006;?#25104;功,取得满意疗效。其同种骨制备法是:取年龄在18~30岁急性暴?#26391;?#20307;,于死亡1小时内,经消?#23613;?#21462;骨,即深低?#36718;?#23384;,需要?#28006;病?/span>
    冷冻喉管技术,?#28304;?#37096;分液体管道维修工程是个好方法,直径在350mm(14")以下的喉管,被安上一个特别设计的凝固箱,再灌注入液氮。液氮的低温(-196℃)将喉管内之液体凝固,形成?#27688;?#22359;”阀门。在冷冻剂不断供应下,冰块一直维持到工程完成为止。
    高压氧治疗:就是将病人置于高于大气压的环境里(一般为2~3大气压)使其适于高浓度氧以求改善病态的一种治?#21697;?#27861;。用高压氧舱治疗的病种有:心?#37322;础?#33041;梗塞、急性?#21248;?#27687;(自缢)、一氧化碳中?#23613;?#27668;性坏疽、破伤风、创伤(植皮)、休克、烧伤、血栓闭塞性血管炎、眼球脉络膜炎,作辅助治疗用于?#29616;?#20877;植和肢体血循环阻碍等。其原理是人在三个大气压的铁箱中呼吸氧气,?#27604;?#20110;血液液体部分的氧气占容积的6%时即可维持组织上中氧的需要,即使在血管中没有血液,也能用葡?#28895;?#21644;生理盐水维持生命。
    生理学治疗:在潜水作业中,若用普通空气,在深度为50?#36164;保?#28342;解在血液中的氧气就会产生麻醉作用,潜水?#26412;?#35201;发生危险。因为海下深度每增加33尺(约10米),压力就增加1个气压,普通空气(20.9%O2)到300尺(91.5米)海底就变成100%的氧气,这样浓的氧气是不适于呼吸的。此外,如果潜水员上升水面的减?#22266;?#24555;,人体中的氮气会形成小的气泡,结果使人产生佝偻的病症——痉挛、血管栓塞、甚至?#36141;?#21560;系统?#34987;荊?#28508;水病)。为了清除这种危险,目前这种氦空气,在200米以上的深度作业也不会发生危险,在1000尺(305米)深海也不会引起麻醉。但必须根据深度对氧气的浓度作?#23454;?#30340;增减。潜水越深,要求氧含量减小。如海深100米,要求制出含氧16~17%的“氦空气?#20445;?00米深时要求7~8%氧。这样的人工空气的使用量是很大的,例如200米深海作业20分钟,包括呼吸?#22270;?#21387;在内,每人要耗9~12m3氦气、6m3氧气和3m3氮气。
    纯氧敷伤口加速愈合:美国研究人?#20445;?#29992;纯氧气来敷着伤口可加速伤口愈合,这种技术疗褥疮和溃疡症状,减轻病人手术后的?#32431;唷?/span>
    研究人员发现,手术伤口用纯氧?#21697;?#26368;?#34892;В?#20854;次是溃疡,褥疮疗效约得百分之?#27670;?#22235;。
    此外,用纯氧?#21697;?#21518;,伤口留下的疤痕较?#24120;?#25925;医生提议意外导致皮肤受伤的人可用此?#21697;ā?/span>
    氙气帮助修复受损的神经细胞?#27827;?#22269;伦敦皇家学院的科学家们发现氙气可帮助保护受损的神经细胞,为此他们与美国空气制品公司一起建立了一家名叫Proexeon公司以开发其临床应用。研究表明惰性气体氙可用作神经保护剂,防止受损神经细胞死亡。根据临床前的试验,研究人员相信氙可在人体上应用,可治疗神经受损病人如中风、麻痹、脑伤?#22270;?#39635;受伤等。临床证实这是一种治疗神经受伤病人的?#34892;?#36884;径。目?#21543;?#32463;细胞在它们死亡后不能再生,但使用氙气可马上防止细胞死亡。
    可吸入止痛剂?#21512;?#22312;英国?#26412;?#20154;?#34180;?#21161;产士和护理人员可向病人提供一种快速、可吸入的笑气和氧的混合气止痛剂。该气体的商标是Emtonox,混合气由50%笑气和50%氧组成,这是一种快速止痛剂,因为它的血液气体可溶性低,可在两分钟内起作用。这种混合气用BOC医用轻型CD气瓶灌装。这种气瓶比标准的D气瓶轻25%,装有推开、拉关阀门,内装调压器和快速转换entonox出口。因为气瓶质量轻,对社区的且产士、护理人员?#22270;本?#20154;员大有好处,使他(她)们可以同时携带其它设备现场工作。
    整个世界氙在麻醉方面的应用不断扩大,梅塞尔公司在?#20998;?#23547;求正式批准使用氙麻醉技术,法液空在这方面拥有多项专利,美国普莱克斯正在请求食品药品管理局批氙在麻醉上应用。一般一次手术需大约10升氙。在世界医用市场上BOC乃是首届一指的主要厂商,它关注氙在麻醉和核磁共振上的应用。
    医疗器械:大医院均拥有先进的诊断仪——核磁共提成象仪,美国2000年国内氦耗量达9500万立方米,其中核磁共提成象仪有耗约占24%。
    氪氙的同位素氪85、氪87、氙133等放射性稀有气体,可作为显踪剂来诊断大脑出血的位置,进行心、?#20301;?#33021;的检查和治疗脑、副肾、卵巢等的肿疡。
    利用氙具有不透过X射线的性质,被用作X光摄影的造影剂,也被用于遮蔽X射线。氙133还作为显踪剂来诊断大脑出血的位置,进行心、?#20301;?#33021;的检查,研?#21487;?#29702;系?#24120;?#34880;液流动)和治疗脑、副肾、卵巢等肿疡。
    家庭氧疗:家庭用氧者多为?#21152;行?#30149;、肺心病、?#19979;?#25903;、哮喘、脑梗塞、冠心病等慢性病人和一些需要吸氧的孕产妇,部?#32440;?#24247;市民亦开始关注用氧保健,家庭用氧逐渐成为都市人治病保健的新时?#23567;?#32654;国普莱克斯公司已在10个国家时新开设28个家庭呼吸治疗点。该项活动使该公司在家庭呼吸治疗文献荣?#21069;?#39318;,在15个国家时这样的治疗?#34892;氖?#30446;已达177个。每年该公司家庭氧疗的全球销售超过1亿美元。研究表明家庭氧疗市场仍有较大的增长潜力。
    家庭氧疗的主要方式有家用小型变压吸附制氧机,分柞式和分体式二种,氧气空调机?#22270;?#24237;供氧?#34892;摹?#22312;南京铁道医学附属医院的家庭供氧?#34892;模?#19968;个个容量为10升的铝合金氧气瓶一字排开,氧气瓶小巧美观,用户只要打个电话,供氧?#34892;?#23601;可上门办理租、售气瓶?#20013;?#29992;户亦可直接到供氧?#34892;?#24320;户。每瓶氧气的售价为21元,用完后可凭购买的氧气?#34987;?#21462;新瓶氧气,十分方便。
    日本三菱重工推出能散发氧气的空调机,能测定空气中氧气与CO2的比例,能使室内氧气保持在25%30%的水平(缸氧时能自动释放氧气)。国外空调器发展趋?#28006;?#19968;是制氧放氧,制氧放氧空调器采用ESA系?#24120;?#36890;过把空气中的水和臭氧相加压制造成氧,它代表了国际空调节器产品发展的最新趋?#21860;?/span>
    “氧吧”在国外风行,国内近年也在兴起。墨西哥城自1991年3月起,在街头建立了25个“吸氧亭?#20445;?#22312;市?#34892;?#22320;带?#24230;?#20351;用,付2美元便可吸氧1分钟。吉林长春一汽热处理厂有一座吸氧间,由PSA制氧装置供氧(95%),在吸氧间氧气含量提高到26O2,成为“一汽”工人劳保新享受。   
    液氧是血库和?#25772;?#24211;用的标准致冷剂:用液氮冷冻人血,能使血液长期贮存十年以上(鲜血保存不能超过20天)。冷冻的血比鲜血好,因它不会变旧,不会传播传染病。经液氮冷冻的凝血可大大减少血库的费用。已经进行的实验证明,可用超低温冷冻方法来保证活组织和内藏器官。
    北京人民医?#21512;?#32990;治疗?#34892;?#25226;肿瘤细胞冻存起来,它能给患者留一个希望。美国匹兹堡大学医学?#34892;?#30340;肿瘤细胞库,已建成12年,存储着无数个人的肿瘤细胞。而人民医院也在1997年10月建起我国首家全自动控制的大型液氮库,能够冻存10多万人的肿瘤细胞,可至今只存放着20多个人的肿瘤细胞。研究表明,大多数肿瘤细胞都具有与正常细胞不同的成分,可以引起免疫系统对之识别并攻击。利用这种抗原可以在患者体内诱导产生出可杀伤肿瘤的免疫细胞。
    南京新建皮肤库,在自愿损献者去世后,由医生取下皮肤,浸泡在液氮中保存,需用时再复温。我国青年科学家王翔博士,成功地将大鼠的卵巢置于-196℃液氮中进行深低温冷冻保存,冻融后再将带血管蒂的卵巢?#28006;不?#22823;鼠体内,使大鼠?#25351;磁?#21365;及内分泌功能,并有一例成功爱?#23567;?#36825;是人类第一次实?#32440;?#21160;物器官冷冻保存,并使之健康?#26696;此鍘?#26159;一次“零”的?#40644;啤?#28201;州医学?#28938;?#23646;第一医院将一位不孕?#20061;?#22312;四年前通过试管婴儿技术培养成功的胚胎植入母体子宫,经检查?#35328;?#32946;成功。据悉,温州有300多对育龄夫妇将试管婴儿育成的胚胎在温医附属一院进行冷冻保存。
    胚胎冷冻是试管婴儿技术中的一项辅助功能。目前温医附属一院生殖医学?#34892;?#32986;胎库冷冻的胚胎,主要是不孕夫妇施行试管婴儿技术培育成功植入后留下的质量良好的多余胚胎,一般用于第一次植入失败后再次为其助孕,这些胚胎在-196℃的液氮中保存。
 
在燃?#31995;?#27744;生产中的使用
    燃?#31995;?#27744;是利用电化学反应,直接把燃料的化学能变成电能的变换装置。它以煤、石油、天然气以及它们提炼出来的各种燃料为还原剂,以氧或空气为氧化剂,反应物质的价格便宜。其效率在各发电方法中为最高。由于燃?#31995;?#27744;的能量密度大,连续使用的时间长,因此适于作宇宙飞船的动力源和军事通讯的电源,此外还用作潜水艇、浮标、海底作业、海底工厂、车辆的能源、?#21344;?#25216;术、发电厂等。目前低?#36718;苯有?#30340;燃?#31995;?#27744;有氢一氧电池、有机物一氧电池、氮化物一氧电池、金属一氧电池、氢一卤秦;中温型有氢一氧电池,有机物一氧电池和氨一氧电池;高温型有氢一氧电池,10一氧电池、2001年氢燃?#31995;?#27744;在湖北十堰市试车成功,在一台中?#32479;?#19978;安装了?#28304;?#27682;为燃料的电池,燃烧时排出只有水、无尾气和噪声污染,真正实现了零排放,电池中加5公斤液氢,汽车可行驶400多公里。
    燃?#31995;?#27744;项目在大连宣布启动,这项世界前沿的技术将有助于我国早日进入氢能时代。燃?#31995;?#27744;是把氢、?#29366;?#31561;燃料和空气中氧气的化学能通过电化学反应直接转变成电能的发电装置。燃?#31995;?#27744;具有发电效率高,可循?#38450;?#29992;以及无环境污染等特点。它可广泛应用于航天飞机、潜艇、水下机器人、电动汽车、?#34892;?#35268;模电?#23613;?#23478;用电源、可移动电源以及通讯系统等。该项目将在三年内完成,总?#24230;?#39044;计超过1亿元人民币。
    燃?#31995;?#27744;能等温地按照化学方式直接将燃料(氢加氧)的化学能转化为电能,能量转化率可达40%~60%,而且几乎不排放任何氮或硫的氧化物,是替代传统能源的最佳选择。
    燃?#31995;?#27744;的研发倍受各国政府和跨国公司的重视,近十年来在这方面的投资额超过100亿美元。
 
在磁场性材料生产中的应用
    我国已是世界磁性材料的生产大国,目前具有一定规模的磁性材料生产企业已超过500家。磁性材料生产中,需要应用氮气保护的是永磁材料中的稀土永磁和软磁材料中的高性能MnZn铁氧体。
    目前国内大规模生产稀土永磁合金时的?#21697;郟?#32454;碎)工序采用了“氮气流磨?#34180;?#21033;用高速氮气流带动物料颗相互撞而达到?#24515;?#25928;果(粉料粒径3~5μm),同时利用氮气的惰性防止?#21697;?#36807;程物料的氧化,它是用氮量最大的工序。一条生产100吨的Nd-Fe-B生产线,一般需要配备60Nm3/h、99.999%的高纯制氮机组。
    国内外大规模烧结MnZn铁氧体都采用氮气保护隧道窑,一条窑的用氮量约为20~30m3/h,一条年产1000吨MnZn铁氧体的生产线通常需要80~100m3/h、99.999%的高纯氮。
 
液氮低温粉碎技术在超细加工领域的应用
   液氮低温粉碎,可粉碎常温无法粉碎的物质,得到比常温粉碎更细微的粉末,可防止物质在粉碎过程中发热变质而保持粉碎物的色、香、味以及营养成分不变。大连光明化工研究所,1987年初引进日本低温粉碎装置,现制成DF-1型低温粉碎机,它由液氮贮存系统、液氮控制系统和保冷系统等组成。其粉碎能力为800~1000吨/年(塑料材料),粉碎温度-196℃,最小细粉粒度300网目。大连光明所引进的日本低温粉碎机,1987年2月9日~14日试车后投用。其液氮耗量,粉碎高压聚乙烯?#20445;?#20135;品40~60网目,液氮耗量曾到6.25kg/kg产品,后摸索降至到3.5kg/kg产品;粉碎尼龙,粒度150~200网目?#20445;?#28082;氮耗量1.5kg/kg产品。液氮由光明所两台11-800型低温液体设备供给。
    山东青岛绿叶橡胶公司开发成功LY型液氮冷冻法微细胶粉生产系?#24120;?#20854;粒度达到80目以上,与国外同类产品相比具?#24515;?#32791;低等优点,橡胶粉预售价只为发达国家同类产品的2/3,极具竞争力。
    液氮冷冻法微细橡胶粉生产系统不仅有利于环境保护,还可节省大量外汇,所以其经济和社会效益巨大。
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