氙、氪稀有氣體,在空氣中的含量不足百萬分之一。一瓶40升高純氙氣價格比一輛小汽車還貴,堪稱“氣體黃金”。
稀有氣體主要包括氦、氖、氬、氪、氙五種,占空氣體積的0.94%,其中大部分是氬氣,其他氣體含量極少,如氙氣的含量僅為百萬分之0.08。
2000年后,工業氣體行業進入快速發展階段,龐大的市場需求為國產高純氙氣及中國氣體行業帶來廣闊的發展空間,未來我國國產高純氙氣將繼續保持快速發展趨勢。預計未來5年期間,中國工業氣體市場將保持至少11%的增長率,工業氣體的應用領域十分廣泛,傳統行業主要為鋼鐵、化工,新興的應用領域包括金屬加工、煤化工、玻璃、電力、電子、醫療、公路養護、食品飲料等各行各業。2008年,鋼鐵、化工兩個行業的占比為57%,有色以及其他行業對氧氣的應用相對分散,總共占比為43%。到2015年,鋼鐵、化工兩個行業的占比將下降到47%,而其他行業上升到53%。
高純氣體及難獲取,常用不同氣體沸點不同的特性,“通過空氣壓縮機加壓,利用氣體膨脹制冷和節流制冷特性,把溫度降至零下172℃至零下192℃之間,使空氣變成液態,再反復冷凝、蒸發,在不同的溫度段,分離出不同的成分。例如,溫度降至-182℃左右時,氧氣就從氣態變成液態,從液空中被分離出來。氪氙等氣體一般都存在于液氧中,需要進一步深冷精餾分離”。
氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣體含量稀少,只有制氧機生產規模足夠大,才有可能提取得到。氣體制備原料雖然是不要錢的空氣,但并非人們想象中的“無本生意”,過程極度耗能。以武鋼氣體生產為例,每年用電高達20多億度,是武鋼旗下頭號“電老虎”, 空氣分離機開一次機,就要花30萬電費。在企業的生產成本中,電費占了近70%,電費每漲1分錢,對我們而言,都要增加幾千萬元成本。 高昂的生產成本,拉高高純氖氣、高純氙氣價格。
由于產量少,稀有氣體在市場上一直很“俏”,高純氖氣、高純氙氣價格也居高不下。
稀有氣體用途廣泛,通電后會發出顏色各異的光,廣泛用于照明,如汽車大燈里含有氙氣,交通指示燈中含有氖氣等。還可用于航天等離子發動機、激光、低溫超導以及核工業等科技前沿領域。