氦气是一种稀有气体，虽然在空气中只有5.2%，但并不影响氦气在生活中及工业中的利用和其重要性

氦气市场概况

美国的氦气资源丰富。是世界上主要的氦气生产和消费国家。其次是:俄罗斯、波兰、阿尔及利亚。在最近20年内,全球氦气市场年增长率约为9.3%。1990年,全球氦消费量8778万m3,其中美国为6144万m3。

消费分配为:研究开发和超导29%,核磁共振装置18%,焊接14%,联邦政府使用19%〔2〕。1995年,全世界生产了约1.43亿m3的A级氦,其中美国占1.14亿m3。在世界其它国家生产的0.29亿m3A级氦中,大部分为俄罗斯和波兰生产,其余为中国、印度等国生产。1995年,美国在其国内和国际市场上共销售A级氦(氦纯度为99.995%以上)0.96亿m3,其中美国矿物局和美国私有制氦商在美国市场上销售了0.684亿m3,由美国私有制氦商在国际市场上销售了0.277亿m3。1995年比1994年氦气的销量(1.006亿m3)降低了4.3%。美国的氦气消费分配为:低温加工业0.164亿m3(占24%);加压吹除0.13亿m3(19%);焊接0.137亿m3(20%);受控气氛0.075亿m3(11%);潜水呼吸混合气0.021亿m3(3%);检漏0.034亿m3(5%);其它0.123亿m3(18%)。

氦气及液氦的利用

氦气是最主要的工业气体品种之一,应用领域广泛。在半导体工业中,高纯氦气用作生长锗和硅晶体的保护气。某些混合气的底气、清洗、屏蔽和加压系统的惰性气体;气相色谱载气;在生产象钛和锆那样的活性金属时用作保护气;电弧焊接的保护气;在原子能反应堆中作为气体的冷却介质;充氦飞船,美国海军司令部和空军司令部正在研究用装有预警系统的飞船来探测低空飞行的导弹;美国毒品管理局在美国南部边境地区设置了6只系留雷达的小型飞艇,用于探查毒品走私的情况;美国边防巡逻站计划利用小型飞艇来探查非法入境的外国人。美国航空和航天局正在利用充氦气球来采集南极洲上空的空气样品,以研究臭氧层遭到破坏的各种原因。

       充填于在寒冷气候中使用的荧光灯管;充填中子和气体温度计;设备、管路等的氦质谱检漏;与氧气混合用于医疗;在航天技术上,液氢加注系统的真空管路、贮槽、槽车以及火箭贮箱中的空气必须首先用高纯氮气置换,合格后用高纯氦气置换,分析合格后用高纯氦密封;还可用作卫星和火箭的挤压气源及姿态控制发动机用气源。液氦主要用于超导技术和磁共振成像(MRI)。超导粒子加速器要用液氦来冷却超导磁体。美国阿贡(Argonne)国家实验室正在研究用于军事和商业目的的磁流体推进系统,这种动力推进系统不使用运动部件。MRI在医疗上的应用价值很高,日本于1995年安装了278套超导MRI,过去单机液氦年用量约400L。超导磁体电储存系统能储存平时过多的电力,需要时可以为高峰用电提供电力。液氦在低温技术,同步加速器和回转加速器的研究与开发中应用前景广阔。

工业气体被喻为工业的“血液”。随着中国经济的快速发展，工业气体作为国民经济基础工业要素之一，在国民经济中的重要地位和作用日益凸显。

2000年后，国内工业气体行业进入快速发展阶段，2006-2007年，行业总产值增长率均为10%以上，2011年行业总产值近700亿元。

我国工业气体市场空间广阔，众多领域进入快速增长阶段。工业气体行业下游应用领域不断扩展，2002-2012年，能源，环保，医疗的需求增长速度超过了传统的钢铁有色，再加上新型煤化工，尤其是煤制天然气大发展、

节能减排要求降低能耗以及国三国四标准要求降低汽柴油含硫量将在“十二五”期间加快工业气体的需求增速。

未来5年，我国工业气体市场将保持至少11%的增长率，到2016年达到1200亿元以上的销售额。工业气体市场的外包份额将从2008年的42%进一步提高到2015年的50%。

中国经济基本都保持着两位数的增长，即便受到国际金融危机的影响，2009年GDP也能保持8%以上的增长，2011年也达到9%以上。经济的增长会带来很多好处：首先，经济的发展给企业带来了蓬勃发展的机会，企业便会创造更多的利润，使企业有能力进行投资；其次，经济的快速发展必然带动相关产业的投资。经济的发展更使气体产业受益匪浅，气体相关产业扩大投资，必然要增加对气体的需求。所以说经济快速增长时期，也是进行气体投资的最好时机。

随着中国经济的快速发展，作为国民经济基础工业要素之一的工业气体行业，在国民经济中的重要地位和作用日益凸显。2000年后，工业气体行业进入快速发展阶段，庞大的市场需求为中国气体行业带来广阔的发展空间，

未来我国工业气体行业将继续保持快速发展趋势。预计未来5年期间，中国工业气体市场将保持至少11%的增长率，工业气体的应用领域十分广泛，传统行业主要为钢铁、化工，新兴的应用领域包括金属加工、煤化工、玻璃、电力、电子、医疗、公路养护、食品饮料等各行各业。2008年，钢铁、化工两个行业的占比为57%，有色以及其他行业对氧气的应用相对分散，总共占比为43%。到2015年，钢铁、化工两个行业的占比将下降到47%，而其他行业上升到53%。

压缩机A将吸入的空气压缩，压缩产生的热被冷却器B中的水带走，再经过热交换器E1与返回的低压气体进行热交换，经风冷却后的压缩气体分成两路：一路进入膨胀机C进行膨胀，同时对外做功，在这过程中，消耗了空气的大量内能，温度降低；膨胀后的气体进入热交换器E2的低压侧，与其中的高压侧的压缩气体进行热交换后，通过E2返回压缩机的吸气口。另一路进入热交换器E2、E3，与返回的低压气体进行热交换，降低温度，再经过节流阀Z进行节流膨胀，温度降低到78．8K，于是有一部分气体被液化，成为液态空气D。没被液化的气体依次返回E3、E2、E1，与进来的高压气体进行热交换，最后返回压缩机的吸气口。

成分

液态空气在液化过程中，二氧化碳已被清除，微量稀有气体正常沸点低的亦不存在，所以液态空气是由氮78%，氧21%，氩1%组成。由于液态空气中约含有1/5液氧，因此使用不安全；更由于液态空气组份正常沸点的不同，于是蒸发出的比例不同，所以液态空气组份比例经常变，沸点也就在变，不稳定。因此，液态空气不能当低温源用于精密科学实验中。

用途

(1)可当冷剂。因为液态空气在常温、常压下易汽化而吸热。

(2)工业上主要可分馏出氮气、氧气、惰性气体

人们液化空气的主要目的在于制取液氮、液氧及提取稀有气体。制取的基本原理是利用液态空气组份沸点的不同（氮：77K氧90．2K）而在分镏塔中进行分离而得到。

氮可以用来制氨，氨是重要的化学原料。氮化学性质不活泼，液氮可作低温源，尤其高温超导体发现以后的今天，显得更为重要。除此之外，液氮在医学上也有很重要的应用。

氧可以广泛地应用在高温冶炼、高温焊接、高温切割及医疗方面。氩是惰性气体，可以充入白炽灯泡和其他电光源。