氦氣與氬氣：工業(yè)舞臺(tái)上的 “隱形主角”

     在工業(yè)領(lǐng)域，有兩種氣體雖然看似低調(diào)，卻在眾多關(guān)鍵環(huán)節(jié)發(fā)揮著不可替代的作用，它們就是氦氣與氬氣。

     先來(lái)說(shuō)說(shuō)氦氣，這種密度極低、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的惰性氣體，堪稱醫(yī)療成像領(lǐng)域的 “幕后英雄”。在核磁共振成像（MRI）設(shè)備中，液氦承擔(dān)著冷卻超導(dǎo)線圈的重任，使其能夠在接近..零度的環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，從而為醫(yī)生提供高分辨率的人體內(nèi)部圖像，幫助無(wú)數(shù)患者得到..診斷 。在航空航天領(lǐng)域，氦氣同樣不可或缺?；鸺l(fā)射時(shí)，它用于推進(jìn)劑的輸送和加壓，保障火箭的穩(wěn)定升空；衛(wèi)星在太空中運(yùn)行時(shí)，氦氣幫助調(diào)節(jié)衛(wèi)星的溫度，..電子設(shè)備在極端環(huán)境下正常工作。

      再看氬氣，作為一種無(wú)色無(wú)味的惰性氣體，在金屬加工行業(yè)中是當(dāng)之無(wú)愧的 “保護(hù)神”。在焊接過(guò)程中，氬氣能夠在焊縫周圍形成一層隔絕空氣的屏障，有效防止金屬氧化，顯著提升焊接質(zhì)量，讓各種金屬結(jié)構(gòu)更加牢固可靠。在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，氬氣的作用也不容小覷。光刻環(huán)節(jié)中，高純度氬氣用于清洗和干燥芯片表面，..芯片制造的高精度和穩(wěn)定性；在蝕刻和沉積過(guò)程中，氬氣電離形成等離子體，參與化學(xué)反應(yīng)，助力制造出更小尺寸、更高性能的芯片。

      然而，這兩種珍貴氣體的資源并非取之不盡、用之不竭。氦氣在地球上的儲(chǔ)量極其有限，主要依賴于天然氣中提取，且提取過(guò)程復(fù)雜，成本高昂。氬氣雖然在空氣中含量相對(duì)較多（約占空氣體積的 0.934%），但從空氣中分離提純氬氣也需要消耗大量的能源和資源。隨著..工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)氦氣和氬氣的需求與日俱增，供需矛盾日益凸顯。因此，氦氣與氬氣的回收利用顯得尤為重要，它不僅能夠..資源短缺的壓力，還能降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，減少對(duì)環(huán)境的影響。

氦氣回收：稀缺資源的救贖之路

（一）氦氣的稀缺困境

      氦氣，這種在地球上儲(chǔ)量極為稀少的珍貴氣體，正面臨著嚴(yán)峻的稀缺困境。它在地球地殼中的含量?jī)H為百萬(wàn)分之五左右，宛如滄海一粟 ，主要蘊(yùn)藏于天然氣田之中，但含量極低，一般僅在 0.05% - 0.3% 之間，這使得從天然氣中提取氦氣的難度極大。而且，地球上的氦氣大多是由放射性元素衰變產(chǎn)生，生成過(guò)程極為緩慢，屬于不可再生資源。隨著..科技的飛速發(fā)展，氦氣在醫(yī)療、航空航天、半導(dǎo)體等眾多關(guān)鍵領(lǐng)域的需求呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，而其供應(yīng)卻嚴(yán)重不足，導(dǎo)致..范圍內(nèi)多次出現(xiàn) “氦氣荒”。例如，在 2022 年，受..形勢(shì)和供應(yīng)渠道變化影響，我國(guó)氦氣進(jìn)口受阻，市場(chǎng)價(jià)格一度飆升至 420 - 460 元 / 立方米，漲幅超 300%，眾多依賴氦氣的企業(yè)生產(chǎn)陷入困境，對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展造成了嚴(yán)重沖擊。

（二）氦氣回收的多重效益

     面對(duì)氦氣的稀缺，回收氦氣成為了..資源緊張的關(guān)鍵舉措，它能帶來(lái)顯著的多重效益。從成本角度來(lái)看，回收氦氣可以大幅降低企業(yè)的用氣成本。以某科研機(jī)構(gòu)為例，其在未開展氦氣回收前，每年購(gòu)買氦氣的費(fèi)用高達(dá)數(shù)百萬(wàn)元，而引入氦氣回收系統(tǒng)后，每年可節(jié)省約 40% 的氦氣采購(gòu)成本，大大..了運(yùn)營(yíng)負(fù)擔(dān)。在減少進(jìn)口依賴方面，回收氦氣也發(fā)揮著重要作用。我國(guó)作為氦氣需求大國(guó)，95% 以上的氦氣依賴進(jìn)口，這使得我國(guó)氦氣供應(yīng)極易受到..市場(chǎng)波動(dòng)的影響。通過(guò)積極開展氦氣回收工作，我國(guó)可以逐步提高氦氣的自給率，增強(qiáng)供應(yīng)的穩(wěn)定性和安全性。從環(huán)境保護(hù)層面而言，回收氦氣能夠減少氦氣的排放，降低對(duì)環(huán)境的潛在影響，同時(shí)也有助于推動(dòng)資源的循環(huán)利用，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。

（三）氦氣回收技術(shù)大揭秘

     目前，常見的氦氣回收技術(shù)主要有物理吸附、冷凝回收、膜分離等。物理吸附技術(shù)是利用吸附劑對(duì)不同氣體分子的吸附能力差異，在低溫條件下，將氦氣從混合氣體中吸附分離出來(lái)。例如，使用活性炭、分子篩等吸附劑，在低溫高壓環(huán)境下，這些吸附劑能夠優(yōu)先吸附雜質(zhì)氣體，從而使氦氣得以分離。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，缺點(diǎn)是吸附容量有限，需要頻繁更換吸附劑。冷凝回收技術(shù)則是利用氦氣極低的沸點(diǎn)（ - 268.9℃），通過(guò)將混合氣體逐步冷卻，使其他雜質(zhì)氣體先冷凝成液體，而氦氣仍保持氣態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)分離提純。這種技術(shù)能夠獲得高純度的氦氣，但能耗較高，設(shè)備成本也相對(duì)較高。膜分離技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展迅速的一種新型回收技術(shù)，它基于不同氣體分子在高分子聚合物薄膜中的溶解擴(kuò)散速率差異，當(dāng)混合氣體通過(guò)薄膜時(shí)，氦氣等小分子氣體能夠快速滲透通過(guò)，而大分子雜質(zhì)氣體則被截留，從而實(shí)現(xiàn)氦氣的分離。該技術(shù)具有能耗低、設(shè)備緊湊、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但膜材料的成本較高，且膜的使用壽命和選擇性還有待進(jìn)一步提高。在實(shí)際應(yīng)用中，企業(yè)通常會(huì)根據(jù)自身的需求和工況，選擇合適的回收技術(shù)或多種技術(shù)組合使用，以達(dá)到..的回收效果 。

氬氣回收：降本增效的綠色法寶

（一）氬氣在工業(yè)中的高消耗現(xiàn)狀

     氬氣，作為一種在工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的惰性氣體，其消耗量正隨著各行業(yè)的發(fā)展而急劇攀升。在金屬加工行業(yè)，氬弧焊、等離子切割等工藝都離不開氬氣的保護(hù)。以一家中等規(guī)模的金屬加工企業(yè)為例，其每月僅氬氣的使用量就高達(dá) 500 瓶左右，年消耗成本超過(guò) 30 萬(wàn)元。在 3D 打印領(lǐng)域，尤其是金屬 3D 打印，氬氣用于保護(hù)打印過(guò)程中的金屬粉末和熔池，防止氧化和污染，..打印質(zhì)量。隨著 3D 打印技術(shù)在航空航天、醫(yī)療等高端領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，對(duì)氬氣的需求也水漲船高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn) 1 噸金屬 3D 打印粉末，大約需要消耗 500 - 800 立方米的氬氣。在光伏產(chǎn)業(yè)，氬氣在單晶硅、多晶硅的生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，用于保護(hù)硅材料在高溫下不被氧化。據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，每生產(chǎn) 1GW 單晶硅需要耗氬 1 萬(wàn)噸左右，每生產(chǎn) 1GW 多晶硅需要耗氬 0.5 萬(wàn)噸 。如此高的消耗，不僅給企業(yè)帶來(lái)了沉重的成本負(fù)擔(dān)，也對(duì)資源的可持續(xù)供應(yīng)提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。同時(shí)，大量氬氣的排放，雖然氬氣本身對(duì)環(huán)境無(wú)害，但從資源利用角度來(lái)看，也是一種極大的浪費(fèi)，與可持續(xù)發(fā)展的理念背道而馳。

（二）氬氣回收帶來(lái)的企業(yè)變革

     氬氣回收，為企業(yè)帶來(lái)了全方位的積極變革，成為企業(yè)降本增效、綠色發(fā)展的有力武器。從成本控制角度來(lái)看，氬氣回收能顯著降低企業(yè)的用氣成本。某金屬 3D 打印企業(yè)在引入氬氣回收設(shè)備后，氬氣的采購(gòu)成本降低了約 40%，每年節(jié)省費(fèi)用超過(guò) 100 萬(wàn)元。這使得企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，擁有更大的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，能夠以更具競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格提供產(chǎn)品和服務(wù)。在生產(chǎn)效率方面，穩(wěn)定的氬氣回收供應(yīng)減少了因氬氣不足導(dǎo)致的停機(jī)時(shí)間，提高了生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。以某焊接企業(yè)為例，回收系統(tǒng)投入使用后，生產(chǎn)效率提升了 15% 左右，產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到了顯著提升。隨著環(huán)保政策的日益嚴(yán)格，企業(yè)面臨著巨大的環(huán)保壓力。氬氣回收符合環(huán)保政策要求，減少了資源浪費(fèi)和排放，幫助企業(yè)避免了因環(huán)保不達(dá)標(biāo)而面臨的罰款和停產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。積極開展氬氣回收的企業(yè)，展現(xiàn)出了良好的社會(huì)責(zé)任形象，更容易獲得客戶、合作伙伴和社會(huì)的認(rèn)可與信任，為企業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（三）創(chuàng)新的氬氣回收技術(shù)與設(shè)備

      近年來(lái)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，涌現(xiàn)出了許多創(chuàng)新的氬氣回收技術(shù)與設(shè)備，為氬氣回收事業(yè)注入了強(qiáng)大動(dòng)力。其中，智能撬裝式氬氣回收裝備備受關(guān)注。以陜西迪凱機(jī)電研發(fā)的第四代智能撬裝式氬氣回收裝備為例，它由爐口撬架、回收撬架和外置設(shè)備三部分組成 。爐口撬架作為前端部分，主要負(fù)責(zé)降溫、除塵和氣體遠(yuǎn)端輸送；回收撬架是核心部分，承擔(dān)著回收、循環(huán)、過(guò)濾、補(bǔ)氣、增壓等關(guān)鍵任務(wù)；外置設(shè)備則負(fù)責(zé)過(guò)濾、循環(huán)、監(jiān)測(cè)和儲(chǔ)氣等末端工作。該裝備采用..的無(wú)油回收技術(shù)，氬氣回收率高達(dá) 95% 以上，..了..的資源回收利用。其智能化、模塊化設(shè)計(jì)，使其能夠根據(jù)不同企業(yè)的需求進(jìn)行靈活配置和快速安裝。占地面積不超過(guò) 40 平米，適用于各種場(chǎng)地條件；3 個(gè)月內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)交貨，大大縮短了項(xiàng)目實(shí)施周期；大保養(yǎng)周期長(zhǎng)達(dá) 6000h，設(shè)備可靠性高，可滿足 24h×365 天連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)計(jì)使用壽命 10 年以上，有效降低了企業(yè)的設(shè)備維護(hù)成本。該裝備還實(shí)現(xiàn)了明顯的降噪效果，產(chǎn)品零部件國(guó)產(chǎn)化率已經(jīng)達(dá)到 98% 以上，擺脫了對(duì)進(jìn)口零部件的依賴，進(jìn)一步降低了成本。目前，這款智能撬裝式氬氣回收裝備已在多家 3D 打印制粉企業(yè)、金屬加工企業(yè)等得到應(yīng)用。某 3D 打印制粉企業(yè)使用后，不僅氬氣成本大幅降低，而且產(chǎn)品的含氧量得到有效控制，質(zhì)量顯著提升，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出 。

氦氣與氬氣回收的市場(chǎng)展望

（一）市場(chǎng)規(guī)模的蓬勃發(fā)展

      隨著..工業(yè)化進(jìn)程的加速以及環(huán)保意識(shí)的不斷提高，氣體回收器市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)出迅猛的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)氣體回收器 行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析與投資前景研究報(bào)告（2025 - 2032 年）》顯示，2019 年我國(guó)氣體回收器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為 44.42 億元，到 2023 年已攀升至 69.07 億元 ，2024 年上半年更是達(dá)到 38.89 億元。預(yù)計(jì)到 2024 年，市場(chǎng)規(guī)模有望突破 76.82 億元，其增長(zhǎng)曲線一路上揚(yáng)，彰顯出強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿Γㄅ鋱D 1 張：2019 - 2024 年中國(guó)氣體回收器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)柱狀圖，數(shù)據(jù)來(lái)源：觀知海內(nèi)信咨詢）。

     在氣體回收器市場(chǎng)中，氦氣與氬氣回收市場(chǎng)作為重要的細(xì)分領(lǐng)域，同樣展現(xiàn)出巨大的增長(zhǎng)潛力。氦氣回收市場(chǎng)，隨著其在半導(dǎo)體、醫(yī)療等關(guān)鍵領(lǐng)域需求的持續(xù)增長(zhǎng)，以及氦氣資源稀缺性的日益凸顯，回收氦氣的市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大。預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年，..氦氣回收裝置市場(chǎng)規(guī)模將以較高的年復(fù)合增長(zhǎng)率持續(xù)增長(zhǎng)。中國(guó)作為氦氣需求大國(guó)，氦氣回收市場(chǎng)前景廣闊，國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)加大研發(fā)投入，不斷提升氦氣回收技術(shù)水平，市場(chǎng)規(guī)模有望實(shí)現(xiàn)快速擴(kuò)張。

      氬氣回收市場(chǎng)也呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。在金屬加工、3D 打印、光伏等行業(yè)，氬氣的大量使用促使企業(yè)積極尋求氬氣回收解決方案，以降低生產(chǎn)成本、提高資源利用率。以 3D 打印行業(yè)為例，隨著該行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)氬氣的需求急劇增加，氬氣回收市場(chǎng)迎來(lái)了重要發(fā)展機(jī)遇。越來(lái)越多的 3D 打印企業(yè)開始引入..的氬氣回收設(shè)備，推動(dòng)了氬氣回收市場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大。

（二）政策支持與市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)

     國(guó)家對(duì)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的政策支持，為氦氣與氬氣回收行業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的政策保障。近年來(lái)，我國(guó)政府及相關(guān)部門出臺(tái)了一系列政策促進(jìn)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展，如《關(guān)于加快經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展..綠色轉(zhuǎn)型的意見》《2024—2025 年節(jié)能降碳行動(dòng)方案》等。在這些政策中，明確提出鼓勵(lì)企業(yè)開展資源循環(huán)利用，加大對(duì)氣體回收技術(shù)研發(fā)和設(shè)備制造的支持力度 。政府還通過(guò)稅收優(yōu)惠、資金補(bǔ)貼等措施，降低企業(yè)開展氦氣與氬氣回收的成本，提高企業(yè)的積極性。例如，對(duì)購(gòu)置氦氣與氬氣回收設(shè)備的企業(yè)給予一定比例的稅收減免，對(duì)在氣體回收領(lǐng)域取得重大技術(shù)突破的企業(yè)提供專項(xiàng)研發(fā)資金補(bǔ)貼等。

     市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)是氦氣與氬氣回收行業(yè)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。隨著..工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)氦氣與氬氣的需求持續(xù)攀升，而資源的稀缺性使得企業(yè)對(duì)氣體回收的需求日益迫切。在半導(dǎo)體制造行業(yè)，隨著芯片制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)氦氣和氬氣的純度要求越來(lái)越高，同時(shí)為了降低生產(chǎn)成本，企業(yè)紛紛加大對(duì)氦氣與氬氣回收的投入。在醫(yī)療領(lǐng)域，核磁共振成像設(shè)備對(duì)氦氣的需求量巨大，氦氣回收能夠有效降低醫(yī)療成本，提高醫(yī)療服務(wù)的可及性，市場(chǎng)需求十分旺盛。

     技術(shù)創(chuàng)新也為氦氣與氬氣回收行業(yè)的發(fā)展注入了強(qiáng)大動(dòng)力。新型吸附材料、膜分離材料的不斷涌現(xiàn)，以及智能化、數(shù)字化技術(shù)在氣體回收設(shè)備中的應(yīng)用，大大提高了氦氣與氬氣的回收效率和純度，降低了回收成本。例如，某科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種新型高性能吸附材料，能夠在更低的溫度和壓力下實(shí)現(xiàn)對(duì)氦氣的..吸附分離，使氦氣回收效率提高了 20% 以上；某企業(yè)推出的智能化氬氣回收設(shè)備，通過(guò)引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和數(shù)據(jù)分析算法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)氬氣回收過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和..控制，不僅提高了回收效率，還降低了設(shè)備的能耗和維護(hù)成本。這些技術(shù)創(chuàng)新成果的應(yīng)用，推動(dòng)了氦氣與氬氣回收行業(yè)向更加..、智能、綠色的方向發(fā)展 。

開啟氦氣與氬氣回收新征程

     氦氣與氬氣回收，是一場(chǎng)關(guān)乎資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的深刻變革，它正以前所未有的力量，重塑著工業(yè)發(fā)展的格局。

     從資源層面來(lái)看，氦氣與氬氣回收是對(duì)珍貴資源的珍視與守護(hù)。氦氣作為一種稀缺資源，其儲(chǔ)量有限，回收氦氣能夠延長(zhǎng)資源的使用壽命，保障關(guān)鍵領(lǐng)域的穩(wěn)定供應(yīng)，為科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供堅(jiān)實(shí)的資源支撐。氬氣雖然在空氣中有一定含量，但分離提純能耗大，回收氬氣可有效減少對(duì)原生資源的依賴，實(shí)現(xiàn)資源的..循環(huán)利用。

     在環(huán)保方面，回收氦氣與氬氣是踐行綠色發(fā)展理念的生動(dòng)實(shí)踐。減少這些氣體的排放，不僅降低了對(duì)環(huán)境的潛在影響，還能推動(dòng)整個(gè)工業(yè)體系向更加環(huán)保、可持續(xù)的方向發(fā)展，為建設(shè)美麗家園貢獻(xiàn)力量。

     經(jīng)濟(jì)上，氦氣與氬氣回收為企業(yè)開辟了降本增效的新路徑。通過(guò)回收再利用，企業(yè)能夠降低用氣成本，提高生產(chǎn)效率，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。

     如今，氦氣與氬氣回收技術(shù)正不斷突破創(chuàng)新，市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，政策支持力度日益增強(qiáng)。我們堅(jiān)信，在各方的共同努力下，氦氣與氬氣回收事業(yè)必將迎來(lái)更加輝煌的明天。讓我們攜手共進(jìn)，積極投身于氦氣與氬氣回收的偉大事業(yè)中，為工業(yè)的綠色發(fā)展注入新動(dòng)力，為子孫后代創(chuàng)造一個(gè)更加美好的未來(lái)！