2017年中国工业气体行业的技术水平、经营模式和产业特征分析【图】

    1、行业技术水平

    （ 1）气体分离技术

    气体的分离方法一般包括膜分离法、吸附法、精馏法、高效色谱分离法，其中吸附法和精馏法应用最为广泛。

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    精馏法可分为连续精馏法和间歇精馏法，连续精馏法操作稳定、无须对中间产品储存，并且得到的产品质量好、纯度较高，目前已被广泛应用于深冷空气分离工艺和管道供气的生产工艺。对于部分特殊气体的分离技术主要采用间歇精馏的方式，其主要取决于产品需要存贮以及产品纯度的不同要求。

    吸附法分为变压和变温吸附法，变压吸附分离法在空气分离中应用相当广泛，两种吸附法的比较如下表所示：

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    （ 2）气体提纯技术

    气体纯化技术主要有化学反应法、 选择吸附法、 低温精馏法、 钯膜纯化法等。这些技术方法的应用使得气体纯化纯度由原有的工业级发展到高纯级和电子级水平，满足了高端电子行业的需求。这些气体纯化技术尤其在特种气体开发领域发挥了重要的作用，为研发标准气体和高纯石油化工气体提供了有力的技术支持。而在高效精馏纯化技术上，金宏气体开发出 7N 电子级超纯氨产品打破了国外气体公司对超纯氨的垄断，为提升产业链发展做出了重大的贡献。

    （ 3）气体混配技术

    气体混配技术是指两种或两种以上高纯气体以不同的浓度混合配制而成， 且其中各组分浓度为已知的一种混合气体的生产技术。通过气体混配技术生产的混合气体是一种高度均匀的、稳定的，且组分浓度值高度准确的气体产品。

    我国混合气体在电子、化工、医药、卫生、环保等领域得到广泛的应用。例如激光混合气、焊接混合气、检漏混合气、医疗及生物研究混合气、特殊仪器用混合气、环境检测混合气、食品保鲜混合气、车尾气检测混合气。混合气体还可以被用于手工、机械、半自动及全自动焊接。另外，混合气体还可以被用于气体分析仪器用气、照明灯具的填充气数字显示管等的填充气、深海呼吸用混合气和金属热处理保护气等。

    混合气体配制方法常规分为五种， 分别为重量法、 压力比法、 质量流量比法、静态容量法和渗透管法。其中，前三项应用比较广泛。

    （ 4）容器处理技术

    容器处理是气体提纯过程中一个很重要的步骤。随着气体产品种类的增多，纯度的提高，对包装容器的要求也越来越高。如高纯气体对储存设备内壁光洁度的要求、腐蚀性气体对内壁耐腐蚀性的要求、吸附性气体对内壁防吸附的要求，都是生产该类气体产品所面临的问题。
随着行业的发展，气体产品包装容器的处理技术也得到飞速发展，其种类越来越广泛，如储存设备的高压蒸汽清洗、机械抛光、抛丸研磨、超纯水清洗、加热、分子泵机组负压置换以及容器安定化技术。

    （ 5）气体充装技术

    充装过程是工业气体生产贮存过程中的重要环节。由于工业气体的储存设备属于特种设备，且其具有移动和重复充装的特点，因此更具危险性。因此，气体容器的充装、贮运和使用必须严格按照相关标准规定操作，在使用过程中需定期检验，保证安全。

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    （ 6）气体检测技术

    气体检测技术对气体工业的发展十分重要，随着工业气体应用领域越来越广，需求量越来越大，新兴行业对工业气体纯度的要求也越来越高，对气体中杂质含量的检测分析，也从早期的常量级逐渐发展到 10-6（ ppm）级、 10-9（ ppb）级甚至 10-12（ ppt）级。各级别气体对杂质检测的要求如下：

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    气体检测技术主要是通过检测方法和检测设备对气体的纯度、水分含量、有害杂质组份、金属离子等进行测定，根据气体级别的不同，检测内容和要求也有所不同。

    ①阻容法：主要检测气体湿度。主要是利用高纯铝棒表面氧化成超薄的氧化铝薄膜，在其外表镀一层多空的网状金膜，金膜与铝棒之间形成电容，由于氧化铝薄膜的吸水特性，导致电容值随被检测样气水分的多少而改变，测量该电容值即可得到样气的湿度。

    ②冷镜法：主要检测气体湿度。主要是使样气流经露点冷镜室的冷凝镜，通过等压制冷，使得样气达到饱和结露状态（冷凝镜上有液滴析出），测量冷凝镜此时的温度即是样气的露点。

    ③热导池检测器（ TCD）：主要用于检测气体中的有害杂质。原理是基于不同组分与载气之间有不同的热导系数， 当经色谱柱分离后的组份被载气带入热导池中由于组份和载气的热传导率不同，因而使热敏元件温度发生变化，并导致电阻发生变化，从而导致电桥不平衡，输出电压信号，此信号的大小与被测组份的浓度成函数关系，再由记录仪或色谱数据处理机进行换算并记录。

    ④氢火焰离子化检测器（ FID）：主要用于检测气体中的有害杂质。是利用氢火焰作电离源，使有机物电离，产生微电流而响应的检测器。

    ⑤脉冲放电氦离子化检测器（ PDHID）：主要用于检测气体中的有害杂质。是利用氦气稳定的低功率脉冲放电作电离源，使被测组分电离产生信号。

    ⑥光腔衰荡光谱法：主要用于检测气体中的有害杂质。光腔衰荡光谱技术是近几年迅速发展起来的一种吸收光谱检测技术。技术的光源为脉冲激光器，衰荡腔由两个反射率在 99%以上的反射镜组成，衰荡腔中为被测气体，脉冲激光束入射衰荡腔，并在两个反射镜之间来回反射，衰荡腔外部采用高响应速率的探测器接受随时间变化的输出光强该输出光强与反射镜的透过率、 腔内物质的吸收率以及反射镜的衍射效应等有关。

    ⑦可调二级激光吸收光谱法：主要检测气体湿度。该方法主要是基于对气体分子吸收线的探测，而吸收线的频率及线形是气体分子的固有特性。

    ⑧电感耦合等离子质谱法：主要检测气体中的金属离子。该方法是 20 世纪80 年代发展起来的新的分析测试技术，它以独特的接口技术将高温电离特性与四极杆质谱计的灵敏快速扫描的优点相结合而形成一种新型的元素和同位素分析技术。

    2、行业经营模式

    根据供应模式的不同， 工业气体行业的经营模式可以分为零售制气和现场制气，其中“零售制气”是指专业气体供应商独立生产液态形式的气体产品，通过槽车、气瓶等方式分别向多个客户销售的经营模式。零售制气市场主要是为了满足需求量相对较小或需求量不稳定客户的用气需求。 “现场制气”是指专业气体供应商在客户现场建立空分装置， 直接向单一客户供应或者通过管道向工业园区内的数个客户供应工业气体。

工业气体供气的主要业务模式如下图：

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工业气体外包供气的主要业务模式的对比如下表：

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    3、行业周期性、区域性和季节性

    （ 1）周期性

    工业气体应用于冶金、钢铁、石油、化工、电子、医疗、环保、玻璃、建材、建筑、食品、饮料、机械等众多基础性行业，故其周期性与国民经济整体发展周期一致，受下游单一行业波动影响较小。

    作为工业生产的重要原料， 工业气体零售市场的经营状况与下游行业的景气程度密切相关。钢铁、化工等传统行业，与宏观经济的关联度较高，存在一定的周期性特征；随着新能源、新材料和环保等新兴产业的快速发展，工业气体的应用领域得到了极大拓展，同时食品饮料、医疗卫生等抗周期行业需求不断提升，行业周期性波动进一步弱化。

    现场制气市场的下游客户多为钢铁、冶金和新型煤化工等行业，受宏观经济周期性波动较大。但由于现场制气项目通常与客户签订有最低采购量的购销合同，价格也会根据成本的变化进行调整，供应商的收益能够基本稳定。即使下游客户的生产经营状况受到一定负面影响，气体供应商的业绩也不会受到显著影响。

    （ 2）区域性

    零售市场上工业气体主要以汽车进行运输，受配送半径影响，使得其具有较明显的区域性特征。但随着特种气体应用领域的发展，因其具有高附加值等特点可有效突破运输半径的限制。

    现场制气业务在客户生产厂区附近建设气体工厂向其直接供气， 通常只针对单一的或少数几个客户，没有运输半径的约束，故不存在区域性限制。

    从行业需求角度看， 由于钢铁、 化工、 电子等下游行业客户分布相对不均衡，在中国，长三角、珠三角、京津冀等人口密集，经济发达区域，是本行业较为集中的区域。

    （ 3）季节性

    工业气体的应用领域广泛， 下游客户众多， 本行业不存在明显的季节性特征；但是受天气和假期影响，工业气体下游行业在冬季的开工率普遍较平时低，因此对于产品的需求也有所下降。整体上，行业内销售收入实现较为均衡，季节性因素的影响并不显著。

    相关报告：智研咨询发布的《2017-2022年中国工业气体市场专项调研及投资方向研究报告》