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分子篩吸附劑市場(chǎng)穩(wěn)步增長(zhǎng),新興領(lǐng)域市場(chǎng)空間大

A 型和 X 型分子篩為常見的分子篩吸附劑型號(hào),主要包括 3A、4A、5A、10X、13X 五種類型。分子篩的基本結(jié)構(gòu)單 元是硅氧四面體和鋁氧四面體,硅(鋁)四面體通過氧橋連接成環(huán),環(huán)通過氧橋連接成三維空間的多面體(籠),籠 通過氧橋連接成分子篩,硅(鋁)氧三維骨架結(jié)構(gòu)具有大量的孔隙(晶穴、晶孔、孔道),可以容納金屬陽離

分子篩吸附劑市場(chǎng)穩(wěn)步增長(zhǎng),新興領(lǐng)域市場(chǎng)空間大

A 型和 X 型分子篩為常見的分子篩吸附劑型號(hào),主要包括 3A、4A、5A、10X、13X 五種類型。分子篩的基本結(jié)構(gòu)單 元是硅氧四面體和鋁氧四面體,硅(鋁)四面體通過氧橋連接成環(huán),環(huán)通過氧橋連接成三維空間的多面體(籠),籠 通過氧橋連接成分子篩,硅(鋁)氧三維骨架結(jié)構(gòu)具有大量的孔隙(晶穴、晶孔、孔道),可以容納金屬陽離

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A 型和 X 型分子篩為常見的分子篩吸附劑型號(hào),主要包括 3A、4A、5A、10X、13X 五種類型。分子篩的基本結(jié)構(gòu)單 元是硅氧四面體和鋁氧四面體,硅(鋁)四面體通過氧橋連接成環(huán),環(huán)通過氧橋連接成三維空間的多面體(籠),籠 通過氧橋連接成分子篩,硅(鋁)氧三維骨架結(jié)構(gòu)具有大量的孔隙(晶穴、晶孔、孔道),可以容納金屬陽離子和水 分子。A 型分子篩是由 LTA 型的骨架結(jié)構(gòu)組成的,主晶孔是八元環(huán)結(jié)構(gòu)。X 型分子篩由 FAU 型的骨架結(jié)構(gòu)組成,主 晶孔為十二元環(huán)結(jié)構(gòu)。每種分子篩都有其特定的性質(zhì)和應(yīng)用,并且都保留了吸附水的極性偏好,適用于化工、電子、 石化、天然氣等行業(yè),不同的孔徑?jīng)Q定了它可以吸附什么樣的分子。


全球分子篩吸附劑市場(chǎng)主要被國(guó)外企業(yè)占據(jù),國(guó)內(nèi)企業(yè)市場(chǎng)占比將穩(wěn)步提升。國(guó)外主要的分子篩吸附劑廠商有 UOP、阿科瑪、東曹、格雷斯、ZEO 化學(xué)等,2018 年全球 CR 5 占比超過 60%,國(guó)內(nèi)主要分子篩吸附劑生產(chǎn)企業(yè)有建龍微 納、上海恒業(yè)與大連海鑫等。國(guó)內(nèi)分子篩吸附劑市場(chǎng)參與者大部分是民營(yíng)企業(yè)且規(guī)模較小,隨著近三年建龍微納的快 速崛起,國(guó)內(nèi)企業(yè)分子篩吸附劑全球市占率將不斷提升。2018 年全球分子篩吸附劑消費(fèi)量為 33.5 萬噸,預(yù)計(jì) 2023 年 達(dá)到 43.7 萬噸,年均復(fù)合增長(zhǎng) 5.01%,下游應(yīng)用主要包括煉油、空氣分離、石化、制冷劑、天然氣等,其中煉油為 分子篩吸附劑主要應(yīng)用領(lǐng)域占比 29%;其次是空氣分離領(lǐng)域占比 17%。2021 年全球分子篩吸 附劑傳統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模約 12.6 億美元,預(yù)計(jì) 2028 年將達(dá)到 17.1 億美元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率為 4.5%。(報(bào)告來源:未來智庫)


分子篩是空分設(shè)備不可或缺的基礎(chǔ)耗材,其質(zhì)量對(duì)設(shè)備運(yùn)行安全和生產(chǎn)效率至關(guān)重要。以氧氣為代表的工業(yè)氣體是“工 業(yè)的血液”,工業(yè)氣體制備的本質(zhì)是將氧氣、氮?dú)狻錃獾饶繕?biāo)氣體進(jìn)行分離提純,核心是氣體分離設(shè)備和分子篩等 吸附劑。工業(yè)制氧主要有深冷空分和變壓吸附制氧兩種途徑,分子篩是其中不可缺少的基礎(chǔ)耗材,其質(zhì)量對(duì)空分設(shè)備 的運(yùn)行安全和生產(chǎn)效率至關(guān)重要。



(1)深冷空分分子篩純化系統(tǒng):在深冷空分設(shè)備中,分子篩純化系統(tǒng)的作用就是清除空氣中所含的水分、乙炔、二 氧化碳、烯烴等雜質(zhì),防止這些雜質(zhì)隨空氣進(jìn)入低溫?fù)Q熱器、透平膨脹機(jī)或精餾塔等設(shè)備造成凍堵,從而保證空分設(shè) 備長(zhǎng)期安全運(yùn)行。一般利用活性氧化鋁對(duì)空氣中飽和水吸附容量大的特點(diǎn),初步吸附水分,再利用分子篩進(jìn)行深度吸 附,使處理后的空氣干燥到需要的露點(diǎn)。目前常用的分子篩吸附劑為 13X 型分子篩及其改性產(chǎn)品。



(2)變壓吸附分子篩純化系統(tǒng):變壓吸附空分系統(tǒng)應(yīng)用于分離空氣,可直接制取富氧、富氮?dú)怏w。變壓吸附的機(jī)理 是: 利用沸石分子篩對(duì)氮?dú)獾奈接H和力來吸附氮?dú)夂椭迫⊙鯕猓焕醚鯕庠谔挤肿雍Y微孔系統(tǒng)狹窄空隙中的擴(kuò)散速 度大于氮?dú)獾臄U(kuò)散速度,在遠(yuǎn)離平衡條件下分離氧氣和制取氮?dú)狻MǔW儔何竭^程在常溫下進(jìn)行,工藝上有加壓吸 附、常壓解吸;常壓吸附、真空解吸。目前常用的變壓吸附富氧分子篩吸附劑主要為 5 A 型分子篩和 13X 型分子篩 以及兩者的改性產(chǎn)品,市場(chǎng)上常見的有工業(yè)級(jí) PSA 制氧專用分子篩、VPSA 制氧專用分子篩及家用制氧分子篩等。



空分設(shè)備將帶動(dòng)分子篩吸附劑需求持續(xù)增長(zhǎng),工業(yè)制氧分子篩存量及增量市場(chǎng)空間大。2021 年中國(guó)空分設(shè)備市場(chǎng)規(guī) 模達(dá) 272.48 億元,同比增長(zhǎng) 24.4%,空分設(shè)備銷量持續(xù)增長(zhǎng),2021 年中國(guó)空分設(shè)備(折合制氧總?cè)萘浚╀N量達(dá) 483.8 萬 m3/h,空分設(shè)備銷量 350 套,同比增長(zhǎng) 19.86%,隨著空分設(shè)備銷量持續(xù)增長(zhǎng),將帶動(dòng)分子篩吸附劑市場(chǎng)需求持 續(xù)增長(zhǎng)。2020 年我國(guó)化工和冶金深冷空分設(shè)備制氧能力 3725 萬 Nm3 /h,假設(shè)以每萬 Nm3 /h 裝填 20 噸分子篩、每 5年更換一次來推算,對(duì)應(yīng)存量市場(chǎng)分子篩需求 1.49 萬噸;按照每年新增深冷空分設(shè)備制氧能力 480 萬 Nm3 /h 計(jì)算, 對(duì)應(yīng)分子篩需求 0.96 萬噸,因此我國(guó)深冷制氧每年分子篩需求量約 2.45 萬噸。


醫(yī)療保健制氧領(lǐng)域分子篩需求爆發(fā)力強(qiáng)和未來增長(zhǎng)潛力大。醫(yī)療保健制氧主要面向醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)集中供氧和家用制氧 兩個(gè)市場(chǎng)。分子篩醫(yī)用制氧機(jī)較傳統(tǒng)的鋼瓶氧以及液態(tài)氧,具有安全性高、制氧效率高、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高等優(yōu)勢(shì),其在新 冠肺炎疫情影響下加速普及,彌補(bǔ)了鋼瓶氧和液氧氧源的不足,未來醫(yī)院集中供氧將打開醫(yī)用制氧分子篩需求空間。 2021 年我國(guó)制氧機(jī)產(chǎn)量 350 萬臺(tái),同比增長(zhǎng) 66.67%,由于國(guó)外疫情反復(fù),出口量大幅增長(zhǎng)。家庭保健類制氧機(jī)具 備即制即用、新鮮自然、制取氧氣濃度達(dá)到 90%以上的優(yōu)點(diǎn)。未來伴隨人口老齡化、人們健康意識(shí)和消費(fèi)能力的提 升,分子篩制氧機(jī)可以為龐大的老年人群、高強(qiáng)度腦力勞動(dòng)人群、高原人群、慢阻肺等患者用氧提供更好的保障支持。



受益于氫能源行業(yè)發(fā)展,制氫系列分子篩市場(chǎng)空間廣闊。全球紛紛將氫能視為未來新能源戰(zhàn)略發(fā)展方向,制氫系列分 子篩在目前高效、低成本從工業(yè)馳放氣中回收、提純高純度氫氣中具有顯著優(yōu)勢(shì),也有利于幫助設(shè)備使用單位綜合資 源化利用,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo),對(duì)氫能源戰(zhàn)略、燃料電池新能源汽車等清潔能源戰(zhàn)略具有重要意義。目前我國(guó)已是世 界上最大的制氫國(guó),2021 年國(guó)內(nèi)氫氣產(chǎn)能約為 4000 萬噸/年,產(chǎn)量約為 3300 萬噸/年,為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo),到 2060 年我國(guó)氫氣年需求量將增加至 1.3 億噸左右,在我國(guó)終端能源體系中占比達(dá)到 20%。


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