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分子筛吸附剂市场稳步增长,新兴领域市场空间大

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  • 来源:本站
  • 发布时间:2022-06-05
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A 型和 X 型分子筛为常见的分子筛吸附剂型号,主要包括 3A、4A、5A、10X、13X 五种类型。分子筛的基本结构单 元是硅氧四面体和铝氧四面体,硅(铝)四面体通过氧桥连接成环,环通过氧桥连接成三维空间的多面体(笼),笼 通过氧桥连接成分子筛,硅(铝)氧三维骨架结构具有大量的孔隙(晶穴、晶孔、孔道),可以容纳金属阳离

分子筛吸附剂市场稳步增长,新兴领域市场空间大

A 型和 X 型分子筛为常见的分子筛吸附剂型号,主要包括 3A、4A、5A、10X、13X 五种类型。分子筛的基本结构单 元是硅氧四面体和铝氧四面体,硅(铝)四面体通过氧桥连接成环,环通过氧桥连接成三维空间的多面体(笼),笼 通过氧桥连接成分子筛,硅(铝)氧三维骨架结构具有大量的孔隙(晶穴、晶孔、孔道),可以容纳金属阳离

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A 型和 X 型分子筛为常见的分子筛吸附剂型号,主要包括 3A、4A、5A、10X、13X 五种类型。分子筛的基本结构单 元是硅氧四面体和铝氧四面体,硅(铝)四面体通过氧桥连接成环,环通过氧桥连接成三维空间的多面体(笼),笼 通过氧桥连接成分子筛,硅(铝)氧三维骨架结构具有大量的孔隙(晶穴、晶孔、孔道),可以容纳金属阳离子和水 分子。A 型分子筛是由 LTA 型的骨架结构组成的,主晶孔是八元环结构。X 型分子筛由 FAU 型的骨架结构组成,主 晶孔为十二元环结构。每种分子筛都有其特定的性质和应用,并且都保留了吸附水的极性偏好,适用于化工、电子、 石化、天然气等行业,不同的孔径决定了它可以吸附什么样的分子。


全球分子筛吸附剂市场主要被国外企业占据,国内企业市场占比将稳步提升。国外主要的分子筛吸附剂厂商有 UOP、阿科玛、东曹、格雷斯、ZEO 化学等,2018 年全球 CR 5 占比超过 60%,国内主要分子筛吸附剂生产企业有建龙微 纳、上海恒业与大连海鑫等。国内分子筛吸附剂市场参与者大部分是民营企业且规模较小,随着近三年建龙微纳的快 速崛起,国内企业分子筛吸附剂全球市占率将不断提升。2018 年全球分子筛吸附剂消费量为 33.5 万吨,预计 2023 年 达到 43.7 万吨,年均复合增长 5.01%,下游应用主要包括炼油、空气分离、石化、制冷剂、天然气等,其中炼油为 分子筛吸附剂主要应用领域占比 29%;其次是空气分离领域占比 17%。2021 年全球分子筛吸 附剂传统市场规模约 12.6 亿美元,预计 2028 年将达到 17.1 亿美元,年均复合增长率为 4.5%。(报告来源:未来智库)


分子筛是空分设备不可或缺的基础耗材,其质量对设备运行安全和生产效率至关重要。以氧气为代表的工业气体是“工 业的血液”,工业气体制备的本质是将氧气、氮气、氢气等目标气体进行分离提纯,核心是气体分离设备和分子筛等 吸附剂。工业制氧主要有深冷空分和变压吸附制氧两种途径,分子筛是其中不可缺少的基础耗材,其质量对空分设备 的运行安全和生产效率至关重要。



(1)深冷空分分子筛纯化系统:在深冷空分设备中,分子筛纯化系统的作用就是清除空气中所含的水分、乙炔、二 氧化碳、烯烃等杂质,防止这些杂质随空气进入低温换热器、透平膨胀机或精馏塔等设备造成冻堵,从而保证空分设 备长期安全运行。一般利用活性氧化铝对空气中饱和水吸附容量大的特点,初步吸附水分,再利用分子筛进行深度吸 附,使处理后的空气干燥到需要的露点。目前常用的分子筛吸附剂为 13X 型分子筛及其改性产品。



(2)变压吸附分子筛纯化系统:变压吸附空分系统应用于分离空气,可直接制取富氧、富氮气体。变压吸附的机理 是: 利用沸石分子筛对氮气的吸附亲和力来吸附氮气和制取氧气;利用氧气在碳分子筛微孔系统狭窄空隙中的扩散速 度大于氮气的扩散速度,在远离平衡条件下分离氧气和制取氮气。通常变压吸附过程在常温下进行,工艺上有加压吸 附、常压解吸;常压吸附、真空解吸。目前常用的变压吸附富氧分子筛吸附剂主要为 5 A 型分子筛和 13X 型分子筛 以及两者的改性产品,市场上常见的有工业级 PSA 制氧专用分子筛、VPSA 制氧专用分子筛及家用制氧分子筛等。



空分设备将带动分子筛吸附剂需求持续增长,工业制氧分子筛存量及增量市场空间大。2021 年中国空分设备市场规 模达 272.48 亿元,同比增长 24.4%,空分设备销量持续增长,2021 年中国空分设备(折合制氧总容量)销量达 483.8 万 m3/h,空分设备销量 350 套,同比增长 19.86%,随着空分设备销量持续增长,将带动分子筛吸附剂市场需求持 续增长。2020 年我国化工和冶金深冷空分设备制氧能力 3725 万 Nm3 /h,假设以每万 Nm3 /h 装填 20 吨分子筛、每 5年更换一次来推算,对应存量市场分子筛需求 1.49 万吨;按照每年新增深冷空分设备制氧能力 480 万 Nm3 /h 计算, 对应分子筛需求 0.96 万吨,因此我国深冷制氧每年分子筛需求量约 2.45 万吨。


医疗保健制氧领域分子筛需求爆发力强和未来增长潜力大。医疗保健制氧主要面向医疗卫生机构集中供氧和家用制氧 两个市场。分子筛医用制氧机较传统的钢瓶氧以及液态氧,具有安全性高、制氧效率高、经济价值高等优势,其在新 冠肺炎疫情影响下加速普及,弥补了钢瓶氧和液氧氧源的不足,未来医院集中供氧将打开医用制氧分子筛需求空间。 2021 年我国制氧机产量 350 万台,同比增长 66.67%,由于国外疫情反复,出口量大幅增长。家庭保健类制氧机具 备即制即用、新鲜自然、制取氧气浓度达到 90%以上的优点。未来伴随人口老龄化、人们健康意识和消费能力的提 升,分子筛制氧机可以为庞大的老年人群、高强度脑力劳动人群、高原人群、慢阻肺等患者用氧提供更好的保障支持。



受益于氢能源行业发展,制氢系列分子筛市场空间广阔。全球纷纷将氢能视为未来新能源战略发展方向,制氢系列分 子筛在目前高效、低成本从工业驰放气中回收、提纯高纯度氢气中具有显著优势,也有利于帮助设备使用单位综合资 源化利用,实现节能减排目标,对氢能源战略、燃料电池新能源汽车等清洁能源战略具有重要意义。目前我国已是世 界上最大的制氢国,2021 年国内氢气产能约为 4000 万吨/年,产量约为 3300 万吨/年,为实现碳中和目标,到 2060 年我国氢气年需求量将增加至 1.3 亿吨左右,在我国终端能源体系中占比达到 20%。


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