Előállítására szolgáló módszerek hélium, és a hegesztés a hegesztő

Három fő forrása a hélium:

• héliumgázból gazdag földgáz
• az ásványi anyagok
• a levegőből

Előállítása hélium földgázból

Az alapvető termelési módszer az a módszer, hélium frakcionált kondenzációval hélium-hordozó a földgáz. azaz módszer mély hűtés. És jellegzetes tulajdonság - a legalacsonyabb összehasonlítva az ismert anyagok forráspontot. Ez lehetővé teszi, hogy az ezzel járó kondenzvíz hélium gáz, elsősorban a metán és a nitrogén. Az eljárást általában két lépésben:

• kiválasztása úgynevezett nyers hélium (koncentrátum, amely 70-90% He)
• tisztítjuk, és így technikailag tiszta héliumot.

Az alábbi ábra az egyik beállítás áramkörök kinyerésére hélium földgázból.

Készülék visszanyerésére hélium földgázból

A gáz kompressziója a 25 atmoszféra, és ezen nyomás alatt juttatunk a növény. Tisztítása a szén-dioxid (CO2) és részleges dehidratálásával termelt gáz a kefék, amelyek öntözött tartalmazó oldattal 10-20% MEA, 70-80% dietilénglikol és 5-10% vizet tartalmaz. Súrolás után a gáz szén-dioxid 0,003-0,008% CO2. és harmatpontja nem magasabb, mint 5 ° C-on További dehidratálást végzik a adszorberek szilikagél valósítunk meg, ahol a harmatpont-hőmérséklet -45 ° C-on

Alatt a nyomás körülbelül 20 atmoszféra tiszta, száraz gázt, hogy a pre-1 hőcserélő ahol lehűl, hogy -28 ° C reverz gázáramlás. Így kondenzáció a nehéz szénhidrogéneket, amelyek egymástól a szeparátorban 2. Az ammónia gáz hűtője 3 lehűtjük -45 ° C-on, a kondenzátum elválasztjuk a szeparátorban 4. A fő hőcserélőn 5, a gáz hőmérsékletet csökkentjük -110 ° C, így a kondenzált jelentős részét metán. A gőz-folyadék keverék (mintegy 20% folyadék) van fojtva, hogy egy nyomás 12 atmoszféra az első ellenáramú 6 kondenzátorban, a kilépő, amely a gőz-gáz keverék gazdagított hélium 3%. A kapott kondenzátumot folyik le a csöveket a sztripper, amelynek során a lemezeket eltávolítjuk a folyékony hélium abban oldott csatlakozott a gőz-gáz áramot.

A folyadékot fojtva, hogy 1,5 atmoszféra a héj térben a kondenzátor, ahol a hűtőközeg használják. A kapott gőzt a hőcserélőn keresztül az 5. és 1. A gőz-gáz keverék elhagyja a 6 kondenzátorban, és amely legfeljebb 3% Ő, nyomáson 12 atmoszféra a második ellenáramú 7 kondenzátor, amely két részből áll: az alsó rész egy kígyóvonal alakú hőcserélő lefojthatja cső, amely elpárolog 12-1,5 atmoszféra fenéktermék folyékony, és a felső részén - pryamotrubchaty hőcserélő, amelyben a gyűrű nitrogén forr -203 ° C és nyomása 0,4 MPa. A kondenzáció a gázkeverék komponenseket az alsó részén a berendezés 7 dúsított héliumgáz 30-50%, és a felső részén - a 90-92%.

Nyers hélium az ilyen készítmény nyomás alatt 11-12 atm belép a hőcserélőbe ahol felmelegítjük, és eltávolítjuk a telepítést. Mivel a földgáz tartalmazott hidrogén kisebb szennyezéseket nyers hélium, hidrogén koncentrációja növekszik legfeljebb 4-5%. Removal hidrogén katalitikus hidrogénezéssel, majd szárítás gáz adszorberek szilikagél. Nyers hélium préseljük 150-200 atmoszféra membrán kompresszor 8 hőcserélőben lehűtjük 9. és belép egy egyenes kondenzátor hőcserélő 10, lehűtjük nitrogén buborékoltatás vákuumban. A kondenzátum (folyékony nitrogén) összegyűjtjük a 11 szeparátorban, és periodikusan kimenet, valamint a nem kondenzált gáz, amely körülbelül 98% Bemegy az adszorber 12 aktív szénnel, hűtött folyékony nitrogén. A hélium kilépő adszorber, amely szennyezést tartalmaz kevesebb, mint 0,05%, és belép a hengerek 13, mint a termék.

Különösen hélium gazdag földgáz az Egyesült Államokban, meghatározza, hogy elterjedt a hélium hegesztő ebben az országban.

Előállítása hélium ásványok

Egy másik forrás hélium néhány radioaktív ásványok tartalmazó urán, tórium és a szamárium:

Különösen monacitot homok. nagy területen, ahol van Travancore (India): ez a mező monacit körülbelül 1 cm 3 hélium 1 g érc.

A hélium a monocita kell melegíteni egy zárt edényben monocita 1000 ° C-on Hélium mentén távozik a szén-dioxid (CO2), amelyet azután felszívódik a nátrium-hidroxid oldatot (NaOH). A maradék gáz tartalmaz 96,6% férfi. További tisztítást végeztünk 600 ° C-on, a fémes magnézium a nitrogén eltávolítására, majd 580 ° C-on - a fémes kalcium maradék szennyeződés eltávolítására. Produktcionnyj gáz több mint 99,5% férfi. Az 1000 tonna homok monacitot képes mintegy 80 m 3 tiszta hélium. Ez a módszer a termelő hélium nem jelent műszaki és ipari érdek. .

Előállítása hélium levegőből

A kis mennyiségű hélium a levegőben. ahonnan lehet beszerezni, mint melléktermék a termelés az oxigén és a nitrogén levegőből leírtak szerint a cikk „Nitrogén - élettelen gáz, amely oly szükséges az élethez.” Az ipari desztillációs oszlopok elválasztására levegő megy át folyékony nitrogén megmaradt gáz-halmazállapotú keverék neon és hélium. Az alábbi ábra mutatja a berendezés Claude. speciálisan a szétválasztása ilyen keverék.

Claude berendezés elosztását neon és hélium a levegőből

A kilépő gáz a berendezés a szelepen keresztül egy hűtjük az S tekercs, amely öntött folyékony nitrogénnel T kondenzálására maradék nitrogént. Ha az R bit a szelep nyitott, egy keverék, amely nagyon kevés nitrogént. Ezzel a módszerrel az ipari termelés hélium mellett a nehéz kelljen a nagy mennyiségű levegő lép fel több további nehézséget - a szükséges elkülöníteni hélium neon. Ez az elkülönítés használatával végezhetjük folyékony hidrogén ahol neon megkeményedik vagy neon keresztül adszorpció aktív szénnel, hűtött folyékony nitrogén.

Előállítása hélium levegő nem praktikus miatt kis mennyiségű - 0,00046% térfogata vagy 0,00007 tömeg%. A számítások azt mutatják, hogy a költségek egy köbméter hélium kivont levegő, ezerszer nagyobb, mint annak megszerzését földgázból. Ez a magas költség, persze, zárja ki az ipari hélium kiszabadul a levegőből.

Példa: előállításához 1 köbméter hélium, szükséges kiosztani 116 tonna nitrogén.