khí heli có thể được sản xuất?

2023-07-12

1. Khí heli có thể được sản xuất nhân tạo không?

Có, hiện tại có bốn phương pháp chuẩn bị
Phương pháp ngưng tụ: Phương pháp ngưng tụ được sử dụng trong công nghiệp để tách heli từ khí tự nhiên. Quá trình của phương pháp này bao gồm tiền xử lý và tinh chế khí tự nhiên, sản xuất helium thô và tinh chế helium để thu được helium nguyên chất 99,99%.
Phương pháp tách không khí: Nói chung, phương pháp ngưng tụ phân đoạn được sử dụng để tách khí hỗn hợp helium và neon thô từ thiết bị không khí, và khí hỗn hợp helium và neon tinh khiết được tạo ra từ khí hỗn hợp helium và neon thô. Sau khi tách và tinh chế, thu được heli nguyên chất 99,99%.
Phương pháp hóa lỏng hydro: Trong công nghiệp, phương pháp hóa lỏng hydro được sử dụng để tách heli từ khí đuôi của quá trình tổng hợp amoniac. Quá trình của phương pháp này là hấp phụ ở nhiệt độ thấp để loại bỏ nitơ, tinh chỉnh để thu được helium thô cộng với loại bỏ hydro xúc tác oxy và tinh chế helium để thu được helium nguyên chất 99,99%.
Phương pháp helium có độ tinh khiết cao: nguyên chất 99,99% khí heli được tinh chế thêm bằng cách hấp phụ than hoạt tính để thu được heli có độ tinh khiết cao 99,9999%.

Trước hết, xét về trữ lượng và chất lượng tài nguyên, mặc dù có heli trong lưu vực của chúng ta nhưng hàm lượng tìm thấy cho đến nay vẫn còn quá nhỏ so với thế giới, chỉ 11×10^8 mét khối, chiếm khoảng 2,1% tổng lượng toàn cầu. Ngược lại, lượng tiêu thụ helium ở nước tôi có tốc độ tăng trưởng trung bình là 11% từ năm 2014 đến năm 2018. Có thể thấy, trữ lượng helium của Trung Quốc không đủ để hỗ trợ mức tiêu thụ khổng lồ. Dù có phát triển thì phần lớn vẫn phải dựa vào nhập khẩu. Hơn nữa, chất lượng của helium được khai thác hiện nay tương đối kém, chưa đạt đến mức thương mại, dù có khai thác cũng không thể sử dụng được. Thứ hai là vấn đề phát triển thiết bị và hiệu quả, từ góc độ thiết bị khai thác khí heli tự nhiên. Ở nước tôi có rất ít thiết bị chiết khí heli, chẳng hạn như Thị trấn Dongxingchang, huyện Rongxian, tỉnh Tứ Xuyên. Thiết bị này được xây dựng lại vào năm 2011 và chịu trách nhiệm lọc khí heli. Độ tinh khiết của helium thô được sản xuất là khoảng 80%. Sau đó, khí heli thô cần được vận chuyển đến Nhà máy hóa chất khí tự nhiên Thành Đô để tiếp tục tinh chế, với sản lượng hàng năm là 20×10^4 mét khối khí heli nguyên chất. Vì vậy, thiết bị và hiệu quả lọc cũng khiến chúng tôi khó tự sản xuất khí heli nên chỉ có thể dựa vào nhập khẩu.

Nó không phải là nguồn cung cấp tài nguyên vô tận. Hiện nay, nhu cầu về khí heli trên toàn cầu đang tăng nhanh nhưng nguồn cung của nó rất hạn chế. Điều này có nghĩa là chúng ta cần sử dụng yếu tố quý giá này một cách cẩn thận hơn và tìm giải pháp thay thế để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của mình.

Vì hydro và heli đều là những khí rất nhẹ. Helium là một loại khí trơ, nhưng hydro rất hoạt động, dễ cháy và nổ. Khí cầu hydro đã bị loại bỏ vì lý do an toàn.

Đúng, Helium III hiện tại thu được từ sự phân rã của tritium. Chỉ là hiện nay triti thu được bằng cách chiếu xạ lithium VI trong lò phản ứng phân hạch hạt nhân.