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液氦的沸點(diǎn)極低(4.25K),使其成為高科技領(lǐng)域的寵兒:一是低溫超導(dǎo)。液氦溫度極低,可為超導(dǎo)磁體提供低溫環(huán)境,其中應(yīng)用廣的為磁共振成像(MRI)。醫(yī)院成像儀的核心大都是超導(dǎo)磁體,只有在液氦的低溫下才能穩(wěn)定運(yùn)行,產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng),保證高分辨率成像。二是低溫冷卻。由于我國(guó)是貧氦國(guó)家,大部分的氦氣都依賴于進(jìn)口,資源安全形勢(shì)非常嚴(yán)峻,雖然在我國(guó)已經(jīng)發(fā)現(xiàn),陜西渭河盆地及大港油田都有豐富的氦氣資源,但以目前的開采技術(shù),想要獲得氦氣資源還有很大的困難。
液氦廣泛用于原子反應(yīng)堆的冷卻介質(zhì)和清洗劑。三是測(cè)溫。由于氦氣的液化溫度很低,接近于零度,故其測(cè)溫范圍很廣,多用于精密測(cè)量。
氦氣具有化學(xué)惰性,常被用做半導(dǎo)體工業(yè)的保護(hù)氣和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的載體氣。氦氣可以隔絕氧氣,避免電焊工件、單質(zhì)硅和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。目前,保護(hù)氣已成為氦氣的第二大應(yīng)用領(lǐng)域。在氣相色譜中,氦氣作為載體氣可運(yùn)送被測(cè)氣體且不與其發(fā)生反應(yīng)。
美國(guó)是氦氣的大市場(chǎng),其次是亞洲和歐洲。 氦在世界范圍內(nèi)有許多商業(yè)和科學(xué)用途,主要用于低溫冷卻劑作為極低溫度的冷卻劑(例如,用于冷卻用于MRI掃描的超導(dǎo)磁體),作為焊接和切割中使用的材料,作為用于泄漏檢測(cè)的示蹤氣體,作為 壓縮氣體用于部署汽車安全氣囊,作為飛艇和氣球的提升氣體,也可作為潛水員呼吸混合氣體的組成部分。 此外,它在研究新技術(shù)方面起著決定性的作用。氦氣作為稀有氣體應(yīng)用相當(dāng)廣泛,但是地球上的氦氣資源又及其有限。
不過(guò)在今年5月份,從中國(guó)電科16所傳來(lái)一個(gè)好消息,我國(guó)工業(yè)氦氣循環(huán)利用系統(tǒng)成功面世。據(jù)悉該設(shè)備可以將10%的低純氦氣提煉為99.5%,足以滿足工業(yè)用氦的純度需求,整套設(shè)備的循環(huán)利用率打65%,性能指標(biāo)足以和國(guó)際同類產(chǎn)品相比美。同時(shí)這項(xiàng)技術(shù)的成功也標(biāo)志著我國(guó)氦氣回收純化應(yīng)用技術(shù),正式邁入民用領(lǐng)域。雖然研究人員尚未完全解決這個(gè)爭(zhēng)論,但多數(shù)認(rèn)為連續(xù)吸積學(xué)說(shuō)是兩者之中較可行的理論。
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吸附法:
這種方法是根據(jù)各組分在固體吸附表面上吸附能力的差異而將其中的氦氣分離出來(lái)。限于吸附劑的吸附容量,吸附法一般適用于雜質(zhì)含量小于10的粗氦精制中。近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的變壓吸附既屬于此類改進(jìn)型。
吸收法:
選用適當(dāng)?shù)奈杖軇?,在一定的條件下可將沸點(diǎn)比氦氣高的其余組分洗滌吸收除去而提取氦氣,所用的吸收溶劑如液態(tài)氟烴、液態(tài)烷烴等。
低溫冷凝法:
此方法目前各國(guó)從中提取氦氣廣泛采用。通常有氣源預(yù)處理凈化、粗氦提取及氦氣精制等工序構(gòu)成。