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氦氣提純獲得技術(shù)突破 為“氣體黃金”擴(kuò)充發(fā)展前景

2022-11-26 16:24:52來源:儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞:氦氣閱讀量:4357
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  【儀器網(wǎng) 材料化工】氦氣,一種無色、無味、化學(xué)性質(zhì)不活潑的氣體,大多數(shù)人對于氦氣的認(rèn)知源自氦氣球,作為氫氣球的替代品,氦氣球更加安全。但事實上,氦氣本身是一種重要的氣體資源,被眾多研究者稱之為“氣體黃金”。而氦氣提純也被認(rèn)為是一項重要的技術(shù),被業(yè)界持續(xù)關(guān)注。
 
  就在近日,由中化西南化工研究院設(shè)計院有限公司與中國石油化工股份有限公司聯(lián)合研發(fā)的首個氦氣提純項目開車成功,氦氣純度穩(wěn)定在99.9999%,更重要的是,該技術(shù)的核心模塊低溫精制單元是中化西南化工研究院設(shè)計院有限公司全套自我研發(fā)的技術(shù)(參考資料來源:科技日報),因此該項目也可以認(rèn)為是我國在提純氦氣技術(shù)上的一個重要突破。此外,該成果也為后續(xù)氦氣的發(fā)展提供了重要的技術(shù)支持。
 
  那么為什么氦氣被稱作“氣體黃金”呢?這點和氦氣的供需關(guān)系有密切聯(lián)系。除了一開始我們提到的氦氣球,氦氣球還被廣泛應(yīng)用于科研、工業(yè)等領(lǐng)域。像是“充當(dāng)火箭液體燃料的壓送劑和增壓劑”“作為冶煉及焊接時的保護(hù)氣體”“用于核反應(yīng)堆的冷卻,火箭和核反應(yīng)堆的一些管道及電子和電氣裝置等的檢漏”“液化后用于制造超導(dǎo)設(shè)備”“與氧氣混合后用于潛水供氧”等。因此,目前在世界范圍內(nèi),氦氣都是和高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著密切聯(lián)系,并且需求量很大的戰(zhàn)略性物資。
 
  但與之相對的是,氦氣在我們活動圈的儲備量。盡管,氦是僅次于氫元素的宇宙中含量第二的元素,但是在地球的空氣中,氦氣的占比僅僅只有約0.000524%,并且這部分氦氣還很難被提出出來。并且即便提取出來了,其中消耗的成本也不可預(yù)期,研究表明,從空氣中提取氦氣的成本比從礦石中提煉黃金的成本還要高。這也是為什么工業(yè)制氦采用的是“天然氣”這一原材料。然而天然氣是一種不可再生資源,因此,可供使用的氦氣的總儲備量其實很少。有專家分析,氦氣資源可能只能夠持續(xù)使用200年。事實上,此前國外就已經(jīng)出現(xiàn)過因為氦氣供應(yīng)不足導(dǎo)致相關(guān)產(chǎn)業(yè)被迫停工的情況。
 
  而我國的情況則更糟。我國天然氦氣儲備量僅占全球的2%左右,并且氦氣勘測進(jìn)展很慢、勘測效率也很低,這也直接導(dǎo)致了我國95%的氦氣要靠進(jìn)口。換言之,對于我國而言,如果不能解決氦氣的供給難題,那么無論是大眾生活還是科研發(fā)展,都或多或少的會受到影響。
 
  那么如何解決這個問題呢?竟然儲量問題不是我們能夠決定的,那就從提純和回收著手突破。我國氦氣匱乏,很大一部分原因出在工業(yè)技術(shù)上。直到2020年我國在寧夏鹽池建設(shè)了首座大型氦氣制造廠的年產(chǎn)氦量也才20噸左右,而哪一年我國的氦氣需求量卻達(dá)到了4000多噸。這足以說明我們在氮氣制造技術(shù)上存在的缺陷。但是近幾年,包括最近實現(xiàn)的低溫精制技術(shù)提純在內(nèi),我國陸續(xù)誕生了多項和氦氣有關(guān)的技術(shù),氦氣提純率高的同時,回收率更提升至95%以上,這為后續(xù)我國真正實現(xiàn)氦氣的自主供應(yīng)提供了重要基礎(chǔ)。接下來我們要做的是加快資源勘測效率,同時繼續(xù)精進(jìn)技術(shù),最終實現(xiàn)氦氣的自給自足。
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