【百年化学 中国篇 No.131】氦:一个宇宙富二代在地球上的绝地求生与中国淘

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Description
氦气是宇宙中含量第二的元素,但在地球上极为稀缺,唯一工业化来源是从天然气中提取。低温精馏是当前主流技术,利用天然气中各组分临界温度差异,将原料气逐级冷凝至约-190℃,甲烷、氮等组分先后液化分离,而不凝的氦气富集为粗氦(纯度70%~90%),再经低温精馏进一步提纯至99.999%的高纯氦气。针对中国天然气含氦量低的现状,LNG-BOG提氦成为重要路径:液化天然气储罐中蒸发的闪蒸气(BOG)氦气含量约1%,经低温回收甲烷后,剩余氢、氖、氮混合物通过深冷分离获得粗氦,再经催化除氢、低温吸附去除氖氮等杂质,得到99.999%以上高纯氦气,最后经氦液化器液化为液氦。膜分离技术则采用中空纤维膜,在压力差驱动下利用氦气分子动力学直径小、渗透速率高的特性,将0.1%的贫氦天然气富集至80%左右粗氦,再与低温精馏或低温吸附耦合,大幅降低能耗与设备投资。超纯氦(6N9级)制备需攻克氖气分离难题,利用氦(沸点-268.9℃)与氖(沸点-246℃)的沸点差异,在液氦温区通过低温吸附或冷凝分离,将氖气杂质降至0.3ppm以下,满足半导体、航天、大科学装置等尖端领域需求。

Comments

猫娘辣椒精 16h ago

根本原因是地球引力不够,无法阻止太轻的气体逃逸。而氦还不喜欢反应,基本上都是氦气单质,直接就飞跑了。而氢气虽然比氦气还要轻,但是地球上到处都是水。现在的地球上的氦基本上来源于阿尔法衰变。

♥ 11

寒鸦寒 18h ago

一个科普视频,比喻描述也太多了,要知道所有的比喻描述都是不准确的,听着难受。你上点数据,上点理论模型啊,这是科普还是故事汇?

♥ 2

Carbon-C 16h ago

氦确实稀缺而且还不可再生,密度仅次于氢,能从地球大气层上逃逸,但问题是地球上氢的储量远远大于氦,更何况氦是单原子的稀有气体,收集储存难度极高[笑哭]

♥ 4 ↩ 1

猪场仙女 14h ago

实际还是太便宜了,每年天然气里浪费掉的氦气就能用几年了。所有天然气都搞液化富集氦气然后再重新用不就有氦气用了嘛。

♥ 2

bili_98617547831 1d ago

赶紧搞成功可控核聚变,那就有氦了,再不就月球挖矿[滑稽]

♥ 25 ↩ 5

郝霸霸在阿B喂猪 11h ago

有个问题,为什么氦3不是气体

♥ 1

X-MindSeek 1d ago

中国氦资源太少了,同时还有氡

♥ 6 ↩ 1

pvreblack 1d ago

地球上的氦基本都来源与放射性元素衰变产生的阿尔法粒子

♥ 3

现实与梦境的差距 18h ago

听说还有不少氦是翻新核弹头提取的,是真的假的?[doge]

♥ 1 ↩ 1

不是年轻人不讲武德 14h ago

up主,哪怕是99.99997%氦气也不一定适合半导体级吧,还得看具体杂质?

antzjjj 17h ago

氦气是不可再生资源吗?芯片厂用的氦气能回收吗

郑重其事1 22h ago

氦气球真么奢侈的吗

♥ 2 ↩ 6

霸霸VPN 16h ago

氦3才是终点

GAOmega 16h ago

所以美国佬还是富裕仗打惯了,人家一般FID的气相色谱都喜欢用氦气载气,咱们更多用氮气载气 虽说氦气载气基线和检出限更好,但贵也是真贵[笑哭]

↩ 1

爱玩像素工厂铁锈战争 1d ago

[吃瓜][吃瓜][吃瓜]

♥ 2

我了猪塞 1d ago

热一热还可以吃

♥ 1

idlbi 1d ago

为什么氢气不会飘到太空[星星眼]

♥ 1 ↩ 8

obsessedX3 1d ago

(¦3【▓▓】

万有引力wwww 20h ago

恒星燃烧的是氦气?[tv_白眼]

↩ 6

一只帅帅考拉 1d ago

去月球上挖