Helium-ekstraksie-skuif vir die ontginning van helium uit natuurlike gas
produkbesonderhede
Tans sluit die prosesse vir heliumonttrekking uit natuurlike gas hoofsaaklik die kriogeniese metode, adsorpsiemetode, membraanskeidingsmetode, of 'n kombinasie van twee of drie van die drie metodes in. Produk helium suiwerheid vir heliumonttrekkingsgleuf kan 99.9999% bereik.
(1) Kriogeniese metode
Kriogeniese distillasie is 'n algemeen gebruikte metode in die meeste medium tot groot aardgasherwinningsheliumaanlegte. Die beginsel is om vloeibare stikstof as 'n koelmiddel (ongeveer -190 ℃) te gebruik om koolwaterstowwe en ander komponente in aardgas geleidelik te kondenseer. As gevolg van die uiters lae kookpunt van helium, word dit uiteindelik van ander komponente in aardgas geskei. Dit is 'n algemene metode in die helium-ekstraksieproses.
(2) Drukwisselingsadsorpsiemetode
Die druk-swaai-adsorpsie (PSA) proses gebruik verskillende adsorbente om komponente anders as helium in natuurlike gas te adsorbeer, waardeur heliumprodukte geskei word. Oor die algemeen is PSA-adsorpsietorings toegerus met skeidingsbeddens van verskillende adsorpsiemateriale om verskillende komponente in natuurlike gas te hanteer, soos silikagel- of alumina-beddens vir die verwydering van water, geaktiveerde koolstofbeddens vir die verwydering van koolstofdioksied, seolietbeddens vir die verwydering van metaan en stikstof, ensovoorts. Nadat die adsorbent die onsuiwerheidsgas versadig het, kan metodes soos depressurisering-terugblaas of vakuumpomping gebruik word om die onsuiwerheidsgas te verwyder en die aktiwiteit van die adsorbent te herstel.
(3) Membraanskeidingsmetode
Gasskeidingsmembraan is 'n relatief nuwe skeidingstegnologie. Gaskomponente ondergaan massa-oordrag op polimeerfilms (soos asetaatvesels, polipropileen, polisulfoon, poliimid, ens.) gebaseer op die beginsel van oplossingsdiffusie. Die skeiding van elke komponent word bereik volgens die verskillende oplosbaarheids- en diffusietempo's van verskillende gaskomponente in die membraanmateriaal. Wanneer twee of meer gasmengsels deur 'n polimeerfilm beweeg, is die deurlaatbaarheidstempo van komponente soos helium en waterstof baie hoër as dié van stikstof, metaan en ander koolwaterstowwe.
Helium kan nie in die industrie vervaardig word nie, dit kan slegs gesuiwer word. In fisika-eksperimente kan dit verkry word deur atoomverval, maar in baie klein hoeveelhede. In teorie kan dit uit die lug onttrek word, maar as gevolg van die lae heliuminhoud in die lug, kan helium verkry word uit natuurlike gas wat ongeveer 0.5% helium bevat in die industrie deur skeiding, raffinering en suiwering van helium-onttrekkingstoestelle.