Установка для здабывання гелію з прыроднага газу

У цяперашні час працэсы здабывання гелію з прыроднага газу ў асноўным ўключаюць крыягенны метад, метад адсорбцыі, метад мембраннага падзелу або камбінацыю двух ці трох з гэтых трох метадаў. Чысціня гелію, атрыманага для ўстаноўкі для здабывання гелію, можа дасягаць 99,9999%.

(1) Крыягенны метад

Крыягенная дыстыляцыя — гэта распаўсюджаны метад, які выкарыстоўваецца на большасці сярэдніх і буйных геліевых заводаў па здабычы прыроднага газу. Прынцып заключаецца ў выкарыстанні вадкага азоту ў якасці холадагенту (каля -190 ℃) для паступовай кандэнсацыі вуглевадародаў і іншых кампанентаў у прыродным газе. З-за надзвычай нізкай тэмпературы кіпення гелія, ён у канчатковым выніку аддзяляецца ад іншых кампанентаў у прыродным газе. Гэта распаўсюджаны метад у працэсе здабывання гелію.

(2) Метад адсорбцыі з перападам ціску

У працэсе адсорбцыі з пераменным ціскам (PSA) выкарыстоўваюцца розныя адсарбенты для адсорбцыі кампанентаў, акрамя гелію, у прыродным газе, тым самым аддзяляючы прадукты гелію. Як правіла, адсарбцыйныя вежы PSA абсталяваны падзяляльнымі пластамі з розных адсарбцыйных матэрыялаў для апрацоўкі розных кампанентаў у прыродным газе, такімі як пласты сілікагеля або аксіду алюмінію для выдалення вады, пласты актываванага вугалю для выдалення вуглякіслага газу, пласты цэаліту для выдалення метану і азоту і г.д. Пасля таго, як адсарбент насыціць прымешкавы газ, для выдалення прымешкавага газу і аднаўлення актыўнасці адсарбента можна выкарыстоўваць такія метады, як зніжэнне ціску, прадуўка або вакуумная адпампоўка.

(3) Метад мембраннага падзелу

Газападзельная мембрана — гэта адносна новая тэхналогія падзелу. Газавыя кампаненты падвяргаюцца масапераносу на палімерных плёнках (такіх як ацэтатныя валокны, поліпрапілен, полісульфон, поліімід і г.д.) на аснове прынцыпу дыфузіі растварэння. Падзел кожнага кампанента дасягаецца ў залежнасці ад рознай растваральнасці і хуткасці дыфузіі розных газавых кампанентаў у матэрыяле мембраны. Калі дзве або больш газавых сумесяў праходзяць праз палімерную плёнку, хуткасць пранікнення такіх кампанентаў, як гелій і вадарод, значна вышэйшая, чым для азоту, метану і іншых вуглевадародаў.

Гелій нельга атрымаць у прамысловасці, яго можна толькі ачысціць. У фізічных эксперыментах яго можна атрымаць шляхам распаду атамаў, але ў вельмі малых колькасцях. Тэарэтычна яго можна здабываць з паветра, але з-за нізкага ўтрымання гелію ў паветры, гелій можна атрымаць з прыроднага газу, які змяшчае каля 0,5% гелію ў прамысловасці, шляхам падзелу, перапрацоўкі і ачысткі з дапамогай прылад для экстракцыі гелію.