Helio ištraukimo platforma heliui išgauti iš gamtinių dujų

Šiuo metu helio išgavimo iš gamtinių dujų procesai daugiausia apima kriogeninį metodą, adsorbcijos metodą, membraninio atskyrimo metodą arba dviejų ar trijų šių trijų metodų derinį. Helio išgavimo platformoje produkto helio grynumas gali siekti 99,9999 %.

(1) Kriogeninis metodas

Kriogeninė distiliacija yra dažniausiai naudojamas metodas daugumoje vidutinių ir didelių gamtinių dujų išgavimo helio gamyklų. Principas yra naudoti skystą azotą kaip šaltnešį (apie -190 ℃), kad būtų palaipsniui kondensuojami angliavandeniliai ir kiti gamtinių dujų komponentai. Dėl itin žemos helio virimo temperatūros jis galiausiai atskiriamas nuo kitų gamtinių dujų komponentų. Tai įprastas helio išgavimo proceso metodas.

(2) Slėgio svyravimų adsorbcijos metodas

Slėgio svyravimų adsorbcijos (PSA) procese naudojami skirtingi adsorbentai, skirti adsorbuoti kitus gamtinių dujų komponentus, išskyrus helį, ir taip atskirti helio produktus. Paprastai PSA adsorbcijos bokštai yra aprūpinti skirtingų adsorbcijos medžiagų atskyrimo sluoksniais, skirtais skirtingiems gamtinių dujų komponentams, pavyzdžiui, silikagelio arba aliuminio oksido sluoksniais vandeniui pašalinti, aktyvuotos anglies sluoksniais anglies dioksidui pašalinti, ceolito sluoksniais metanui ir azotui pašalinti ir pan. Kai adsorbentas prisotina priemaišų dujas, priemaišų dujoms pašalinti ir adsorbento aktyvumui atkurti gali būti naudojami tokie metodai kaip slėgio mažinimas, pūtimas atgal arba vakuuminis siurbimas.

(3) Membraninio atskyrimo metodas

Dujų atskyrimo membrana yra gana nauja atskyrimo technologija. Dujų komponentai masės pernešimo būdu perduodami ant polimerinių plėvelių (pvz., acetato pluošto, polipropileno, polisulfono, poliimido ir kt.) tirpimo difuzijos principu. Kiekvieno komponento atskyrimas pasiekiamas pagal skirtingą skirtingų dujų komponentų tirpumo ir difuzijos greitį membranos medžiagoje. Kai du ar daugiau dujų mišinių praeina pro polimerinę plėvelę, tokių komponentų kaip helis ir vandenilis prasiskverbimo greitis yra daug didesnis nei azoto, metano ir kitų angliavandenilių.

Pramonėje helio pagaminti neįmanoma, jį galima tik išgryninti. Fizikos eksperimentuose jį galima gauti atominio skilimo būdu, tačiau labai mažais kiekiais. Teoriškai jį galima išgauti iš oro, tačiau dėl mažo helio kiekio ore pramonėje helio galima gauti iš gamtinių dujų, kuriose yra apie 0,5 % helio, jas atskiriant, rafinuojant ir valant helio išgavimo įrenginiais.