Hēlija ieguves platforma hēlija ieguvei no dabasgāzes

Pašlaik hēlija ekstrakcijas procesi no dabasgāzes galvenokārt ietver kriogēno metodi, adsorbcijas metodi, membrānas atdalīšanas metodi vai divu vai trīs šo trīs metožu kombināciju. Produkta hēlija tīrība hēlija ekstrakcijas skidā var sasniegt 99,9999%.

(1) Kriogēnā metode

Kriogēnā destilācija ir plaši izmantota metode lielākajā daļā vidēja un liela mēroga dabasgāzes ieguves hēlija staciju. Princips ir izmantot šķidru slāpekli kā aukstumaģentu (aptuveni -190 ℃), lai pakāpeniski kondensētu ogļūdeņražus un citas dabasgāzes sastāvdaļas. Hēlija ārkārtīgi zemās viršanas temperatūras dēļ tas galu galā tiek atdalīts no citām dabasgāzes sastāvdaļām. Šī ir izplatīta metode hēlija ieguves procesā.

(2) Spiediena svārstību adsorbcijas metode

Spiediena svārstību adsorbcijas (PSA) procesā tiek izmantoti dažādi adsorbenti, lai adsorbētu dabasgāzē esošās sastāvdaļas, kas nav hēlijs, tādējādi atdalot hēlija produktus. Parasti PSA adsorbcijas torņi ir aprīkoti ar dažādu adsorbcijas materiālu atdalīšanas slāņiem, lai apstrādātu dažādas dabasgāzes sastāvdaļas, piemēram, silikagela vai alumīnija oksīda slāņiem ūdens atdalīšanai, aktivētās ogles slāņiem oglekļa dioksīda atdalīšanai, ceolīta slāņiem metāna un slāpekļa atdalīšanai utt. Pēc tam, kad adsorbents ir piesātinājis piemaisījumu gāzi, piemaisījumu gāzes atdalīšanai un adsorbenta aktivitātes atjaunošanai var izmantot tādas metodes kā spiediena samazināšana ar pretspiedienu vai vakuuma sūknēšanu.

(3) Membrānas atdalīšanas metode

Gāzu atdalīšanas membrāna ir samērā jauna atdalīšanas tehnoloģija. Gāzes komponenti tiek pakļauti masas pārnešanai uz polimēru plēvēm (piemēram, acetāta šķiedrām, polipropilēna, polisulfona, poliimīda utt.), pamatojoties uz šķīšanas difūzijas principu. Katra komponenta atdalīšana tiek panākta atbilstoši dažādu gāzes komponentu atšķirīgajai šķīdībai un difūzijas ātrumiem membrānas materiālā. Kad divi vai vairāki gāzu maisījumi iziet cauri polimēru plēvei, tādu komponentu kā hēlija un ūdeņraža caurlaidības ātrums ir daudz lielāks nekā slāpekļa, metāna un citu ogļūdeņražu caurlaidības ātrums.

Hēliju rūpniecībā ražot nevar, to var tikai attīrīt. Fizikas eksperimentos to var iegūt atomu sabrukšanas ceļā, bet ļoti mazos daudzumos. Teorētiski to var iegūt no gaisa, bet, ņemot vērā zemo hēlija saturu gaisā, rūpniecībā hēliju var iegūt no dabasgāzes, kas satur aptuveni 0,5% hēlija, veicot atdalīšanu, rafinēšanu un attīrīšanu ar hēlija ieguves ierīcēm.