नैसर्गिक वायूपासून हेलियम काढण्यासाठी हेलियम एक्सट्रॅक्शन स्किड

सध्या, नैसर्गिक वायूमधून हेलियम काढण्याच्या प्रक्रियांमध्ये प्रामुख्याने क्रायोजेनिक पद्धत, अधिशोषण पद्धत, पडदा विलगीकरण पद्धत किंवा या तीनपैकी दोन किंवा तीन पद्धतींचे संयोजन यांचा समावेश होतो. हेलियम एक्सट्रॅक्शन स्किडमधून मिळणाऱ्या उत्पादित हेलियमची शुद्धता ९९.९९९९% पूर्ण करू शकते.

(1) क्रायोजेनिक पद्धत

बहुतेक मध्यम ते मोठ्या नैसर्गिक वायू पुनर्प्राप्ती हेलियम प्रकल्पांमध्ये क्रायोजेनिक डिस्टिलेशन ही एक सामान्यपणे वापरली जाणारी पद्धत आहे. याचे तत्त्व असे आहे की, नैसर्गिक वायूमधील हायड्रोकार्बन्स आणि इतर घटकांचे हळूहळू संघनन करण्यासाठी द्रव नायट्रोजनचा शीतलक म्हणून (सुमारे -१९० ℃) वापर केला जातो. हेलियमचा उत्कलन बिंदू अत्यंत कमी असल्यामुळे, तो अखेरीस नैसर्गिक वायूमधील इतर घटकांपासून वेगळा केला जातो. हेलियम निष्कर्षण प्रक्रियेमध्ये ही एक सामान्य पद्धत आहे.

(2) दाब दोलन अधिशोषण पद्धत

प्रेशर स्विंग ॲडसॉर्प्शन (PSA) प्रक्रियेमध्ये नैसर्गिक वायूतील हेलियम व्यतिरिक्त इतर घटकांना शोषून घेण्यासाठी वेगवेगळ्या शोषकांचा वापर केला जातो, ज्यामुळे हेलियम उत्पादने वेगळी केली जातात. सामान्यतः, PSA ॲडसॉर्प्शन टॉवर्समध्ये नैसर्गिक वायूतील विविध घटकांवर प्रक्रिया करण्यासाठी वेगवेगळ्या ॲडसॉर्प्शन सामग्रीचे विलगीकरण बेड बसवलेले असतात, जसे की पाणी काढण्यासाठी सिलिका जेल किंवा ॲल्युमिना बेड, कार्बन डायऑक्साइड काढण्यासाठी ॲक्टिव्हेटेड कार्बन बेड, मिथेन आणि नायट्रोजन काढण्यासाठी झिओलाइट बेड इत्यादी. शोषक अशुद्ध वायूला संतृप्त केल्यानंतर, अशुद्ध वायू काढून टाकण्यासाठी आणि शोषकाची क्रियाशीलता पुनर्संचयित करण्यासाठी डिप्रेशरायझेशन ब्लोबॅक किंवा व्हॅक्यूम पंपिंग यांसारख्या पद्धती वापरल्या जाऊ शकतात.

(3) पडदा विलगीकरण पद्धत

वायू विलगीकरण पडदा हे एक तुलनेने नवीन विलगीकरण तंत्रज्ञान आहे. विद्राव्य विसरणाच्या तत्त्वावर आधारित, वायूचे घटक पॉलिमर फिल्म्सवर (जसे की ॲसिटेट फायबर, पॉलीप्रोपिलीन, पॉली-सल्फोन, पॉलीइमाइड, इत्यादी) वस्तुमान हस्तांतरण करतात. पडद्याच्या पदार्थातील वेगवेगळ्या वायू घटकांच्या वेगवेगळ्या विद्राव्यता आणि विसरण दरांनुसार प्रत्येक घटकाचे विलगीकरण साधले जाते. जेव्हा दोन किंवा अधिक वायूंचे मिश्रण पॉलिमर फिल्ममधून जाते, तेव्हा हेलियम आणि हायड्रोजनसारख्या घटकांचा पारगमन दर नायट्रोजन, मिथेन आणि इतर हायड्रोकार्बन्सपेक्षा खूप जास्त असतो.

उद्योगात हेलियमचे उत्पादन करता येत नाही, त्याचे फक्त शुद्धीकरण केले जाऊ शकते. भौतिकशास्त्राच्या प्रयोगांमध्ये, ते अणुविघटनाद्वारे मिळवता येते, परंतु अत्यंत कमी प्रमाणात. सैद्धांतिकदृष्ट्या, ते हवेतून काढता येते, परंतु हवेतील हेलियमचे प्रमाण कमी असल्यामुळे, उद्योगात हेलियम निष्कर्षण उपकरणांच्या विलगीकरण, शुद्धीकरण आणि परिष्करणाद्वारे, सुमारे ०.५% हेलियम असलेल्या नैसर्गिक वायूपासून ते मिळवले जाते.