hur erhålls heliumgas?
heliumgas är rikligt i rymden – det är en biprodukt av fusionsreaktioner som förekommer inuti stjärnor. Heliumgasen vi kan hitta på jorden, som sedan lagras i heliumgastankar för användning i många kritiska applikationer, är dock begränsad. Denna typ av heliumgas, kallad helum-4, produceras naturligt under jord genom radioaktiv sönderdelning och sönderfall av vissa element som uran och torium. Resultatet av denna reaktion är alfa-partiklar som innehåller två neutroner och protoner., Dessa små fragment samlar sedan elektroner från sin omgivning och bildar helium, som senare gör sin väg upp genom jordskorpan och hela vägen upp till rymden.
lyckligtvis för oss, några av helium-4 blir indragen och blandar med naturgas som finns under lager under jordens yta. Helium-4 extraheras sedan från marken med brunnar borrade för att frigöra den. Mängden heliumgas som finns i naturgasen varierar från nästan försumbar till 4% av volymen., Den naturgas som innehåller helium-4 genomgår sedan en process av kryogen destillation för att erhålla heliumpartiklarna. En gång skild från naturgas, helium-4 går igenom en annan process av raffinering, varefter den bringas till 99.99 + % renhet för marknadsförsäljning.
Heliumgasreserver och försörjningskedja
den globala efterfrågan på helium fortsätter att öka, vilket orsakar stor oro över heliumgasens ändliga resurs, vilket gör försörjningskedjan bräcklig., Problemet med att utvinna heliumgas är att inte många naturgasfält har höga koncentrationer av heliumgas och att utvinna helium från sådana fält skulle vara för dyrt för de magra gasnivåerna som erhålls. Enligt Gasvärlden är 75% av det globala helium som konsumeras globalt i stor utsträckning begränsat till tre platser: Ras Laffan Industrial City i Qatar, ExxonMobil i Wyoming och National Helium Reserve i Texas.,
som ett annat alternativ för inköp av helium bland skrämmer över sin brist, har vissa forskare föreslagit att man producerar helium genom flytande luft, men kostnaden bakom produktionen för det producerade helium skulle inte vara genomförbar, eftersom mängden helium i luften är för låg.
Heliumgasalternativ för gaskromatografi
så varför är helium så värdefullt? Det är allt ner till de mycket unika egenskaperna hos heliumgas som gör gasen så värdefull för en mängd olika applikationer över industrier., Men på grund av osäkerheten om den framtida tillgången på heliumgas och den oundvikliga inflationen av kostnaderna, tillgriper många industrier andra källor för sina tillämpningar.
gaskromatografi är en av dessa tillämpningar som använder andra gaser som bärgas istället för helium. Även om valet av bärgas beror på provets innehåll, är vätegas en av de viktigaste utmanarna som ersättning för helium. Med mycket låg viskositet kan vätegas ge den högsta rörlighetsgraden för alla bärgaser, vilket minskar tiden för provanalys.,
fördelarna med kostnadsbesparingar är också en annan faktor som bör beaktas när man väljer ett transportörgasalternativ. Vätgas, till skillnad från helium, kan produceras på plats genom elektrolys av avjoniserat vatten med hjälp av en vätegenerator, vilket ger den renhet som krävs för effektiv analys., I motsats till lagring av helium-eller vätgas i cylindrar kan väte nås på begäran med en vätgasgenerator, vilket säkerställer att den vätgas som genereras motsvarar den mängd som krävs för ansökan och ingen överskottsgas behöver beställas i förväg.
vätgasens säkerhet är ofta ett problem för forskare som letar efter ett bärargasalternativ. Trycksatta gasflaskor – för både väte och helium-kan utgöra ett säkerhetshot på grund av den höga volymen gas som lagras i en väte-eller heliumgastank., Dessa farhågor mildras dock av den låga volymen av lagrad gas och den robusta säkerhetstekniken hos vätgasgeneratorer på plats. Numera är interna vätgasgeneratorer utrustade med säkerhetsdetektorer som säkerställer att systemet stängs av vid läckage och att riskerna reduceras till ett minimum.
med ökande farhågor över bristen på resurser för utvinning av heliumgas och en prislapp som kommer att stiga, laboratorierna tillgripa andra alternativ för deras val av bärare gas., Vätgasgeneratorer är ofta det bästa valet för gaskromatografi, vilket ger ett pålitligt och säkert gasflöde.
Du kan också vara intresserad av:
Helium – vad är den nuvarande kostnaden för labs?
University research labs kämpar för att klara av stigande heliumpriser
konvertera din GC Carrier Gas från Helium till väte: en steg för steg guide
Helium brist
Lab Gas Price Bulletin December 2018