工业废氦气提纯技术探讨

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1、低温与超导其它Cryo．＆Supercond．第41卷第8期OthersVol．41No．8工业废氦气提纯技术探讨1，21，21，2汪澎，章学华，赵俊(1．中国电子科技集团公司第十六研究所，合肥230043;2．安徽万瑞冷电科技有限公司，合肥230088)摘要:氦气为稀缺性战略资源，工业上使用的氦气其尾气大多直接排放，有必要对氦气进行提纯循环再利用。文中对目前工业化排放的废氦气的回收进行了大量市场调研，针对各自的使用特点，提出了不同的废氦气提纯方法，综合分析比较了这些方法的应用原理、各自优缺点及工程化分析，给出了几种典型的氦气提纯

2、工艺方法。关键词:氦气提纯;低温分离;吸附分离;膜分离Studyonthepurificationprocessofheliumexhaustedfromtheindustry1，21，21，2WangPeng，ZhangXuehua，ZhaoJun(1．The16thResearchInstituteofChinaElectronicsTechnologyGroupCorporation，Hefei230043，China;2．AnhuiVacreeTechnologiesCo．，Ltd，Hefei230088，China)Ab

3、stract:Thoughheliumisararestrategicresources，thereargasofheliumusedintheindustryisexhausteddirectly．Itisnecessarytopurifyandrecyclethehelium．Wecarriedonagreatdealofmarketinvestigationandputforwarddifferentmethodstopurifyheliumbasedonitscharacteristics．Severalkindtypic

4、almethodsofheliumpurificationwereproposedbasedonthecom-prhensiveanalysisoftheapplicationprinciple，theirmeritsanddemeritsaswellasengineeringapplication．Keywords:Heliumpurification，Low－temperaturedistillation，Adsorbingseparation，Membranedistillation1引言表1氦气的性质与应用领域Tab．1H

5、eliumpropertiesandapplicationfields氦气是工业、化工、军工、科研教学和高科技利用性质应用产业发展不可或缺的稀有战略性物资，广泛应用沸点最低;常压和绝对零低温超导体的液体冷却于国防军工、科研、航天航空、制冷、医疗、光纤、检度下不固化冲洗液氢系统漏、超导实验、金属制造、深海潜水、高精度焊接生仅次于氢的第二最轻元素气球或飞船中的充入气体产等领域，如表1所示。同时，氦资源对于科研来分子尺寸最小检漏说意义重大。自1913年荷兰物理家卡曼林·欧载气－分析、半导体、液晶化学惰性尼斯成功液化氦气，并由此开展低温物

6、性研究以显示器来，与氦有关的科学研究硕果累累，近50年来，有非常高的比热和导热性能气态冷却－光纤生产10项诺贝尔奖与氦有关。放射性惰性(无放射性同热核聚变反应堆的传输氦气在空气中含量极少(体积含量约5．2×位素)介质－410%)，目前主要依靠从天然气中提取。氦资源最高的电离势金属弧焊、等离子弧熔化全球分布严重不均。美国是世界上氦资源最丰富较低溶解性深海潜水气体的国家，美国的天然气氦含量比较高，平均约为非常高的声速金属涂层0．8%，个别高达7．5%。而我国现有的天然气氦含量极低，属贫氦天然气(氦含量仅为0．2%)。低于2．2K的超流

7、体低温超导体冷却氦资源的匮乏和生产成本高等因素，导致我国不量越来越大，一旦在非常时期氦气难以进口，必将得不依靠从美国、欧洲和中东大量进口所需的氦。在大范围内影响我国的国防安全和经济发展。同时随着我国国防工业技术的发展，氦气的需求因此，节约氦气资源，降低使用成本，对氦气收稿日期:2013－05－02作者简介:汪澎(1975－)，男，硕士，主要从事低温真空设备与系统研发管理工作。·84·其它Others第8期回收、提纯再利用具有非常重要的意义。目前工半导体、光纤制造、真空检漏等。业上氦气常用的纯化方法主要有低温冷凝吸附分离法、变压吸附

8、法、薄膜分离法、化学分离法等。本文对目前工业氦气的使用现状进行分析，针对各自使用特点提出几种典型的氦气提纯方案，为促进我国工业化废氦气提纯技术的发展探索可行的途径。2市场调研分析2．1我国氦气供应情况图1我国市场应用份额经大量市场调研，我国氦气市场