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儀器網(wǎng) 材料化工】氦氣，一種無(wú)色、無(wú)味、
化學(xué)性質(zhì)不活潑的氣體，大多數(shù)人對(duì)于氦氣的認(rèn)知源自氦氣球，作為氫氣球的替代品，氦氣球更加安全。但事實(shí)上，氦氣本身是一種重要的氣體資源，被眾多研究者稱(chēng)之為“氣體黃金”。而氦氣提純也被認(rèn)為是一項(xiàng)重要的技術(shù)，被業(yè)界持續(xù)關(guān)注。
就在近日，由中化西南化工研究院設(shè)計(jì)院有限公司與中國(guó)石油化工股份有限公司聯(lián)合研發(fā)的首個(gè)氦氣提純項(xiàng)目開(kāi)車(chē)成功，氦氣純度穩(wěn)定在99.9999%，更重要的是，該技術(shù)的核心模塊低溫精制單元是中化西南化工研究院設(shè)計(jì)院有限公司全套自我研發(fā)的技術(shù)(參考資料來(lái)源：科技日?qǐng)?bào))，因此該項(xiàng)目也可以認(rèn)為是我國(guó)在提純氦氣技術(shù)上的一個(gè)重要突破。此外，該成果也為后續(xù)氦氣的發(fā)展提供了重要的技術(shù)支持。
那么為什么氦氣被稱(chēng)作“氣體黃金”呢？這點(diǎn)和氦氣的供需關(guān)系有密切聯(lián)系。除了一開(kāi)始我們提到的氦氣球，氦氣球還被廣泛應(yīng)用于科研、工業(yè)等領(lǐng)域。像是“充當(dāng)火箭液體燃料的壓送劑和增壓劑”“作為冶煉及焊接時(shí)的保護(hù)氣體”“用于核反應(yīng)堆的冷卻，火箭和核反應(yīng)堆的一些管道及
電子和電氣裝置等的檢漏”“液化后用于制造超導(dǎo)設(shè)備”“與氧氣混合后用于潛水供氧”等。因此，目前在世界范圍內(nèi)，氦氣都是和高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著密切聯(lián)系，并且需求量很大的戰(zhàn)略性物資。
但與之相對(duì)的是，氦氣在我們活動(dòng)圈的儲(chǔ)備量。盡管，氦是僅次于氫元素的宇宙中含量第二的元素，但是在地球的空氣中，氦氣的占比僅僅只有約0.000524%，并且這部分氦氣還很難被提出出來(lái)。并且即便提取出來(lái)了，其中消耗的成本也不可預(yù)期，研究表明，從空氣中提取氦氣的成本比從礦石中提煉黃金的成本還要高。這也是為什么工業(yè)制氦采用的是“天然氣”這一原材料。然而天然氣是一種不可再生資源，因此，可供使用的氦氣的總儲(chǔ)備量其實(shí)很少。有專(zhuān)家分析，氦氣資源可能只能夠持續(xù)使用200年。事實(shí)上，此前國(guó)外就已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)因?yàn)楹夤?yīng)不足導(dǎo)致相關(guān)產(chǎn)業(yè)被迫停工的情況。
而我國(guó)的情況則更糟。我國(guó)天然氦氣儲(chǔ)備量?jī)H占全球的2%左右，并且氦氣勘測(cè)進(jìn)展很慢、勘測(cè)效率也很低，這也直接導(dǎo)致了我國(guó)95%的氦氣要靠進(jìn)口。換言之，對(duì)于我國(guó)而言，如果不能解決氦氣的供給難題，那么無(wú)論是大眾生活還是科研發(fā)展，都或多或少的會(huì)受到影響。
那么如何解決這個(gè)問(wèn)題呢？竟然儲(chǔ)量問(wèn)題不是我們能夠決定的，那就從提純和回收著手突破。我國(guó)氦氣匱乏，很大一部分原因出在工業(yè)技術(shù)上。直到2020年我國(guó)在寧夏鹽池建設(shè)了首座大型氦氣制造廠的年產(chǎn)氦量也才20噸左右，而哪一年我國(guó)的氦氣需求量卻達(dá)到了4000多噸。這足以說(shuō)明我們?cè)诘獨(dú)庵圃旒夹g(shù)上存在的缺陷。但是近幾年，包括最近實(shí)現(xiàn)的低溫精制技術(shù)提純?cè)趦?nèi)，我國(guó)陸續(xù)誕生了多項(xiàng)和氦氣有關(guān)的技術(shù)，氦氣提純率高的同時(shí)，回收率更提升至95%以上，這為后續(xù)我國(guó)真正實(shí)現(xiàn)氦氣的自主供應(yīng)提供了重要基礎(chǔ)。接下來(lái)我們要做的是加快資源勘測(cè)效率，同時(shí)繼續(xù)精進(jìn)技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)氦氣的自給自足。
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