Herstellung helium

Arten von Helium

Helium ist ein nicht erneuerbares Gas, das in der Erdkruste vorkommt und für verschiedene Zwecke verwendet wird. Je nach Anforderungen gibt es unterschiedliche Arten und Reinheitsgrade. Diese umfassen die folgenden;

• Industrielles Helium

  Diese Heliumart kommt in verschiedenen Reinheiten vor. Zum Beispiel gibt es eine Reinheit von 99,995 % oder 99,9 %. Letzteres wird für Anwendungen wie die Herstellung von Faseroptik, Elektronik und Schweißen verwendet. Erstere wird für Anwendungen eingesetzt, die hohe Reinheitsstufen erfordern, wie z.B. das Kühlen von supraleitenden Magneten in MRT-Geräten und Teilchenbeschleunigern.

• Medizinisches Helium

  Medizinisches Helium hat eine sehr hohe Reinheit, die manchmal 99,999 % erreicht. Es wird in Verbindung mit Sauerstoff für Patienten verwendet, die Schwierigkeiten beim Atmen haben und an Erkrankungen wie COPD leiden. Helium wird verwendet, weil es ungiftig, nicht brennbar und eine geringe Dichte hat, was es den Patienten erleichtert, zu atmen.

• Reines Helium

  Diese Heliumart wird in der wissenschaftlichen Forschung und in Experimenten verwendet, die hohe Reinheitsgrade erfordern. Es kann eine Reinheit von 99,9 % oder sogar höher erreichen. Es wird in Situationen eingesetzt, in denen selbst kleinste Mengen von Verunreinigungen die Ergebnisse beeinflussen können, zum Beispiel in der Gaschromatographie und als Trägergas in Laboren.

• Kühlungshelium

  Kühlungshelium wird zum Kühlen der Magneten in MRT-Geräten und Teilchenbeschleunigern verwendet. Helium kann sehr niedrige Temperaturen erreichen, wenn es unter Druck steht und dann expandiert. Das liegt an seinem sehr niedrigen Siedepunkt. Helium, das zur Kühlung verwendet wird, muss von hoher Reinheit sein, mindestens 99,9 %.

• Helium für Ballons

  Diese Heliumart ist weniger rein, etwa 99 %. Es wird verwendet, um Ballons zu füllen. Es kann einige Verunreinigungen oder Schadstoffe enthalten, die jedoch die Verwendung zum Füllen von Ballons nicht beeinträchtigen. Dieses Helium ist wirtschaftlich und leicht verfügbar, was es geeignet für soziale Veranstaltungen und Events macht.

Wie man Herstellungshelium auswählt

Beim Auswahl von Heliumgas zum Verkauf sollten die folgenden Punkte beachtet werden;

• Sicherheit:

  Helium ist ein nicht brennbares Gas, das sicherer ist als Wasserstoff. Es stellt kein Explosions- oder Brandrisiko dar. Es ist jedoch wichtig, sicherzustellen, dass das Gas ordnungsgemäß gehandhabt wird, um eine Erstickung zu vermeiden.

• Reinheit:

  Stellen Sie sicher, dass das Helium mindestens 99,995 Prozent rein ist. Dies gewährleistet, dass das Gas sicher und für alle Anwendungen geeignet ist, einschließlich medizinischer und wissenschaftlicher Nutzung.

• Lieferantenreputation:

  Wählen Sie einen seriösen Lieferanten mit nachweislicher Erfolgsbilanz bei der Bereitstellung von hochwertigem Helium und zuverlässigem Service. Suchen Sie nach Bewertungen und Empfehlungen von vertrauenswürdigen Quellen.

• Einhaltung:

  Stellen Sie sicher, dass der Lieferant alle lokalen, staatlichen und bundesstaatlichen Vorschriften in Bezug auf die Heliumproduktion, -verteilung und -sicherheit einhält. Dazu gehören die ordnungsgemäße Lizenzierung und Genehmigung sowie die Einhaltung von Sicherheitsstandards.

• Anwendungen:

  Berücksichtigen Sie die beabsichtigte Verwendung des Heliums. Unterschiedliche Anwendungen können unterschiedliche Reinheitsgrade erfordern. Zum Beispiel können industrielle Anwendungen mit etwas niedrigeren Reinheitsgraden als medizinische oder wissenschaftliche Anwendungen in Ordnung sein.

• Lieferung und Logistik:

  Bewerten Sie die Liefermöglichkeiten und Logistikarrangements des Lieferanten. Dazu gehören Lieferpläne, Transportmethoden und das Vertriebsnetz. Stellen Sie sicher, dass sie die Bedürfnisse und den Standort des Unternehmens erfüllen können.

• Kundenservice:

  Wählen Sie einen Lieferanten, der hervorragenden Kundenservice bietet. Dazu gehören reaktionsschnelle Kommunikation, kompetentes Personal und die Fähigkeit, Anfragen und Probleme umgehend zu bearbeiten.

• Langfristige Beziehung:

  Erwägen Sie die Etablierung einer langfristigen Beziehung zum Heliumlieferanten. Dies kann Vorteile wie verbesserte Zuverlässigkeit, besseres Verständnis der Bedürfnisse und die Möglichkeit vorteilhafter Bedingungen und Konditionen mit sich bringen.

Funktionen, Merkmale und Designs der Heliumherstellung

Helium wird in verschiedenen Designs hergestellt, die jeweils einzigartige Funktionen und Fähigkeiten aufweisen. Hier sind einige gängige Designs sowie deren Funktionen und Merkmale:

• Design zur Gasgewinnung: Dies ist die wichtigste Methode zur Herstellung von Helium. Sie umfasst die Gewinnung von Helium aus Erdgaslagerstätten. Ihre Funktion besteht darin, das im Erdgas vorhandene Helium zu gewinnen. Zusätzlich bietet sie große Erdgasfelder mit hohen Heliumkonzentrationen und Trenneinheiten, die dazu dienen, Helium aus anderen Gasen zu extrahieren.
• Design zur Verflüssigung und Reinigung: Dieses Design wird in der Produktion von hochreinem Helium verwendet. Es umfasst das Kühlen und Komprimieren von Gasgemischen, die Helium enthalten, um es zu trennen und zu reinigen. Es dient der Erzeugung von Helium hoher Reinheit für Anwendungen in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt und dem Gesundheitswesen. Darüber hinaus verfügt es über komplexe Kühlsysteme, Kompressoren und kryogene Geräte, die die Gasverflüssigungs- und Trennprozesse unterstützen.
• Elektrolyse-Design: Helium kann durch Elektrolyse von Wasser hergestellt werden, obwohl diese Methode weniger häufig ist. Das Design enthält eine Trenneinheit, die Helium aus anderen Gasen extrahiert, eine elektrolytische Zelle und ein Gasernennungssystem. Die Funktion dieses Designs besteht darin, Helium aus Wasser in einem Laborumfeld zu gewinnen. Es weist im Vergleich zu anderen Techniken niedrigere Produktionsraten und Reinheitsgrade auf.
• Helium-Recycling-Design: Dieses Design zielt darauf ab, Helium zurückzugewinnen und zu reinigen, um es wiederverwendbar zu machen. Es ist äußerst nützlich in Branchen, die große Mengen Helium verwenden, wie z.B. der Halbleiterproduktion und der medizinischen Bildgebung. Das Design verfügt über ein Gasernennungssystem, Filter und Reiniger. Diese Konstruktion dient dazu, verwendetes Helium zurückzugewinnen und zu recyceln, um Abfall zu minimieren und die Ressourceneffizienz zu steigern.
• Kleinmengen-Heliumproduktionsdesign: Dieses Design wird zur Herstellung von Helium in kleinen Mengen für Labor- oder Spezialanwendungen verwendet. Es verfügt in der Regel über eine kompakte Trenneinheit, ein Gasernennungssystem und Lagertanks. Es dient dazu, eine Heliumquelle für Forschungs- und andere spezialisierte Anwendungen bereitzustellen, bei denen keine großen Mengen erforderlich sind.

Sicherheit und Qualität des Herstellungsheliums

Sicherheit

Helium ist ein nicht brennbares, ungiftiges Gas, das sicherer zu handhaben ist als andere Gase, wie z.B. Wasserstoff, das brennbar ist. Es sollten jedoch einige Sicherheitsüberlegungen beachtet werden, wenn Helium hergestellt und gehandhabt wird:

• Sicherheit bei Druckgasen

  Helium wird in Druckbehältern gelagert. Diese Zylinder sollten vorsichtig gehandhabt werden, um zu verhindern, dass sie umfallen, was dazu führen könnte, dass das Ventil bricht und Gas schnell freigesetzt wird. Die Zylinder sollten in aufrechter Position gesichert werden.

• Erstickungsrisiko

  Helium stellt ein Erstickungsrisiko dar, wenn es in geschlossenen Räumen verwendet wird. Es kann Sauerstoff verdrängen und zu Erstickung führen. Daher ist es wichtig, eine ausreichende Belüftung zu gewährleisten, wenn Helium in die Atmosphäre freigesetzt oder in geschlossenen Räumen damit gearbeitet wird.

• Kühl- und Kryosicherheit

  Helium wird in verflüssigter Form für kryogene Anwendungen verwendet. Der Umgang mit verflüssigtem Helium erfordert besondere Sicherheitsmaßnahmen aufgrund seiner extrem niedrigen Temperatur, die schwere Kälteverbrennungen verursachen kann. Spezielle Handschuhe und Gesichtsschutz sollten beim Umgang mit kryogenem Helium verwendet werden.

• Elektrische Sicherheit

  Helium wird in einigen elektrischen Anwendungen, wie z.B. in Gasentladungslampen und Lasern, verwendet. Es ist wichtig, sicherzustellen, dass alle elektrischen Geräte sicher und konform mit den lokalen Vorschriften sind.

Qualität

Die Qualität von Heliumgas kann je nach mehreren Faktoren variieren, einschließlich seiner Reinheit, seiner Quelle und der Art der Gewinnung und Raffinierung. Hier sind einige wichtige Überlegungen zur Bewertung der Heliumqualität:

• Reinheit

  Die Qualität von Heliumgas wird hauptsächlich durch den Reinheitsgrad bestimmt. Hochreines Helium, typischerweise 99,995 % oder mehr, ist für Anwendungen wie Kryogenik, Luft- und Raumfahrt und Halbleiterfertigung erforderlich. Andere Gase wie Stickstoff, Wasserstoff und Methan müssen in Spuren in Helium mit niedrigerer Reinheit vorhanden sein.

• Quelle

  Erdgasfelder sind die Hauptquellen für Helium. Der Heliumgehalt in diesen Feldern variiert. Gebiete in den USA (wie Texas) und Teile von Katar und Algerien haben große Mengen Helium. Die besten Quellen für Helium sind Felder mit hohen Konzentrationen von Heliumgas.

• Extraktion und Raffinierung

  Prozesse wie kryogene Destillation und Druckwechseladsorption werden verwendet, um Helium aus Erdgas zu extrahieren und zu reinigen. Die Qualität des Heliumgases kann von der Effizienz und Effektivität der Extraktions- und Reinigungsverfahren beeinflusst werden.

• Farbe, Geruch, Geschmackslos

  Heliumgas ist farblos, geruchlos und geschmacklos. Abweichungen von diesen Eigenschaften könnten auf Verunreinigungen im Gas hinweisen.

Fragen & Antworten

Q1: Welche Sicherheitsvorkehrungen sollten beim Umgang mit Helium getroffen werden?

A1: Beim Umgang mit Helium sollte auf eine ausreichende Belüftung in dem Bereich geachtet werden, in dem es verwendet wird, um Erstickung zu verhindern. Darüber hinaus sollte man beim Umgang mit Druckbehältern Handschuhe tragen und sicherstellen, dass diese gesichert und aufrecht gelagert sind.

Q2: Was ist der Hauptgrund für den aktuellen Helium-Mangel?

A2: Der aktuelle Helium-Mangel ist hauptsächlich auf Lieferunterbrechungen aufgrund geopolitischer Spannungen zurückzuführen, insbesondere auf die Auswirkungen der Invasion Russlands in der Ukraine auf die Heliumproduktion sowie auf die steigende globale Nachfrage und die begrenzten Versorgungsquellen.

Q3: Ist Helium eine erneuerbare Ressource?

A3: Nein, Helium ist keine erneuerbare Ressource. Es handelt sich um ein nicht erneuerbares Gas, das aus Erdgasvorkommen gewonnen wird und einmal in die Atmosphäre freigesetzt, schließlich in den Weltraum entweicht. Daher gibt es Bedenken hinsichtlich der langfristigen Verfügbarkeit von Helium.

Q4: Wie kann Helium gespart werden?

A4: Helium kann durch effizientere Nutzung, zum Beispiel in kleineren Mengen für Anwendungen wie Ballons, und durch Recycling in Industrien, in denen es verwendet wird, wie z.B. beim Kühlen supraleitender Magneten, um es zurückzugewinnen und erneut zu verwenden, gespart werden.

Q5: Kann Helium künstlich produziert werden?

A: Während erhebliche Fortschritte bei der Erforschung der Möglichkeit, Helium durch Methoden wie Kernfusion und radioaktiven Zerfall zu produzieren, erzielt wurden, gibt es derzeit keine praktikablen oder wirtschaftlich rentablen Methoden zur großindustriellen künstlichen Heliumproduktion.