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氦气的市场前景及其利用

发布时间:2021-01-07 15:40:20 打印

氦气是一种稀有气体,虽然在空气中只有5.2%,但并不影响氦气在生活中及工业中的利用和其重要性。

一、氦气市场概况;

美国的氦气资源丰富。是世界上主要的氦气生产和消费国家。其次是:俄罗斯、波兰、阿尔及利亚。在最近20年内,全球氦气市场年增长率约为9.3%。         

1990,全球氦消费量8778m3,其中美国为6144m3。消费分配为:研究开发和超导29%,核磁共振装置18%,焊接14%,联邦政府使用19%

1995,全世界生产了约1.43亿m3A级氦,其中美国占1.14亿m3。在世界其它国家生产的0.29亿m3A级氦中,大部分为俄罗斯和波兰生产,其余为中国、印度等国生产。

1995,美国在其国内和国际市场上共销售A级氦(氦纯度为99.995%以上)0.96亿m3,其中美国矿物局和美国私有制氦商在美国市场上销售了0.684亿m3,由美国私有制氦商在国际市场上销售了0.277亿m3

1995年比1994年氦气的销量(1.006亿m3)降低了4.3%。美国的氦气消费分配为:低温加工业0.164亿m3(24%);加压吹除0.13亿m3(19%);焊接0.137亿m3(20%);受控气氛0.075亿m3(11%);潜水呼吸混合气0.021亿m3(3%);检漏0.034亿m3(5%);其它0.123亿m3(18%)

二、氦气及液氦的利用;

氦气是最主要的工业气体品种之一,应用领域广泛。

在半导体工业中,高纯氦气用作生长锗和硅晶体的保护气。某些混合气的底气、清洗、屏蔽和加压系统的惰性气体;气相色谱载气。

在生产象钛和锆那样的活性金属时用作保护气;电弧焊接的保护气;在原子能反应堆中作为气体的冷却介质。

充氦飞船,美国海军司令部和空军司令部正在研究用装有预警系统的飞船来探测低空飞行的导弹;美国毒品管理局在美国南部边境地区设置了6只系留雷达的小型飞艇,用于探查毒品走私的情况;美国边防巡逻站计划利用小型飞艇来探查非法入境的外国人。

美国航空和航天局正在利用充氦气球来采集南极洲上空的空气样品,以研究臭氧层遭到破坏的各种原因。充填于在寒冷气候中使用的荧光灯管;充填中子和气体温度计;设备、管路等的氦质谱检漏;与氧气混合用于医疗。

在航天技术上,液氢加注系统的真空管路、贮槽、槽车以及火箭贮箱中的空气必须首先用高纯氮气置换,合格后用高纯氦气置换,分析合格后用高纯氦密封;还可用作卫星和火箭的挤压气源及姿态控制发动机用气源。

氦主要用于医疗、军工、制冷、半导体、管道检漏、高精度焊接、金属制造、深海潜水、光电子产品生产、气球载、科研、军事等领域。下面结合氦资源主要应用对氦资源用户进行分析。

 1.核磁共振(低温超导)领域,核磁共振成像仪(MRI)采用低温超导磁体技术需液氦进行冷却。

2.制冷(家用电器)领域,氦气主要用于冷凝器、蒸发器、管道系统的检漏。

3.半导体、光纤领域,氦气主要用于半导体工业中生长锗和硅晶体的保护气,光纤预制棒制作和光纤拉丝工艺中冷却和保护性氛围气体。

4.焊接保护气,当一些金属在加热或熔化时,为了阻止其和大气中的氧和氮反应,必须用惰性气氛保护。

5.低温工程领域,氦通常被用做封闭循环低温制冷机的工作介质、国家重大科学工程中低温超导磁体和超导腔的冷却介质以及大专院校科研实验等。

6.航天航空领域,氦常用于气动控制系统中作为工作介质。

7.气球载,浮空器、飞艇、气球等充装气体。

8.汽车制造领域,氦气用于汽车安全气囊中、在汽车铝合金轮毂气密性检漏中、汽车空调蒸发器、压缩机及冷凝器的气密性检漏中、氦气在车架激光焊接中的应用。

9.其它生理医疗、核反应堆、电光源、冶金和金属加工工艺、分析测试载气等。

液氦主要用于超导技术和磁共振成像(MRI)

超导粒子加速器要用液氦来冷却超导磁体。美国阿贡(Argonne)国家实验室正在研究用于军事和商业目的的磁流体推进系统,这种动力推进系统不使用运动部件。MRI在医疗上的应用价值很高,日本于1995年安装了278套超导MRI,过去单机液氦年用量约400L

超导磁体电储存系统能储存平时过多的电力,需要时可以为高峰用电提供电力。液氦在低温技术,同步加速器和回转加速器的研究与开发中应用前景广阔。

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