為什么說氦氣是天然氣體中被忽視的“黃金”?
氦占宇宙的23%,僅次于氫,但它是一種氦濃度很低的稀有氣體。目前,工業價值大于0.1%的氦氣主要從天然氣藏中提取,最高含量為7.5%。近年來,液化天然氣(LNG)行業蓬勃發展。液化天然氣尾氣中含有豐富的氦氣,進一步降低了氦的工業標準。
目前,對氦氣藏形成的研究相對薄弱。鹽城氣體公司認為,在漫長的地質歷史中,富鈾、富釷礦物和巖石能產生大量的氦氣,并對其進行局部保存;在地球劇烈活動中,氦氣將集中釋放并溶解在地下水中;如果能輸送到天然氣儲層,富氦氣體將儲存在天然氣儲層中。形成VOIRS,氦氣分子半徑小,需要密封。較強的蓋層,如石膏地層。
中國是一個氦氣貧乏的國家。其氦氣消耗量主要取決于進口,并受人為因素影響。另外,氦氣的開發利用,可以大大提高富氦天然氣的經濟價值。現有資料表明,渭河、四川、塔里木、柴達木、松遼、渤海灣、蘇北、海拉爾等8個盆地均發現含氦天然氣。
液氦的沸點很低(4.25K),是高科技領域的新寵:第一,低溫超導性。液氦的溫度很低,可以為超導磁體提供低溫環境。其中,磁共振成像(MRI)應用最為廣泛。第二,低溫冷卻。
液氦在原子反應堆中廣泛用作冷卻介質和清洗劑。第三,溫度測量。由于氦氣液化溫度很低,接近絕對零度,溫度測量范圍很寬,主要用于精密測量。
氦具有化學惰性,在半導體工業中常用作保護氣體,在科學實驗中常用作載氣。氦可以隔離氧氣,避免焊接工件與硅、氧發生化學反應。目前,保護氣體已成為氦的第二大應用領域。在氣相色譜法中,氦作為載氣可以在不與被測氣體發生反應的情況下輸送被測氣體。
氦是最小的分子,具有最強的穿透能力和最小的密度。可用于管道泄漏檢測。它可以解決聲波探測技術不能單獨解決的問題。對于深埋管道或有保溫層的熱力、油氣管道,特別是低壓管道,具有明顯的檢測效果。
此外,氦還用作高真空器件、核反應堆和航天器的檢漏和清除劑。氦的密度比空氣低得多,常常充滿氣球和飛艇來載人們在空中飛行。氦的惰性化學性質使氦氣球和飛艇比氫氣球和飛艇更安全。
氮氣溶于水,可以與氧氣混合制成“人造空氣”。空氣中的氮氣在高壓下溶解在血液中。當潛水員上升時,壓力下降。血液中的氮一個接一個地逸出,形成氣泡堵塞血管,造成潛水員極度不適的“減壓綜合癥”。
氦在高壓下的溶解度很低,可以用它代替氮氣來解決這個問題。
美國地質調查局的數據顯示,已探測到的全球氦資源約為519億立方米。美國是世界上氦資源最豐富的國家。盡管已經有60多年的大規模開發,但仍占世界總氦資源的40%以上。