氦主要用于制冷、半导体、管道检漏、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。
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。
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。
焊接保护气
用途: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。金属焊接加工中消耗了大量的氦。在惰性气体保护的钨电弧焊(TIG)中,不熔化的钨电、灼热的金属填充物和焊接区域要用连续的氦或氦-混合进行保护。***的数字信号处理(DSP)可通过Arm技术在更丰富的基于Cortex-A的设备中实现。保护焊接所用的气体混合物,可以用氦按不同比例配制。根据焊接工艺、焊丝和被焊的母材的不同,混合气的组成可以不同,通常氦-混合气中氦的含量为15%-70%。
低温工程领域
用途:由于氦的化学惰性和极低的液化点,它在除极低温度外的所有温度下都接近理想气体行为,且单位质量的热容量高,黏度低和热导率高等特性,所以氦通常被用做封闭循环低温制冷机的工作介质、***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。GIS设备自20世纪60年代实用化以来,已广泛运行于世界各地。
航天航空领域
用途:在火箭和空间飞行器燃料系统中,氦气用于清洗低温燃料和氧化贮槽,以及加压低温贮槽液面上部空间,以提供直接输送液体氢和液体氧的压力或者仅给输液泵提供净吸入正压,氦常用于气动控制系统中作为工作介质。在火箭发射之前,为了在点火的初几分钟内得到的推进效率,低温氦已用于预冷上一级液氢火箭发动机。我们使用的每一样电子设备、以及运输电力的所有基础设施都会因为电阻损失能量。液氦还广泛用于低温辐射检测器以及用于空间探索计划中其他专门仪表。
气球载(浮空器)
用途:民用或浮空器、飞艇、气球等充装气体。
汽车制造领域
用途: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。
其它领域
核反应堆、电光源、冶金和金属加工工艺、分析测试载气等。这部分气一般不回收。
氮气是一种无色、无味、无臭的气体,分子量28。在标准状态下密度为1.250Kg/m3、熔点为-210.5℃、沸点为-195.8℃。虽然我们经常把气球和愚蠢的声音于氦气联系起来,但是它远远比这些酷炫。液氮无色透明,易流动,氮气是一种能使人和动物窒息的气体,***长期处于氮含量高于82%的环境中,有发生缺氧的***,人处于氮含量高于94%的环境中,会因严重缺氧而在数分钟内窒息而亡。
氮的化学性质不活泼,在平常的状态下表现为很大的惰性,不容易与其他的物质发生化学反应,因此,氮在冶金工业,电子工业,化学工业中广泛地用来作为保护气。
关于六氟化硫的环保问题
1997年的《京都议定书》已经明确:六氟化硫是目前发现的六种温室气体之一。减少温室气体排放、减缓气候变化是《联合国气候变化公约》和《京都议定书》的主要目标,而我国在减少温室气体排放方面所面临的国际压力越来越大。
温室效应是指大气中的二氧化碳等气体能透过太阳短波辐射,使地球表面升温。同时阻挡地球表面向宇宙空间发射长波辐射,从而使大气增温。由于二氧化碳等气体的这一作用与“温室”的作用类似,故称之为“温室效应”,二氧化碳等气体被称为“温室气体”。
其中CO2对温室效应影响Z大,占60%,而六氟化硫气体的影响仅占0.1%,但六氟化硫气体分子对温室效应具有潜在的危害,这是因为六氟化硫气体一个分子对温室效应的影响为CO2分子的25000倍,同时,排放在大气中的六氟化硫气体寿命特长,约3400年。现今,每年排放到大气中的CO2气体约210亿吨。提纯过程需要提供冷源,由于要在高压操作条件下,自动化程度受到一定限制。现在***每年生产的六氟化硫气体中,至少有一半以上用于电力工业,还在不断的增长当中,而且增速惊人。
这儿值Z得关注的是其特别长的寿命和达到CO2的25000倍对温室效应的贡献能力! 当然,也有人提到六氟化硫在应用过程中会产生少量的毒性物质等问题,但这些问题在严酷的温室效应面前就显得微不足道了。
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