1.冷凝法:天然氣提氦在工業(yè)上采用冷凝法,該法工藝包括天然氣的預(yù)處理凈化、粗氦制取及氦的精制等工序,制得99.99%的純氦氣。
2.空分法:一般采用分凝法,從空氣裝置中提取粗氦、氖混合氣,由粗氦、氖混合氣制純氦、氖混合氣,經(jīng)分離及純化,制得99.99%的純氦氣。
3.氫液化法:工業(yè)上采用氫液化法從合成氨尾氣中提氦。該法工藝是低溫吸附清除氮、精餾得到粗氦,加氧催化除氫及氦的純化,制得99.99%的純氦氣。
4.高純氦法:將99.99%的純氦進(jìn)一步用活性炭吸附純化制得99.9999%的高純氦氣。
氦氣是最主要的深圳工業(yè)氣體品種之一,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。
在半導(dǎo)體工業(yè)中,高純氦氣用作生長(zhǎng)鍺和硅晶體的保護(hù)氣。某些混合氣的底氣、清洗、屏蔽和加壓系統(tǒng)的惰性氣體;氣相色譜載氣;在生產(chǎn)象鈦和锫那樣的活性金屬時(shí)用作保護(hù)氣;電弧焊接的保護(hù)氣;在原子能反應(yīng)堆中作為氣體的冷卻介質(zhì);充氦飛船,如美國(guó)海軍司令部和空軍司令部正在研究用裝有預(yù)警系統(tǒng)的飛船來(lái)探測(cè)低空飛行的導(dǎo)彈;美國(guó)毒品管理局在美國(guó)南部邊境地區(qū)設(shè)置了6只系留雷達(dá)的小型飛艇,用于探查毒品走私的情況;美國(guó)邊防巡邏站計(jì)劃利用小型飛艇來(lái)探查非法人境的外國(guó)人。美國(guó)航空和航天局正在利用充氦氣球來(lái)采集南極洲上空的空氣樣品,以研究臭氧層遭到破壞的各種原因。充填于在寒冷氣候中使用的熒光燈管;充填中子和氣體溫度計(jì);設(shè)備、管路等的氦質(zhì)譜檢漏;與氧氣混臺(tái)用于醫(yī)療;在航天技術(shù)上,液氦加注系統(tǒng)的真空管路、貯槽、槽車(chē)以及火箭貯箱中的空氣必須首先用高純氮?dú)庵脫Q,合格后用高純氦氣置換,分析合格后用高純氦密封;還可用作衛(wèi)星和火箭的擠壓氣源及姿態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)用氣源。
液氦主要用于超導(dǎo)技術(shù)和磁共振成像(MRI)。超導(dǎo)粒子加速器要用液氦來(lái)冷卻超導(dǎo)磁體。美國(guó)阿貢(Argonne)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室正在研究用于軍事和商業(yè)目的的磁流體推進(jìn)系統(tǒng),這種動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)不使用運(yùn)動(dòng)部件。
MRI在醫(yī)療上的應(yīng)用價(jià)值很高,日本于1995年安犍了278套超導(dǎo)MRI,過(guò)去單機(jī)液氦年用量約400L。超導(dǎo)磁體庖儲(chǔ)存系統(tǒng)能儲(chǔ)存平時(shí)過(guò)多的電力,需要時(shí)可以為高峰用電提供電力。液氦在低溫技術(shù),同步加速器和回轉(zhuǎn)加速器的研究與開(kāi)發(fā)中應(yīng)用前景廣闊。