他只有求助于當(dāng)時相當(dāng)?shù)墓庾V學(xué)家之一的倫敦物理學(xué)家克魯克斯??唆斂怂棺C明了,這種氣體就是氦。這樣氦在地球上也被發(fā)現(xiàn)了。[5]在二十世紀(jì)初的幾十年里,世界各國都在尋找氦氣資源,在當(dāng)時主要是為了充飛艇。但是到了二十一世紀(jì),氦不僅用在飛行上,前列科學(xué)研究,現(xiàn)代化工業(yè)技術(shù),都離不開氦,而且用的常常是液態(tài)的氦,而不是氣態(tài)的氦。液態(tài)氦把人們引到一個新的領(lǐng)域——低溫世界。英國物理學(xué)家杜瓦(Dewar)在1898年首先得到了液態(tài)氫。就在同一年,荷蘭的物理學(xué)家卡美林·奧涅斯也得到了液態(tài)氫。液態(tài)氫的沸點是零下253℃,在這樣低的溫度下,其他各種氣體不僅變成液體,而且都變成了固體。只有氦是一個不肯變成液體的氣體。包括杜瓦和卡美林·奧涅斯在內(nèi)的科學(xué)家們和決心把氦氣也變成液體。1908年7月13日晚,荷蘭物理學(xué)家卡美林·奧涅斯(HeikeKamerlinghOnnes昂納斯)和他的助手們在的萊頓實驗室取得成功,氦氣變成了液體。他次得到了320立方厘米的液態(tài)氦。要得到液態(tài)氦,必須先把氦氣壓縮并且冷卻到液態(tài)空氣的溫度,然后讓它膨脹,使溫度進(jìn)一步下降,氦氣就變成了液體。液態(tài)氦是一種與眾不同的液體,其沸點為零下269℃。在這樣低的溫度下,氫也變成了固體。氦存在于整個宇宙中,按質(zhì)量計占23%,但次于氫。青州本地氦氣采購
而高熵的正常成分不能通過毛細(xì)管。這導(dǎo)致右側(cè)液氦的熵增加,左側(cè)的熵減少,這意味著右側(cè)溫度升高而左側(cè)溫度降低。這種由機(jī)械力引起的熱量遷移稱為機(jī)-熱效應(yīng)。機(jī)-熱效應(yīng)的逆過程稱為熱-機(jī)效應(yīng)。右側(cè)液氦受熱后(吸熱Q),低熵的超流成分減少,左側(cè)液氦中的超流成分通過毛細(xì)管流向右側(cè),而正常成分不能通過毛細(xì)管,這導(dǎo)致右側(cè)液面升高形成壓強(qiáng)差。熱-機(jī)效應(yīng)的“噴泉”裝置。帶毛細(xì)管噴嘴的無底玻璃管的填充金剛砂粉末P,用棉花C塞住底部,浸入液氦中。用光照射玻璃管,使管內(nèi)的液氦溫度升高,超流成分激發(fā)成正常成分。管外的超流成分通過棉花塞向管內(nèi)轉(zhuǎn)移,形成內(nèi)外壓強(qiáng)差,液氦從噴嘴噴出。液氦第二聲波普通流體中的聲波是由密度交替變化形成的,稱密度波。1941年朗道發(fā)展了量子液體的流體動力學(xué),預(yù)言在HeⅡ中除普通密度波(稱聲波)外,還存在另一種聲波,它是由液氦中超流成分(低熵,溫度較低)與正常流體成分(高熵,溫度較高)的相對運動形成的,稱為溫度波或熵波(第二聲波)。實驗證實了溫度波的存在。液氦同位素3He是4He的同位素,在天然氦中所占比例小于10-7,通過人工核反應(yīng)可得足夠數(shù)量的。與4He一樣,在常壓下液態(tài)3He不會固化。青州本地氦氣采購氦氣廣泛應(yīng)用于科研、石化、制冷、醫(yī)療、半導(dǎo)體。
氦氣是****和高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展不可或缺的稀有戰(zhàn)略性物資之一。含氦天然氣迄今仍是工業(yè)化生產(chǎn)氦氣的來源。我國氦氣資源相當(dāng)貧乏,含量很低,提取難度大,成本高。因此,在保護(hù)有限氦氣資源的同時,研究開發(fā)先進(jìn)的天然氣提氦技術(shù)對于提高氦氣生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性、保障國家用氦安全和促進(jìn)我國天然氣提氦工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。通過對提氦技術(shù)的分析介紹,低溫冷凝法較為成熟,但能耗、成本較高;吸附法、吸收法和膜滲透法等其他提氦技術(shù)各具特點,但限于適用條件尚不能規(guī)模化工業(yè)應(yīng)用。隨著新材料、新技術(shù)的發(fā)展,天然氣提氦技術(shù)不斷改進(jìn)創(chuàng)新,吸附法、膜滲透法等提氦工藝發(fā)展迅速,聯(lián)產(chǎn)法、聯(lián)合法工藝有著良好的應(yīng)用前景,這些都為促進(jìn)天然氣提氦技術(shù)的發(fā)展提供了新的思路。
氦(Helium),為稀有氣體的一種。元素名來源于希臘文,原意是“太陽”[1]。1868年法國的楊森利用分光鏡觀察太陽表面,發(fā)現(xiàn)一條新的黃色譜線,并認(rèn)為是屬于太陽上的某個未知元素,故名氦。氦在通常情況下為無色、無味的氣體,是不能在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下固化的物質(zhì)。氦是**不活潑的元素。氦的應(yīng)用主要是作為保護(hù)氣體、氣冷式核反應(yīng)堆的工作流體和**溫冷凍劑。此外,由于密度比空氣小且性質(zhì)穩(wěn)定,氦還可以作為浮升氣體2017年2月6日,中國南開大學(xué)的王慧田、周向鋒團(tuán)隊及其合作者在《NatureChemistry》上發(fā)表了有關(guān)在高壓條件下合成氦鈉化合物——Na?He的論文[2-3],結(jié)束了氦元素?zé)o化合物的歷史,這標(biāo)志著我國在稀有氣體化學(xué)領(lǐng)域走向了**前端。中文名氦英文名Helium分子量CAS登錄號7440-59-7EINECS登錄號231-168-5沸點℃水溶性外觀無色氣體元素類型非金屬單質(zhì)原子序數(shù)2發(fā)現(xiàn)人威廉·拉姆塞有無放射性無元素符號He目錄1研究歷史2含量分布3物理性質(zhì)?基本信息?超流動性?超導(dǎo)現(xiàn)象4化學(xué)性質(zhì)?氟化物制取猜想?離子化合物?中性分子?氦鈉化合物5同位素6制取方法7作用用途8危險性?引起窒息?安全事項-氦氣瓶?氦氣對人體的不良反應(yīng)氦研究歷史編輯1868年8月18日。由于密度比空氣小且性質(zhì)穩(wěn)定,氦還可以作為浮升氣體。
研究開發(fā)先進(jìn)的天然氣提氦技術(shù)對于提高氦氣生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性、保障國家用氦安全和促進(jìn)我國天然氣提氦工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。通過對提氦技術(shù)的分析介紹,低溫冷凝法較為成熟,但能耗、成本較高;吸附法、吸收法和膜滲透法等其他提氦技術(shù)各具特點,但限于適用條件尚不能規(guī)?;I(yè)應(yīng)用。隨著新材料、新技術(shù)的發(fā)展,天然氣提氦技術(shù)不斷改進(jìn)創(chuàng)新,吸附法、膜滲透法等提氦工藝發(fā)展迅速,聯(lián)產(chǎn)法、聯(lián)合法工藝有著良好的應(yīng)用前景,這些都為促進(jìn)天然氣提氦技術(shù)的發(fā)展提供了新的思路。[11-12]氦氣氦氣純度氦氣工業(yè)氦項目名稱指標(biāo)氦氣純度:≥99%氖(氫)、氧(氬)、氮、甲烷總含量,%≤1水分含量,**,≤-43℃氦氣純氦項目名稱指標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品氦氣純度,%≥氖含量,ppm≤152540氫含量。長時間吸入氦氣可導(dǎo)致腦損傷甚至死亡。在大部分薯條類包裝袋里也含有少量氦氣,不過不必?fù)?dān)心,沒有危害。青州本地氦氣采購
氣球充氣:由于氦氣密度遠(yuǎn)小于空氣(空氣的密度為1.29kg/m3,氦氣的密度為0.1786kg/m3)。青州本地氦氣采購
氦膜的存在使液氦能沿器壁向盡可能低的位置移動。將空的燒杯部分地浸于HeⅡ中時,燒杯外的液氦將沿?zé)獗谂郎媳?,并進(jìn)入杯內(nèi),直至杯內(nèi)和杯外液面持**之,將盛有液氦的燒杯提出液氦面時,杯內(nèi)液氦將沿器壁不斷轉(zhuǎn)移到杯外并滴下。液氦的這種轉(zhuǎn)移的速率與液面高度差、路程長短和障壁高度無關(guān)。對HeⅡ性質(zhì)的理論研究首先由F.倫敦作出。4He原子是自旋為整數(shù)的玻色子,倫敦把HeⅡ看成是由玻色子組成的玻色氣體,遵守玻色統(tǒng)計規(guī)律,玻色統(tǒng)計允許不同粒子處于同一量子態(tài)中。倫敦證明了存在一個臨界溫度Tc,當(dāng)溫度低于Tc時,一些粒子會同時處于零點振動能狀態(tài)(即基態(tài)),稱為凝聚,溫度愈低,凝聚到零點振動能狀態(tài)的粒子數(shù)就愈多,在零度時,全部粒子都凝聚到零點振動能狀態(tài),以上現(xiàn)象稱為玻色-愛因斯坦凝聚。L.蒂薩認(rèn)為HeⅡ的超流動性起因于玻色-愛因斯坦凝聚。由于已凝聚到基態(tài)的HeⅡ原子具有比較低的零點振動能,故有極大的平均自由程,能夠幾乎無阻礙地通過極細(xì)的毛細(xì)管。蒂薩首先提出二流體型,后來。二流體模型認(rèn)為HeⅡ由兩部分**的、可互相滲透的流體組成,一種是處于基態(tài)的凝聚部分,熵等于零,無粘滯性,是超流體;另一種是處于激發(fā)態(tài)(未凝聚)的正常流體。青州本地氦氣采購