氦气怎么生产出来的

氦气是怎么生产出来的

氦是基本化学元素之一。在自然状态下，氦是一种无色气体，以其低密度和低化学反应性而闻名。众所周知，它是一种不易燃的气体，同时为飞艇和气球提供升力。由于它的化学惰性，它也被用于机器人弧焊的气体保护，以及作为生长用于制造电子半导体设备的硅和锗晶体的非反应气氛。液态氦通常用于提供某些医学和科学应用(包括超导研究)所需的极低温度。

虽然氦是宇宙中最丰富的元素之一，但它的大部分存在于地球大气层之外。氦直到1868年才被发现，当时法国天文学家皮埃尔·詹森和英国天文学家约瑟夫·洛克耶爵士正在研究日食。利用分光计，根据存在的元素将光线分成不同的色带，他们都观察到了一条黄色的光带，这条光带无法被任何已知元素识别。他们发现的消息在同一天传到了科学界，这两个人通常都被认为是这一发现的创造者。洛克耶建议将这种新元素命名为氦(helium)，这个名字来源于希腊单词helios(太阳)。

15年，英国化学家威廉·拉姆齐爵士发现铀矿物cleveite中含有氦。瑞典化学家P.T.克利夫和尼尔斯·朗格莱特几乎在同一时间也有类似的发现。这是氦首次在地球上被发现。1905年，在堪萨斯州德克斯特附近的一口井中，人们发现天然气中含有2%的氦气。对世界各地其他天然气来源的测试发现，氦的浓度差异很大，

在20世纪初，比空气轻的飞艇和飞艇的发展几乎完全依靠氢来提供升力，即使它是高度易燃的。在第一次世界大战期间，美国意识到不易燃的氦优于氢，并宣布它是一种重要的战争材料。生产受到严格控制，出口受到。1925年，美国通过了第一个氦保案，禁止向非用户出售氦。直到1937年，装满氢气的兴登堡号飞船在新泽西州莱克赫斯特着陆时发生爆炸，才被解除，氦气取代了氢气，用于商用比空气轻的飞船。

今天，大多数含氦的天然气来源都在美国境内。加拿大、波兰和中东其他一些国家也有重要的来源。

稀缺的气体：

氦是由地下的重元素如铀和钍的放射性衰变产生的。来自这些元素的部分辐射由阿尔法粒子组成，阿尔法粒子形成氦原子的原子核。其中一些氦到达表面，进入大气层，在那里迅速上升并逃逸到太空中。其余的被困在不透水的岩层下，并与那里形成的天然气混合。在各种天然气矿床中发现的氦的含量从几乎为零到高达4%不等。只有大约十分之一的正在开采的天然气田的氦气浓度大于0.4%，经济上可行。

氦也可以通过液化空气和分离气体成分来生产。这种方法的生产成本很高，空气中氦气的含量也很低。虽然这种方法经常用于产生其他气体，如氮和氧，但很少用于产生氦。

氦气的生产工艺：

氦通常是天然气加工过程中的副产品。天然气含有甲烷和其他碳氢化合物，它们是天然气燃烧时的主要热能来源。大多数天然气沉积物还含有少量的氮、水蒸气、二氧化碳、氦气和其他不燃物质，这些物质降低了天然气的潜在热能。为了在可接受的热能水平下生产天然气，必须去除这些杂质。这个过程称为升级。

当气体中氦气含量按体积计超过0.4%左右时，通常采用低温蒸馏法回收氦气含量。一旦氦气从天然气中分离出来，就需要进一步精炼，使其纯度达到99.99%以上，用于商业用途。

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