01
A hélium jellemzői és szabványai
A hélium alapvető tulajdonságai
A hélium, színtelen, szagtalan, nem - gyúlékony gáz, a levegőben van jelen, körülbelül 5,2 rész / millió koncentrációban. Noha a hélium elméletileg elválasztható a levegőtől, gyakran finomítják a kb. 0,5% héliumot tartalmazó földgáztól, mivel tartalma túl vékony. Ez a ritka gázelem fontos szerepet játszik számos területen, egyedi kémiai tulajdonságaival. Ez könnyebb, mint a levegő, tehát széles körben használják léghajókban és léggömbökben, helyettesítve az erősen tűzveszélyes hidrogént. Ugyanakkor a folyékony hélium felbecsülhetetlen értékű értéke van a kriogenika területén, mivel rendkívül alacsony forráspontja.
A hélium elnevezésének és felfedezésének története
Már 1868 -ban, a francia csillagász, Janssen véletlenül megfigyelt egy egyedi sárga vonalat a napsugár -spektrumban, miközben megfigyelte a teljes napfogyatkozást. Ez a felfedezés szignifikánsan különbözik a nátrium -spektrum ismert D1 és D2 vonalától. Ugyanakkor a brit csillagász, Lockyer szintén rögzítette ennek a sárga vonalnak a létezését. A csillagászok általában úgy vélték, hogy ez a vonal csak a napfényben létezik, és feltételezték, hogy ez lehet egy ismeretlen fémelem. Ezért Lockyer kreatívan elnevezte ezt az elemet, amely a görög "Sun God" (Helio) és a "{7}}} ium" utótagból származik, amely egy fém elemet jelöl. A megfelelő kínai fordítás a "hélium". 1895 -ben a Ramsay és a Travers együtt dolgoztak egy inaktív gáz felfedezésében, amikor feldolgozzák a Pitchblende -t, amelyet héliumként azonosítottak spektroszkópiával. Ez a felfedezés megerősítette, hogy a hélium nemcsak a napfényben létezik, hanem széles körben elterjedt a földön, és egy nem - fém elem. Azóta a héliumot széles körben használják különféle területeken. Alacsony forráspontja miatt a folyékony hélium ideális választás az ultra - alacsony hőmérsékletű hűtéshez, különösen a felfüggesztett vonatok és a szupravezetők alkalmazásában. Ugyanakkor a kémiai inaktivitás és a világosabb -, mint a - hélium levegőjellemzői, ideális választás az űrhajó felfújására és a léggömbök reklámozására. Ezenkívül a Hélium számos területen megmutatta az alkalmazási értéket, például a tengeri fejlesztés, az orvosi mágneses rezonancia képalkotó berendezések, a katonai ipar, a tudományos kutatás és a petrolkémiai anyagok.
02
A hélium előkészítése és alkalmazása
Előkészítési módszer a hélium
Kondenzációs módszer: Az iparban a kondenzációs módszert gyakran használják a hélium kivonására a földgázból. Ez a módszer magában foglalja a földgáz előkezelését és tisztítását, a nyers hélium előállítását és a hélium finomítását, és végül 99,99% tiszta hélium előállítható.
Levegő -elválasztási módszer: Ez a módszer általában magában foglalja a nyers hélium és a neon vegyes gáz kinyerését a légi eszközről frakcionálási módszerrel. További elválasztás és tisztítás után 99,99% tiszta héliumot lehet beszerezni.
Hidrogén cseppfolyósítási módszer: A hidrogén cseppfolyósítási módszert az iparban is használják a hélium kinyerésére a szintetikus ammónia farokgázból. A folyamat magában foglalja az alacsony - hőmérséklet -adszorpciót a nitrogén eltávolításához, a desztillációt a nyers hélium eléréséhez, majd az oxigén katalitikus dehidrogénezéshez és a hélium tisztításához, hogy végül magas - tisztasági héliumot kapjunk.
Magas - tisztasági hélium módszer: Ha magasabb tisztasági héliumra van szükség, mint például a 99,9999%, a 99,99% tiszta héliumot tovább kell tisztítani az aktivált szén -adszorpcióval.
Érdemes megjegyezni, hogy a héliumot a megszilárdulási folyamat során megfelelő nyomásnak kell kitenni, mivel az nem tud megszilárdulni egy telített folyadék abszolút nullára történő hűtésével. 2,173K -nál a hélium egy normál folyadékból egy egyedi tulajdonságokkal rendelkező folyadékká alakul, nevezetesen egy szuperfluid. Ennek a folyadéknak a nulla entrópia, a rendkívül magas hővezető képesség és a rendkívül alacsony viszkozitás jellemzői vannak.
Hélium széles alkalmazása
A héliumot tudományos és technológiai berendezésekben, például szupravezetőkben és nukleáris mágneses rezonanciában használják ultra - alacsony hőmérsékleti tulajdonságai miatt, és széles körben használják a repülés és a katonai területeken.
03
A hélium biztonsága és kockázata
A hélium inhaláció kockázata és megelőzése
A nagy mennyiségű hélium belélegzése miatt a testben az oxigén helyettesíti a héliumot, ami a hypoxia tüneteit okozza, ami súlyos esetekben akár halálos is lehet. Ezen túlmenően, ha a héliumot közvetlenül egy magas - nyomású gázhenger belélegzik, akkor annak magas áramlási sebessége súlyosan károsíthatja a tüdőszövetet. A hélium és az oxigén keverékének túlzott belélegzése magas - nyomás idegesség -szindrómát (HPN) okozhat, de egy kis mennyiségű nitrogén enyhítheti ezt a tünetet, és a nitrogénszámlák a levegő akár 78% -át is igénybe vehetik, tehát általában nem kell aggódni. A nagy mennyiségű hélium hosszú ideig történő belélegzése azonban az agyban vagy akár a halált okozhat. Érdemes megjegyezni, hogy sok francia krumpli kis mennyiségű héliumot tartalmaz a csomagolásukban, de az összeg elhanyagolható, és nem okoz károkat.
Biztonsági előírások a hélium használatára
A hélium használatakor azt olyan nyomáscsökkentőn keresztül kell dekompresszálni, mint például az YQY - 12 vagy 152in-125, és a gázvezetéknek szivárgásmentesnek kell lennie, amelyet a szappanos vízzel történő szivárgás detektálása igazolhat.
Győződjön meg arról, hogy a munkahely jól szellőztetett, hogy megakadályozzák a hélium szivárgását, hogy az oxigéntartalom csökkenjen. Amikor a héliumkoncentráció kevesebb, mint 19,5% oxigéntartalomra növekszik, az emberek olyan tünetek sorozatát fogják tapasztalni, mint például a gyors légzés, a figyelmeztetés, az ataxia, és súlyos esetekben kóma és görcsök, sőt a halál is. Ezért nagy figyelmet kell fordítani a hélium használatára a biztonság biztosítása érdekében.
Amikor a héliumhengerek használata közeledik a végéhez, akkor a gázminőség és a használat biztonságának biztosítása érdekében legalább 0,5 mPa maradék nyomást kell tartani. A palackszelepnek bezárva kell maradnia, amíg a maradék nyomás eltűnik.
A palackozott héliumot kategóriákba kell rakni a szállítás, a tárolás és a használat során, távol a nyílt lángoktól és a hőforrásoktól. A biztonság biztosítása érdekében kerülje az ütközést, valamint a durva berakodást és a kirakodást. Ha a hengereket nagy távolságra mozgatja, használjon veszélyes áruk szállítási járműveket szállításhoz. Ezen túlmenően a folyékony hélium hőmérséklete rendkívül alacsony, és a bőrrel való érintkezés súlyos fagyást okozhat, így különleges gondozásra van szükség.
A [robbanásveszély] maga a hélium nem - gyúlékony, de ha magas hőnek van kitéve, akkor a tartály belső nyomása növekedhet, és fennáll a repedés és a robbanás kockázata. Ezért használat közben különös figyelmet kell fordítani a biztonságra.
[Elsősegély -intézkedések az inhalációhoz] Ha a hélium véletlenül belélegez, akkor gyorsan hagynia kell a helyszínt egy friss levegővel rendelkező helyre, és nyitva kell tartania a légutakot. Ha a légzési nehézségi tünetei vannak, azonnal adjon oxigénterápiát. Ha abbahagyja a légzést, akkor azonnal végezzen mesterséges légzést, és gyorsan meg kell keresnie az orvosi ellátást.
[Fire - harci intézkedések] Mivel maga a hélium nem - gyúlékony, a Fire - harcban a legfontosabb, hogy a tartály lehetséges kockázata, ha magas hőnek van kitéve. Tűz esetén a tartályt a lehető legnagyobb mértékben szabad területre kell mozgatni, és vízzel permetezni kell, hogy a tartály lehűljön, amíg a tűz el nem olt.
