Cách chế tạo khí heli từ thiên nhiên

Cách chế tạo khí heli như thế nào?  Đây luôn là vấn đề mà rất nhiều người băn khoăn. Bởi đây là loại khí được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau. Nó là nguồn khí hữu hạn, không có khả năng tự tái tạo và sản sinh ra.

Do đó, để có thể điều chế khí heli không phải là việc dễ dàng. Hãy cùng tìm hiểu thêm về cách tạo ra khí heli qua những thông tin hữu ích dưới đây.

2 cách chế tạo khí heli chủ yếu hiện nay là tách chiết từ không khí và khí thiên nhiên. Mỗi cách tạo ra khí heli lại có ưu điểm riêng của nó về hiệu quả cũng như tính đơn giản. Hãy cùng khám phá các cách chế tạo khí heli cùng MIGCO nhé.

cach-che-tao-khi-heli

Lịch sử của khí heli

Ở thời điểm đầu, loại khí trơ này được tìm thấy ở trong các giếng dầu hay ở đá dưới lòng đất. Tuy nhiên, thời điểm đó, cách chế tạo khí heli  chưa phát triển và nó chỉ được sử dụng chủ yếu trong các loại khinh khí cầu bay.

Những năm sau đó, Hoa Kì là quốc gia đã trở thành trung tâm dự trữ và chế tạo khí heli lớn nhất thế giới. Nhưng chi phí bỏ ra để duy trì các hoạt động của trung tâm này quá lớn. Nguồn thu từ việc điều chế khí heli và bán ra ngoài thị trường không đủ nguồn vốn bỏ ra.

Bởi giá bán khí heli trong thời gian đó rất rẻ. Do đó, trung tâm này đã bị đóng cửa. Từ đó, mở ra một ngành công nghiệp khai thác khí heli trên phạm vi toàn cầu. Đặc biệt là những nước có nguồn khí từ thiên nhiên chứa nhiều loại khí heli này bắt đầu vào công cuộc điều chế.

Trữ lượng điều chế khí heli được ước tính là 410 tỷ m3 và nó tập trung chủ yếu ở các nước lớn như Mỹ, Nga, Qatar. Ngoài Mỹ thì Nga là nước có trữ lượng sản xuất khí heli lớn tiếp theo.

Cách chế tạo khí heli như thế nào?

Khí heli có ở đâu

Nếu như trước đây, việc tạo ra khí heli nhờ vào việc bóc tách, chiết nạp từ không khí, thì ngày nay cách điều chế loại khí này hiệu quả nhất đó là từ thiên nhiên. Bởi hàm lượng khí heli có trong không khí rất thấp.

Khí heli trơ nên không phản ứng với bất kỳ chất nào rất khó dựa vào các phản ứng hóa học để điều chế. Trước đây người ta chọn xử lý những tảng đá gốc urani như là cách chế tạo khí heli bên cạnh thu gom khí mỏ kể từ năm 1906.

Khi khoan giếng tại Dexter, Kansas và thấy hàm lượng heli cao chiếm tới 1.84% nên người ta đã mở ra ngành công nghiệp khai thác khí Heli từ mỏ.

Thường loại khí này được sản xuất tại các nhà máy lớn trên rất nhiều quốc gia hiện nay. Điển hình như nhà máy Heli Orenburg của Nga. Với ưu điểm nơi đây chứa rất nhiều các mỏ dầu và khí ngưng tụ. Đây là những nơi chứa rất nhiều khí Helium.

Cả hai cách tạo ra khí heli này đều chỉ có tạo ra được khối lượng khí rất nhỏ mà dạng thô. Khí Heli mà hiện nay các bạn sử dụng thì đã qua quá trình tinh lọc và chưng cất.

Helium chất lượng đạt tới được độ tinh khiết từ 5.0 99.999% hoặc 6.0 99.9999% tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng.

Trước đây cách tạo ra khí heli là bóc tách, chiết nạp từ không khí nhưng ngày nay cách điều chế loại khí từ thiên nhiên là an toàn và hiệu quả nhất. Bởi hàm lượng khí heli trong không khí rất thấp, trong tự nhiên cao hơn khi chiếm tới 0.55%.

Cách tạo ra khí heli cần phải trải qua 2 giai đoạn như sau:

Giai đoạn 1:

  • Ngưng tụ khí tự nhiên ở mức nhiệt độ thấp để các khí có chuyển sang dạng hóa lỏng.
  • Khi đó khí heli sẽ được thu ở trạng thái khí dạng đậm đặc.
  • Lượng khí này sẽ có hàm lượng hữu ích được đánh giá là rất lớn không dưới 80%.

Giai đoạn 2:

  • Quá trình tinh chế để tiến hành loại bỏ các tạp chất lẫn bên trong hỗn hợp khí heli đã thu được bên trên để có khí heli tinh khiết.
  • Một số chất có thể lẫn trong đó như khí metan, hydro, nitơ… Sau quá trình này khí helium thô đã được lọc để thu được heli tinh khiết hơn 90%.

Phương pháp này được thực hiện theo nguyên tắc mỗi loại khí thì có nhiệt độ hóa lỏng khác nhau. Mỗi phân đoạn nhiệt sẽ có một chất được hóa lỏng tách ra được theo thứ tự khí có nhiệt độ hóa lỏng cao thì tách ra trước.

Và dòng khí sẽ tiếp tục được làm mát để tách những khí khác tiếp. Cụ thể khí oxy hóa lỏng ở nhiệt độ -183oC, khí Argon hóa lỏng ở mức nhiệt -186oC, nitơ sẽ hóa lỏng ở -196oC còn helium hóa lỏng ở -269oC (khoảng điều kiện 4.2oK hoặc -52.2oF).

Tuy nhiên chi phí cho cách tạo ra khí heli này khá cao mà lượng khí heli trong không khí thấp nên thường thì phương pháp này chỉ dùng để sản xuất khí nitơ và khí oxy.

Chế tạo khí heli để làm gì?

Đây là nguồn khí trơ được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực như hàng không, kỹ thuật hay ngành công nghiệp hạt nhân, điện tử,…

Ngoài ra, khí heli tinh khiết còn được dùng trong việc hỗ trợ hô hấp đối với những người thợ lặn dưới biển sâu hoặc dùng trong y học để điều trị các bệnh hen suyễn.

Và phổ biến nhất, bạn hay gặp loại khí này trong đời sống hàng ngày đó là dùng để bơm bong bóng bay hoặc khinh khí cầu. Từ quá trình điều chế heli sẽ tạo ra được nguồn khí trơ an toàn khi sử dụng.

Bình khí heli bơm bóng bay an toàn
Khí Heli được dùng bơm bóng bay thay cho hidro

Nó không hề chứa các chất độc hại, gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Bên cạnh đó, nó không gây cháy nổ như khí hydro. Do đó, khi ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau sẽ cảm thấy yên tâm hơn.

Cách tạo khí heli từ thiên nhiên còn được ứng dụng trong ngành luyện kim. Bởi nó là loại khí sẽ giúp tạo ra môi trường bảo vệ tốt khi hàn các loại kim loại.

Do đó, trong ngành này sẽ không thể thiếu khí heli trong quá trình sản xuất. Ngoài ra, loại khí này còn được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực hạt nhân. Nó sẽ là chất làm nguội trong các lò phản ứng hạt nhân. Chính vì vậy, vai trò của loại khí này rất quan trọng.

Tuy nhiên, cách chế tạo khí heli để tạo ra nguồn khí trơ này ngày càng trở nên khan hiếm. Do đó, đòi hỏi quá trình điều chế heli cần được gia tăng hơn rất nhiều để có thể đáp ứng được nhu cầu sử dụng của dòng khí này.

> Xem ngay 13 ứng dụng của khí heli mang lại

Helium có cháy không?

Khí Heli là một khí trơ không gây cháy nổ, không nảy sinh phản ứng với các nguyên tố hóa học khác. Khí Heli chỉ biến đổi mà cụ thể là hóa lỏng ở tình trạng áp suất chuẩn và không độ tuyệt đối.

Nếu như khí Heli không cháy vậy tại sao những quả bóng bay thường bị nổ gây cháy với ngọn lửa rất lớn? Trên thực tế, những quả bóng bay có khả năng gây cháy này đều không được bơm khí Heli.

  • Nhằm gia tăng lợi nhuận, những người bán bóng bay thường sử dụng khí Hidro để thay cho khí Heli vì sự chênh lệch giá thành của hai loại khí này.
  • Bên cạnh đó, khi quả bóng bay có chứa khí Hidro bị bể hoặc xì ở những môi trường gần nguồn nhiệt cao thì khí Hidro trong những quả bóng bay này sẽ được kích thích làm nảy sinh phản ứng cháy với Oxy có trong không khí.
  • Do đó có thể nói,những quả bóng bay bị cháy, bị nổ này hoàn toàn không liên quan đến khí Heli.

Đến đây, tin rằng các bạn đã tìm ra được đáp án cho câu hỏi khí Heli có cháy không. Và câu trả lời là KHÔNG nhé!

>> Tìm hiểu thêm: Mua bình khí bơm bóng bay an toàn ở đâu tphcm và hà nội giá rẻ?

kho khí đặc biệt migco

Như vậy qua bài viết này các bạn đã biết được cách chế tạo khí heli cũng như khí heli lấy ở đâu. Nếu các bạn còn bất cứ câu hỏi nào liên quan đến loại khí trơ nhẹ này thì hãy liên hệ Migco ngay nhé 093.77.55.800