Helium Recovery 101 Zašto svaki industrijski korisnik helija mora sada razumjeti tehnologiju oporavka

Sažetak Helium je drugi najzastupljeniji element u svemiru, ali je nezamjenjiv i sve rijedak na Zemlji. Za razliku od prirodnog plina ili dušika, helij se ne može proizvoditi - proizvodi se isključivo kao sporni nusproizvod ekstrakcije prirodnog plina, a jednom kad se oslobodi u atmosferu, zauvijek se isprazni u svemir. Za industrije koje ovise o helijumu za testiranje curenja, kriogeno hlađenje, zavodno zaštitno zaštićenje, gasnu hromatografiju i proizvodnju poluprovodnika, pitanje više nije hoće li cijene helija porasti, već kako ga koristiti manje po jedinici proizvodnje. Tehnologija oporavka helija proces hvatanja, pročišćavanja i ponovnog korištenja helija koji bi se inače otpuštao pokazala se kao jedino ekonomski održivo dugoročno rješenje. Ovaj članak objašnjava kako radi oporavak helija, što ga čini tehnički izazovnim i zašto industrijski korisnici koji gledaju u budućnost grade kapacitete za oporavak prije nego što im prekidi snabdijevanja prisile ruku.

U slučaju da je to potrebno, u skladu s člankom 6. stavkom 1. stavkom 2.

Dio 1: Zašto se helij ne može zamijeniti I zašto se ne može proizvesti

Jedinstvena fizička svojstva helija čine ga neophodnim u iznenađujuće širokom spektru industrija. S točkom ključanja od -269 °C, to je jedina tvar sposobna hladiti superprovodljive magnete u MRI strojevima i ubrzivačima čestica na radnu temperaturu. Kao najmanji i najlakši inertni plin, helij služi kao najosjetljiviji gas za otkrivanje curenja bitan za provjeru integriteta automobila, zrakoplovnih komponenti, poluprovodničkih procesnih komora i pakiranja medicinskih uređaja. U zavarivanju, visoka toplinska provodljivost helija proizvodi dublje prodiranje i brže brzine putovanja na aluminiju, nehrđajućem čeliku i reaktivnim legurama. U gasnoj hromatografiji, njegova inertnost čini ga idealnim nositeljskim plinom za analizu.

Ono što čini helijum strateški ranjivim je njegov lanac snabdijevanja. Helij se formira tijekom milijuna godina kroz radioaktivno raspadanje uranijuma i torija duboko u Zemljinoj kori. Akumulira se u istim geološkim zamkama kao i prirodni plin, iz kojih se izvlači u koncentracijama obično između 0,1% i 0,5% što znači da je 99,5% do 99,9% onoga što izlazi iz bunara s helijumom metan. Samo nekoliko postrojenja za preradu prirodnog plina širom svijeta opremljeno je proizvodnjom helija i instalacijama za tečenje. U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EU) br. 1303/2013 Komisija je odlučila o uvođenju mjera za smanjenje emisija CO2 u skladu s člankom 2. stavkom 2. točkom (a) Uredbe (EU) br. 1303/2013.

Američko uredu za upravljanje zemljištem u Teksasu, koje je ujedno i temeljno područje globalne isporuke helija, već godinama se gubi. Katarska postrojenja Ras Laffan, ruski Amur kompleks i mali broj postrojenja u Alžiru i Australiji sada nose teret svjetske opskrbe helijumom. Svaki od tih izvora suočava se sa svojim geopolitičkim, logističkim i tehničkim ograničenjima. Rezultat je globalno tržište helija na kojem se spot cijene mogu kretati 200-400% iznad ugovornih cijena i gdje se klauzule o višoj sili sve češće pozivaju.

Dio 2: Kako radi oporavak helija Proces u tri koraka

Helijumska obnova nije pojedinačna oprema već integrirani sustav koji obavlja tri uzastopne funkcije: hvatanje, pročišćavanje i represizaciju.

Uzima znači prikupljanje helija na svakom mjestu korištenja prije nego što se ispušta. U stanici za testiranje curenja to znači usmjeravanje ispušnih plinova iz testne komore ispunjenih helijumom u kolektor umjesto puštanja u prostoriju. U GC-MS laboratoriji, to znači hvatanje ispuštanja nosača plina. U laserskoj ćeliji zavarivanja, to znači prikupljanje helijuma koji bi se inače raspao. Inženjerski izazov u ovoj fazi je čvrstoća otpada. Svaki pribor, ventil i zglob u mreži za prikupljanje moraju održavati integritet helija na nivou ispod mikrona, jer čak i stopa curenja od 0,1% tijekom 24/7 rada može predstavljati tisuće dolara izgubljenog helija godišnje.

Pročišćavanje je najteža faza. Oživljeni helij nikada nije čist nosi dušik i kisik iz infiltracije okolnog zraka, vlagu iz vlažnosti, par ulja iz lubrikacije kompresora ako se koriste kompresori lubrikirani uljem uzvodno, te tragove ugljovodonika iz kontaminacije procesa. Ciljna čistoća ovisi o primjeni: helij poluprovodnika zahtijeva čistoću od 99,999% (5N) s vlažnošću ispod 10 dijelova po milijardi, dok industrijsko ispitivanje curenja može prihvatiti 99,5%. Tipični vlak za pročišćavanje koristi tri uzastopne tehnologije: filteri za koagulaciju za uklanjanje aerosola i čestica, adsorpcijske posede za pritisak ili membranske module za uklanjanje masovnog dušika i kisika te visoko-temperaturske pročišćivače za finalno poli

Represizacija vraća pročišćenog helija na pritisak koji zahtijeva oprema u daljnjem prigu bilo gdje od 10 bar za laboratorijske distribucijske glave do 200 bar za punjenje i skladištenje viškaglazničkih cilindara. U ovoj fazi je ključna kompresija bez ulja, jer bi bilo kakva kontaminacija maziva poništila rad pročišćavanja i potencijalno oštetila analitičke instrumente ili procesnu opremu.

Član 3: Ekonomika oporavka Kraći povrat novca nego što većina operatora očekuje

Poslovni slučaj za oporavak helija dramatično se ojačao u posljednje tri godine. Srednja industrijska korisnica koja godišnje troši 1000 kubnih metara helija za testiranje curenja mogla bi potrošiti 30.000 do 50.000 godišnje po trenutnim ugovornim cijenama i daleko više ako bude prisiljena kupiti na spot tržištu tijekom smanjenja raspodjele. Pravilno dizajnirani sustav za oporavak koji hvata 85-95% tog helija smanjuje godišnje potrebe za kupovinom na 50-150 kubnih metara gase za proizvodnju. U mnogim regijama, u skladu s tim stopama oporavka, razdoblja otplate sustava su se smanjila s tradicionalnih 3-5 godina na 12-18 mjeseci.

Ekonomika postaje još uvjerljivija kada se uzima u obzir sigurnost opskrbe. Smanjenje dodjele helija u kojem dobavljač plina smanji količine isporuke za 30%, 50% ili više u kratkom roku može zaustaviti cijelu proizvodnu liniju. Cijena izgubljene proizvodnje obično je veća od cijene samog helija. Sposobnost oporavka pretvara helij iz potrošnog materijala ograničenog opskrbom u sredstvo za ponovno korištenje, čime se operacije izoliraju od nestabilnosti tržišta.

Član 4: Je li vaša operacija spremna za oporavak helija?

Ne trebaju svi korisnici helija puni sustav oporavka. Odluka ovisi o tri faktora: godišnjem opsegu potrošnje helija, riziku pouzdanosti opskrbe u vašem regionu i zahtjevima čistoće za vaše posebne primjene.

U slučaju operacija s godišnjom potrošnjom manje od 200 kubnih metara, uz stabilnu ugovornu opskrbu, razdoblja povratnog iznosa mogu biti predugačna da bi se opravdala ulaganja u kapital. Proizvodi koji godišnje troše 500-2.000+ kubnih metara, posebno oni u regijama s nestabilnom ponudom ili za koje je nestanak proizvodnje posljedica šest- ili sedmostruko-cifrenih posljedica, trebali bi početi procjenjivati opcije oporavka sada prije nego što se smanjenje raspodjele prisiljava

U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, za svaku upotrebu helija u skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) ovog članka, potrebno je utvrditi razine potrošnje helija u skladu s člankom 3. točkom (a) ovog članka. Ti podaci ne samo da stvaraju internog poslovnog slučaja, već također pružaju specifikacije koje svaki sustav oporavka mora ispunjavati.

Za organizacije spremne istraživati oporavak helija, suradnja s stručnjacima za inženjerstvo sustava plina koji razumiju rukovanje visokim čistotinama plina umjesto općih dobavljača industrijske opreme smanjuje rizik integracije. U slučaju da se ne provede ispitivanje, sustav za oporavak mora biti u skladu s standardima za otpornost na curenje i specifikacijama za kompatibilnost materijala. U skladu s člankom 3. stavkom 1. stavkom 2.

Dok se helij prelazi s jeftinog, obilnog industrijskog plina na strateški, ograničen resurs, tehnologija za oporavak se mijenja iz opcijske u nužnu. Organizacije koje sada izgrade ove mogućnosti imat će i troškovnu prednost i garanciju kontinuiteta rada, što njihovi konkurenti koji još čekaju da se tržište helija "vrati u normalu" neće.

Profil tvrtke i medija Shenzhen Wofly Technology Co., Ltd. je 15-godišnji ISO-certificirani proizvođač komponenti industrijskih plinova s dubokim stručnim znanjem u području regulacije tlaka visoke čistoće, preciznog ventila, dizajna plinskih ormara i integracije sustava kolektorja. Proizvodi tvrtke AFKLOK uključuju regulator pritiska, ventile, kompresijske pribor, gasne ormare i kolektorske sustave koji služe poluprovodničkoj, laboratorijskoj, medicinskoj i novoj energetskoj industriji u više od 30 zemalja. Za revizije potrošnje helija, procjene izvedivosti iskorištavanja ili tehničko savjetovanje, obratite se timu za inženjerstvo plinskog sustava AFKLOK-a.