Гелий – как получают и где используют

Гелий – как получают и где используют

Гелий — инертный газ без вкуса, запаха и цвета. В периодической таблице Менделеева идет под номером два. Газ получил широкое применение во многих промышленных отраслях, медицине, микроэлектронике, производстве пищевых продуктов. Инертные свойства гелия позволяют использовать его в сварке цветных металлов в качестве защитной газовой оболочки. В отличие от аргона, он обладает более высокой теплопроводностью, а значит, профиль шва получается более широкий. В статье мы подробно расскажем о свойствах благородного газа, его видах и использовании в различных сферах жизни.

Гелий — инертный газ без вкуса, запаха и цвета. В периодической таблице Менделеева идет под номером два. Газ получил широкое применение во многих промышленных отраслях, медицине, микроэлектронике, производстве пищевых продуктов. Инертные свойства гелия позволяют использовать его в сварке цветных металлов в качестве защитной газовой оболочки. В отличие от аргона, он обладает более высокой теплопроводностью, а значит, профиль шва получается более широкий. В статье мы подробно расскажем о свойствах благородного газа, его видах и использовании в различных сферах жизни.

Очень немногие химики могли похвастаться тем, что держали в руках хотя бы крохотный пузырек неона или гелия.

Матвей Бронштейн

Содержание статьи

  1. Свойства гелия
  2. Способы получения гелия
  3. Марки гелия
  4. Где применяется гелий
  5. Гелиевое течеискание
  6. Хранение и транспортировка

Свойства гелия

Это элемент с поистине необычными свойствами. Он почти не растворяется воде, легче воздуха в семь раз, но немного тяжелее водорода. Обладает высокой скоростью диффузии. Именно поэтому его перевозят в стальных баллонах.

Температура кипения (при нормальном АД) — минус 268.9˚С. Шведы Н. Ленгле, П. Клеве первыми выяснили, какая масса у гелия — 4,002602(2) а. е. м. (г/моль). Плотность (при 20˚С и АД 750 мм рт.ст.) — 0,00017846 г/см.

Атом состоит из двух электронов. Их орбиты настолько близки, что необходимо затратить много энергии, чтобы оголить ядро. Именно поэтому He считается слабо активным химическим веществом. Слабым межмолекулярным взаимодействием объясняется низкая температура кипения, невысокая теплота испарения и плавления.

Кристаллобразный гелий получают при давлении более 25 атмосфер. Даже чтобы создать химические соединения гелия, нормальные условия не подходят. Он хорошо проводит электричество и тепло. А вязкость крайне низка. Пожалуй, в природе не существует элемента с подобным набором свойств.

баллон с гелием

Способы получения гелия

Хотя гелий во Вселенной распространен, на Земле он встречается в составах газовых смесей в небольшой концентрации. Добывают его несколькими способами:

  • из минералов. Фергюсонит, клевеит, монацит нагревают до температуры 1000˚C. Гелий выделяется вместе с углекислым газом, который удаляют едким натрием;
  • из природного газа. Его сильно охлаждают, а из полученной смеси выделяют гелий. Сначала получают концентрат разных газов, с содержанием He около 70 %. Затем с помощью сжатия и охлаждения проходит очистка. На заключительном этапе газ пропускают через адсорбер из активированного угля;
  • из воздуха. He — побочный продукт при добыче азота и кислорода. В результате выпаривания в ректификационных колоннах остаются неон и гелий. Затем гелий отделяют жидким водородом или охлажденным активированным углем.

Марки гелия

Гелий марки А и Б — технические газы, отличающиеся степенью очистки и областью применения.

Состав Марка А (% об. ) Марка Б (% об.)
He, не менее 99,995 99,99
N, не более 0,0005 0,002
O+Ar 0,0001 0,0005
Ne, не более 0,004 0,008
Водяные пары, не более 0,0006 0,002
Углеводороды, не более 0,0001 0,0005
CO₂+CO, не более 0,0002 0,001
H, не более 0,0001 0,0025

Обе марки иногда подвергают дальнейшей очистке с помощью криогенной установки.

Где применяется гелий

Высокая тепло- и электропроводность нe делает его полезным для разных отраслей промышленности и производства.

При выполнении сварочных работ с тугоплавкими, химически чистыми, активными металлами требуется высокая чистота среды. Инертный гелий марки А подходит для создания таких условий.

Поскольку газ не растворяется в воде, его можно использовать при работах на глубине.

В медицине гелиевокислородные смеси применяют для лечения астмы и других болезней дыхательной системы. «Гелиевым воздухом» наполняют баллоны для аквалангистов. Дышать смесью гелия и кислорода легче. Поэтому водолазы могут дольше находиться на глубине, без вредных последствий (например, кессонной болезни).

Гелий легок, обладает низкой плотностью. Поэтому им заполняют не только воздушные шарики для праздников и декора, но и шары для воздухоплавания или метеорологические зонды. Гелий используют при производстве микроэлектроники, аппаратов МРТ, спутников. Им заполнены даже привычные лазерные сканеры штрих-кодов на кассах магазинов.

воздушный шар

Жидкий гелий применяют как хладагент для получения сверхнизких температур для разных производственных процессов. В производстве продуктов гелий получил применение как консервант, сохраняющий вкус и цвет продуктов, и упаковочный газ.

Хотите получить консультацию?

Позвоните нам по телефону!
+7 (495) 532 17 17 Пн.-Пт. с 9:00 до 18:00, обед с 13:00 до 14.00, Сб. с 9.00 до 15:00

Гелиевое течеискание

Утечка — отверстие в баллоне или технической системе, через которое просачивается содержимое. Если она вовремя не устранена, то со временем произойдет поломка.

Для чего используется гелий? Поскольку этот газ в естественной концентрации низок (5 ppm) и не вступает химические реакции с другими веществами в нормальных условиях, то его применение в течеискании безопасно. Его легко обнаружить при проверке.

Способ основан на создании разного давления на поверхности объекта и течеискателя. Если есть отверстие, то возникает поток газа со стороны высокого на сторону низкого давления.

Таким методом контролируют герметичность:

  • в энергетических установках,
  • в лабораториях,
  • на нефтегазовых предприятиях,
  • на промышленном оборудовании.

Хранение и транспортировка

Газ закачивают в коричневые баллоны из углеродистой или легированный стали объемом 10 и 40 литров. Без потери качества, при регулярном освидетельствовании содержимое хранится до двух лет.

Для перемещения используют специальные контейнеры. Перевозка осуществляется в соответствии с мерами безопасности, действующими на выбранном виде транспорта.

Компания «ТАНТАЛ-Д» предлагает различные виды газов для промышленного и бытового использования. Осуществляем доставку по Москве и Московской области.

Источники:

  1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Гелий
  2. От твёрдой воды до жидкого гелия. В. М. Бродянский
  3. Химическая термодинамика. А. Мюнстер

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Как получают гелий?

Из минералов, из природного газа, из воздуха.

Где применяют гелий?

Во многих отраслях промышленности и производства. Для сварки или работах на глубине, в медицине, микроэлектронике, метеорологии и других сферах.

Какого цвета баллоны для гелия?

Коричневого.

Гелий – как получают и где используют
ООО «ТАНТАЛ-Д»
140050, Россия, Московская обл., Люберецкий р-он, пос. Красково, ул. Карла Маркса, д. 117, строение 16 (территория ВНИИСТРОМ 12 км от МКАД)
+7 495 532 17 17

Гелий — инертный газ без вкуса, запаха и цвета. В периодической таблице Менделеева идет под номером два. Газ получил широкое применение во многих промышленных отраслях, медицине, микроэлектронике, производстве пищевых продуктов. Инертные свойства гелия позволяют использовать его в сварке цветных металлов в качестве защитной газовой оболочки. В отличие от аргона, он обладает более высокой теплопроводностью, а значит, профиль шва получается более широкий. В статье мы подробно расскажем о свойствах благородного газа, его видах и использовании в различных сферах жизни.

Очень немногие химики могли похвастаться тем, что держали в руках хотя бы крохотный пузырек неона или гелия.

Матвей Бронштейн

Содержание статьи

  1. Свойства гелия
  2. Способы получения гелия
  3. Марки гелия
  4. Где применяется гелий
  5. Гелиевое течеискание
  6. Хранение и транспортировка

Свойства гелия

Это элемент с поистине необычными свойствами. Он почти не растворяется воде, легче воздуха в семь раз, но немного тяжелее водорода. Обладает высокой скоростью диффузии. Именно поэтому его перевозят в стальных баллонах.

Температура кипения (при нормальном АД) — минус 268.9˚С. Шведы Н. Ленгле, П. Клеве первыми выяснили, какая масса у гелия — 4,002602(2) а. е. м. (г/моль). Плотность (при 20˚С и АД 750 мм рт.ст.) — 0,00017846 г/см.

Атом состоит из двух электронов. Их орбиты настолько близки, что необходимо затратить много энергии, чтобы оголить ядро. Именно поэтому He считается слабо активным химическим веществом. Слабым межмолекулярным взаимодействием объясняется низкая температура кипения, невысокая теплота испарения и плавления.

Кристаллобразный гелий получают при давлении более 25 атмосфер. Даже чтобы создать химические соединения гелия, нормальные условия не подходят. Он хорошо проводит электричество и тепло. А вязкость крайне низка. Пожалуй, в природе не существует элемента с подобным набором свойств.

баллон с гелием

Способы получения гелия

Хотя гелий во Вселенной распространен, на Земле он встречается в составах газовых смесей в небольшой концентрации. Добывают его несколькими способами:

  • из минералов. Фергюсонит, клевеит, монацит нагревают до температуры 1000˚C. Гелий выделяется вместе с углекислым газом, который удаляют едким натрием;
  • из природного газа. Его сильно охлаждают, а из полученной смеси выделяют гелий. Сначала получают концентрат разных газов, с содержанием He около 70 %. Затем с помощью сжатия и охлаждения проходит очистка. На заключительном этапе газ пропускают через адсорбер из активированного угля;
  • из воздуха. He — побочный продукт при добыче азота и кислорода. В результате выпаривания в ректификационных колоннах остаются неон и гелий. Затем гелий отделяют жидким водородом или охлажденным активированным углем.

Марки гелия

Гелий марки А и Б — технические газы, отличающиеся степенью очистки и областью применения.

Состав Марка А (% об. ) Марка Б (% об.)
He, не менее 99,995 99,99
N, не более 0,0005 0,002
O+Ar 0,0001 0,0005
Ne, не более 0,004 0,008
Водяные пары, не более 0,0006 0,002
Углеводороды, не более 0,0001 0,0005
CO₂+CO, не более 0,0002 0,001
H, не более 0,0001 0,0025

Обе марки иногда подвергают дальнейшей очистке с помощью криогенной установки.

Где применяется гелий

Высокая тепло- и электропроводность нe делает его полезным для разных отраслей промышленности и производства.

При выполнении сварочных работ с тугоплавкими, химически чистыми, активными металлами требуется высокая чистота среды. Инертный гелий марки А подходит для создания таких условий.

Поскольку газ не растворяется в воде, его можно использовать при работах на глубине.

В медицине гелиевокислородные смеси применяют для лечения астмы и других болезней дыхательной системы. «Гелиевым воздухом» наполняют баллоны для аквалангистов. Дышать смесью гелия и кислорода легче. Поэтому водолазы могут дольше находиться на глубине, без вредных последствий (например, кессонной болезни).

Гелий легок, обладает низкой плотностью. Поэтому им заполняют не только воздушные шарики для праздников и декора, но и шары для воздухоплавания или метеорологические зонды. Гелий используют при производстве микроэлектроники, аппаратов МРТ, спутников. Им заполнены даже привычные лазерные сканеры штрих-кодов на кассах магазинов.

воздушный шар

Жидкий гелий применяют как хладагент для получения сверхнизких температур для разных производственных процессов. В производстве продуктов гелий получил применение как консервант, сохраняющий вкус и цвет продуктов, и упаковочный газ.

Хотите получить консультацию?

Позвоните нам по телефону!
+7 (495) 532 17 17 Пн.-Пт. с 9:00 до 18:00, обед с 13:00 до 14.00, Сб. с 9.00 до 15:00

Гелиевое течеискание

Утечка — отверстие в баллоне или технической системе, через которое просачивается содержимое. Если она вовремя не устранена, то со временем произойдет поломка.

Для чего используется гелий? Поскольку этот газ в естественной концентрации низок (5 ppm) и не вступает химические реакции с другими веществами в нормальных условиях, то его применение в течеискании безопасно. Его легко обнаружить при проверке.

Способ основан на создании разного давления на поверхности объекта и течеискателя. Если есть отверстие, то возникает поток газа со стороны высокого на сторону низкого давления.

Таким методом контролируют герметичность:

  • в энергетических установках,
  • в лабораториях,
  • на нефтегазовых предприятиях,
  • на промышленном оборудовании.

Хранение и транспортировка

Газ закачивают в коричневые баллоны из углеродистой или легированный стали объемом 10 и 40 литров. Без потери качества, при регулярном освидетельствовании содержимое хранится до двух лет.

Для перемещения используют специальные контейнеры. Перевозка осуществляется в соответствии с мерами безопасности, действующими на выбранном виде транспорта.

Компания «ТАНТАЛ-Д» предлагает различные виды газов для промышленного и бытового использования. Осуществляем доставку по Москве и Московской области.

Источники:

  1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Гелий
  2. От твёрдой воды до жидкого гелия. В. М. Бродянский
  3. Химическая термодинамика. А. Мюнстер

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Как получают гелий?

Из минералов, из природного газа, из воздуха.

Где применяют гелий?

Во многих отраслях промышленности и производства. Для сварки или работах на глубине, в медицине, микроэлектронике, метеорологии и других сферах.

Какого цвета баллоны для гелия?

Коричневого.

Назад

Если вам понравилась статья, поделитесь ей в социальных сетях

Читать также

Какие газы используют на предприятиях
Автор: Лебедев Юрий Агафонович
Как получают аммиак в промышленности и где используют
Автор: Лебедев Юрий Агафонович
Как получают жидкий азот?
Автор: Лебедев Юрий Агафонович
Как правильно хранить газовые баллоны?
Автор: Лебедев Юрий Агафонович
Освидетельствование газовых баллонов
Автор: Лебедев Юрий Агафонович

Форма заказа товаров и услуг

Название организации
Телефон
Контактное лицо *
E-mail
Товар или услуга *
Комментарий

Акции

Если у вас остались старые баллоны, мы готовы обменять их на выгодных условиях. Таким образом, вы приобретаете новый баллон по более низкой цене.

Новости
15.12.2019

Только у нас, банано-газ в наличии! Если вы сделаете заявку на 16 баллонов и более, мы организуем доставку.

22.11.2019

ООО «ТАНТАЛ-Д» начинает заправку моноблоков газом собственного производства.