Helyum üretimi

Heliyum Türleri

Heliyum, yer kabuğunda bulunan yenilenemez bir gazdır ve çeşitli amaçlarla kullanılmaktadır. İhtiyaçlara bağlı olarak farklı türler ve saflık seviyelerinde gelir. Bunlar şunlardır;

• Sanayi Heliyumu

  Bu helyum türü çeşitli saflıklarda mevcuttur. Örneğin, %99.995 saflık veya %99.9 saflık mevcuttur. İkincisi, fiber optik, elektronik ve kaynak işlemleri gibi uygulamalar için kullanılır. İlk tür ise, MRI makinelerinde ve parçacık hızlandırıcılarındaki süper iletken mıknatısların soğutulması gibi yüksek saflık gerektiren uygulamalar için kullanılmaktadır.

• Tıbbi Heliyum

  Tıbbi sınıf heliyum çok yüksek saflıktadır, bazen %99.999'a yaklaşır. Nefes almakta zorluk çeken ve KOAH gibi hastalıklardan muzdarip hastalar için oksijen ile birlikte kullanılmaktadır. Heliyum, toksik olmaması, alev almaması ve düşük yoğunluğu nedeniyle hastaların nefes almasını kolaylaştırdığı için tercih edilmektedir.

• Saf Heliyum

  Bu helyum türü, yüksek saflık gerektiren bilimsel araştırmalar ve deneylerde kullanılmaktadır. %99.9 veya daha yüksek bir saflığa ulaşabilir. Gaz kromatografisi ve laboratuvarlarda taşıyıcı gaz olarak kullanılacağı durumlarda, bileşenlerin bileşiminin etkileyebileceği yerlerde kullanılır.

• Soğutma Heliyumu

  Soğutma heliyumu, MRI makinelerindeki ve parçacık hızlandırıcılarındaki mıknatısları soğutmak için kullanılır. Heliyum, basınç altında iken çok düşük sıcaklıklara ulaşabilir ve ardından genişletildiğinde bu durumu korur. Bunun nedeni, çok düşük bir kaynama noktasına sahip olmasıdır. Soğutma için kullanılan heliyum, en az %99.9 saflıkta olmalıdır.

• Balonlar için Heliyum

  Bu helyum türü daha düşük saflığa sahiptir, yaklaşık %99'dur. Balonları doldurmak için kullanılır. Bazı impüriteler veya kontaminantlar içerebilir, ancak bunlar balonları doldurulmasında etkili değildir. Bu heliyum ekonomik olup kolayca temin edilebilmektedir, bu nedenle sosyal etkinlikler için uygundur.

Heliyumu Nasıl Seçmeli

Satış için heliyum gazı seçerken aşağıdakilere dikkat edin;

• Güvenlik:

  Heliyum, hidrojen kadar tehlikeli olmayan, alev almayan bir gazdır. Patlama veya yangın riski oluşturmaz. Ancak, asfiksi riskini önlemek için gazın düzgün bir şekilde yönetilmesi önemlidir.

• Saflık:

  Heliyumun en az %99.995 saflığında olduğundan emin olun. Bu, gazın tıbbi ve bilimsel kullanımlar dahil tüm uygulamalar için güvenli ve uygun olmasını sağlar.

• Tedarikçi İtibarı:

  Kaliteli heliyum sağlama konusunda kanıtlanmış bir başarı kaydına sahip saygın bir tedarikçi seçin. Güvenilir kaynaklardan yorumları ve önerileri kontrol edin.

• Uyum:

  Tedarikçinin heliyum üretimi, dağıtımı ve güvenliği ile ilgili tüm yerel, eyalet ve federal düzenlemelere uyduğundan emin olun. Bu, uygun lisanslama ve izinlerin yanı sıra güvenlik standartlarına uyumu içerir.

• Uygulamalar:

  Heliyumun niyetlenen kullanımını göz önünde bulundurun. Farklı uygulamalar farklı saflık seviyeleri gerektirebilir. Örneğin, sanayi kullanımları, tıbbi veya bilimsel uygulamalara göre biraz daha düşük saflık seviyelerine sahip olabilir.

• Dağıtım ve Lojistik:

  Tedarikçinin teslimat yeteneklerini ve lojistik düzenlemelerini değerlendirin. Bu, teslimat programlarını, taşıma yöntemlerini ve dağıtım ağını içerir. İşletmenin ihtiyaçlarını ve konumunu karşılayabileceklerinden emin olun.

• Müşteri Hizmetleri:

  İyi müşteri hizmetleri sağlayan bir tedarikçi arayın. Bu, hızlı iletişim, bilgili personel ve sorunları hızlı bir şekilde çözme yeteneğini içerir.

• Uzun Vadeli İlişki:

  Heliyum tedarikçisi ile uzun vadeli bir ilişki kurmayı düşünün. Bu, güvenilirliği artırma, ihtiyaçları daha iyi anlama ve avantajlı koşullar elde etme imkanları sunabilir.

Heliyum Üretiminin Fonksiyonları, Özellikleri ve Tasarımları

Heliyum, her biri benzersiz fonksiyonlar ve yetenekler sunan farklı tasarımlarda üretilmektedir. İşte bazı yaygın tasarımlar ve bunların fonksiyonları ile özellikleri:

• Doğal Gaz Çıkarma Tasarımı: Bu, heliyum üretiminde birincil yöntemdir. Heliyumu doğal gaz yataklarından çıkarmayı içermektedir. İşlevi, doğal gazda bulunan heliyumu elde etmektir. Ayrıca, heliyum yoğunluklarının yüksek olduğu büyük doğal gaz alanları ve heliyumu diğer gazlardan ayıran ayrıştırma birimleri içerir.
• Liquefaction ve Purification Design: Bu tasarım, yüksek saflıkta heliyum üretiminde kullanılır. Heliyumu ayırmak ve saflaştırmak için, helyum içeren gaz karışımlarını soğutmayı ve sıkıştırmayı içerir. İşlevi, havacılık ve sağlık gibi sanayilerde kullanılabilecek yüksek saflıkta heliyum üretmektir. Ayrıca, gazın sıvılaştırma ve ayrıştırma süreçlerini kolaylaştırmak için karmaşık soğutma sistemleri, kompresörler ve kriyojenik ekipmanlar içerir.
• Elektroliz Tasarımı: Su elektrolizi yoluyla heliyum üretimi olasıdır, ancak bu yöntem daha az yaygındır. Tasarım, diğer gazlardan heliyumu ayırmak için bir ayrıştırma ünitesi, bir elektrolitik hücre ve bir gaz toplama sistemi içerir. Bu tasarımın işlevi, laboratuvar ortamında sudan heliyum elde etmektir. Diğer tekniklere göre daha düşük üretim oranları ve saflık seviyeleri ile karakterizedir.
• Heliyum Geri Dönüşüm Tasarımı: Bu tasarım, yenilenebilirlik için heliyumu geri kazanmaya ve saf hale getirmeye yöneliktir. Yarı iletken üretimi ve tıbbi görüntüleme gibi büyük miktarda heliyum kullanan endüstrilerde oldukça faydalıdır. Tasarım, bir gaz toplama sistemi, filtreler ve saflaştırıcılar içerir. Bu tasarım, kullanılan heliyumu geri kazanma ve geri dönüşüm işlevini yerine getirerek israfı azaltma ve kaynak verimliliğini artırma işlevini görür.
• Küçük Ölçekli Heliyum Üretim Tasarımı: Bu tasarım, laboratuvar veya özel uygulamalar için küçük miktarlarda heliyum üretimi için kullanılır. Genellikle, kompakt bir ayrıştırma ünitesi, gaz toplama sistemi ve depolama tankları içerir. Araştırma ve büyük miktarlarda ihtiyaç duyulmayan diğer özel uygulamalar için helioj kaynağı sağlamada işlev görür.

Heliyum Üretiminin Güvenliği ve Kalitesi

Güvenlik

Heliyum, hidrojen gibi diğer gazların eline göre daha güvenli olan, alev almayan ve toksik olmayan bir gazdır. Ancak, heliyumu üretirken ve kullanırken dikkate alınması gereken bazı güvenlik önlemleri vardır:

• Baskılı Gaz Güvenliği

  Heliyum, basınçlı silindirlerde saklanmaktadır. Bu silindirlerin düşmemesi için dikkatlice kullanılması gerekmektedir, aksi takdirde valf kırılabilir ve gaz hızla salınabilir. Silindirlerin dik pozisyonda güvenli bir şekilde tutulması gerekir.

• Asfiksi Riski

  Heliyum, kapalı alanlarda kullanıldığında asfiksiyon riski taşır. Oksijeni yerinden edebilir ve boğulmaya neden olabilir. Bu yüzden, heliyum serbest bırakılırken veya kapalı alanlarda çalışırken yeterli havalandırmanın sağlanması önemlidir.

• Soğutma ve Kriyojenik Güvenlik

  Heliyum, kriyojenik uygulamalar için sıvılaştırılmış formda kullanılır. Sıvılaştırılmış heliyumun kullanımı, son derece düşük sıcaklığı nedeniyle özel güvenlik önlemleri gerektirir; bu da ciddi soğuk yanıklara neden olabilir. Kriyojenik heliyumu kullanırken özel eldivenler ve yüz koruma ekipmanları kullanılmalıdır.

• Elektrik Güvenliği

  Heliyum bazı elektriksel uygulamalarda, örneğin gazlı deşarj lambaları ve lazerlerde kullanılmaktadır. Tüm elektrikli ekipmanların güvenli ve yerel düzenlemelere uyumlu olduğundan emin olunmalıdır.

Kalite

Heliyum gazının kalitesi, saflığı, kaynağı ve çıkarım ile arıtım yöntemleri gibi çeşitli faktörlere bağlı olarak değişir. Heliyum kalitesini değerlendirirken göz önünde bulundurulması gereken bazı önemli noktalar şunlardır:

• Saflık

  Heliyum gazı kalitesi esas olarak saflık düzeyine bağlıdır. Kryojenik, havacılık ve yarı iletken üretimi gibi uygulamalar için genellikle %99.995 veya daha yüksek saflıkta heliyum gereklidir. Düşük saflıktaki heliyumda az miktarda azot, hidrojen ve metan gibi diğer gazların bulunması gerekmektedir.

• Kaynak

  Doğal gaz yatakları heliyumun ana kaynaklarıdır. Bu alanlardaki heliyum içeriği değişkenlik göstermektedir. ABD'nin bazı bölgeleri (örneğin Teksas) ve Katar ile Cezayir'in bazı kısımlarında yüksek miktarda heliyum bulunmaktadır. Heliyum gazı için en iyi kaynaklar, yüksek heliyum gazı yoğunluğuna sahip yataklardır.

• Çıkarma ve Arıtım

  Heliyumu doğal gazdan çıkarmak ve saflaştırmak için kriyojenik damıtma ve basınç salınımı adsorpsiyonu gibi işlemler kullanılır. Heliyum gazı kalitesi, çıkarım ve arıtım işlemlerinin verimliliği ve etkinliği tarafından etkilenebilir.

• Renksiz, Kokusuz, Tadı Yok

  Heliyum gazı renksiz, kokusuz ve tatsızdır. Bu özelliklerden herhangi bir sapma, gazda impüritylerin bulunduğu anlamına gelebilir.

Soru&Cevap

S1: Heliyum kullanırken hangi güvenlik önlemleri alınmalıdır?

C1: Heliyum kullanırken, asfiksiyi önlemek için bulunduğunuz alanda uygun havalandırmayı sağlayın. Yüksek basınçlı silindirlerle çalışırken eldiven giymeyi düşünün ve bunların güvenli ve dik bir şekilde depolandığından emin olun.

S2: Şu anki heliyum kıtlığının ana nedeni nedir?

C2: Şu anki heliyum kıtlığı, esas olarak, Rusya'nın Ukrayna'yı işgali nedeniyle heliyum üretiminin etkilenmesini içeren jeopolitik gerilimlerden kaynaklanan tedarik kesintilerinden kaynaklanmaktadır. Ayrıca, artan küresel talep ve sınırlı tedarik kaynakları da etkendir.

S3: Heliyum yenilenebilir bir kaynak mıdır?

C3: Hayır, heliyum yenilenebilir bir kaynak değildir. Doğal gaz yataklarından çıkarılan, bir kez atmosfere yayıldığında uzaya kaçan yenilenemez bir gazdır. Bu nedenle, heliyumun uzun vadeli kullanılabilirliği ile ilgili endişeler bulunmaktadır.

S4: Heliyum nasıl korunabilir?

C4: Heliyumu daha verimli kullanarak, örneğin balonlar gibi küçük hacimlerde kullanarak ve kullanım alanlarında geri dönüşüm yaparak koruyabilirsiniz, özellikle süper iletken mıknatısları soğutma uygulamalarında kullanılarak yakalayıp yeniden kullanmak mümkündür.

S5: Heliyum yapay olarak üretilebilir mi?

C5: Nükleer füzyon ve radyoaktif bozunma gibi yöntemlerle heliyum üretme olasılığı üzerine önemli ilerlemeler kaydedilmiş olsa da, şu anda büyük ölçekli yapay heliyum üretimi için pratik veya ekonomik olarak uygulanabilir bir yöntem yoktur.