يتطلب إنشاء مصنع الهيليوم أدوات ومعدات محددة. يعتبر الهيليوم غاز عديم اللون وغير قابل للاشتعال. لها العديد من الاستخدامات المختلفة. وفي الآونة الأخيرة أصبح الهيليوم يستخدم في الألعاب الترفيهية لما له من تأثير على صوت الإنسان. يتطلب إنشاء مصنع الهيليوم العديد من المعايير. لذلك سنتعرف من خلال موقعنا على كل ما يتعلق بإنشاء مصنع للهيليوم.
محتويات المقالة
إنشاء مصنع الهيليوم
الهيليوم هو أحد العناصر الكيميائية الأساسية المعروفة بكثافتها المنخفضة. وهو بديل لغاز الهيدروجين ويمكن استخدامه لرفع المناطيد وبالونات الهواء الساخن.
وهذا الغاز هو غاز خامل، لذا يمكن استخدامه كدرع غازي عن طريق اللحام القوسي الآلي وكغلاف جوي غير متفاعل لنمو بلورات السيليكون والجرمانيوم التي تستخدم في صناعة أجهزة أشباه الموصلات الإلكترونية.
غالبًا ما يستخدم الهيليوم السائل لتوفير درجة الحرارة المنخفضة المطلوبة في بعض التطبيقات والأبحاث الطبية.
هناك بعض المواصفات التي يجب مراعاتها عند إنشاء مصنع الهيليوم، منها:
- يتم تحديد معايير تصنيف غاز الهيليوم بناءً على نوع وكمية الشوائب الموجودة.
- ويجب أن يكون هناك عدد كبير من المتخصصين في هذا المجال والكيميائيين، بالإضافة إلى وجود أدوات التعقيم.
- امتلاك رأس المال الكافي لتكون قادرة على توفير تكاليفها الخاصة من المعدات والمواد الأساسية والتراخيص.
يمكنك أيضًا الاطلاع على: تكاليف فتح معمل تحاليل
المعدات اللازمة لصناعة الهيليوم
هناك بعض المعدات التي يجب توافرها حتى نتمكن من إنتاج غاز الهيليوم عند إنشاء مصنع الهيليوم، ومنها:
- جهاز التنظيف.
- المبرد الفرعي الخام.
- عمود تجزئة الضغط العالي.
- وحدة امتصاص الضغط المتأرجح.
- اسطوانات مصنوعة من الفولاذ.
- جهاز التدفئة والمحفز.
- غربال جزئي.
- مبادل حراري ذو زعانف لوحة.
- سطح طبقة من الكربون المنشط.
- صمامات التمدد.
كيفية صنع الهيليوم
عند إنشاء مصنع الهيليوم يجب أن نتعلم كيفية تصنيع الهيليوم من خلال إتباع بعض الخطوات، منها:
يعالج
أولاً: يجب إزالة كافة الشوائب والرواسب التي قد تتعرض للتصلب مثل بخار الماء وبعض المواد الهيدروكربونية الثقيلة من الغاز الطبيعي حتى لا تصل إلى الأنابيب المبردة.
نقوم بضغط الغاز الطبيعي وتدفقه إلى جهاز التنظيف لتعريضه لرذاذ أحادي الإيثانول الذي يمتص ثاني أكسيد الكربون.
يتم تمرير الغاز من خلال منخل جزيئي يزيل جزيئات الغاز الأصغر، ثم يتم شطف الماء وإزالته.
يتم بعد ذلك جمع الهيدروكربونات الثقيلة وإعادة شحن الكربون المنشط بطريقة دورية.
يمكنك أيضاً الاطلاع على: دراسة جدوى جاهزة لـ 20 مشروعاً مربحاً
الفصل
في هذه الخطوة، يتم فصل الغاز الطبيعي إلى مكوناته الأساسية عن طريق التقطير التجزيئي.
ثم نبدأ بفصل غازي النتروجين والميثان، ويترك في هذه الخطوة خليط من الغازات يحتوي على نسبة كبيرة من الهيليوم.
يمر تيار الغاز عبر جانب واحد من المبادل الحراري ذو الزعنفة اللوحية، وفي ذلك الوقت يمر غاز الهيدروجين والميثان عبر القسم المبرد في الجانب الثاني من المبادل حتى يتم تبريد الغاز الوارد.
يمر الغاز داخل صمام التمدد، مما يسمح للغاز بالتمدد بسرعة مع انخفاض الضغط، مما يؤدي إلى تبريد الغاز.
بعد ذلك يصبح الغاز جزء سائل وجزء غاز، لذلك ندخله إلى عمود التجزئة ذو الضغط العالي.
نقوم بسحب خليط الميثان ويتم تبريده في المبرد الفرعي ومن ثم يمر عبر صمام التمدد الثاني. يتم ضخ النيتروجين الغازي من أعلى عمود الضغط المنخفض.
طهارة
ويجب تنقية غاز الهيليوم بعناية بحيث تتم إزالة المواد الأخرى، حيث يتم تبريد الهيليوم الخام حتى يتكاثف النيتروجين والميثان.
يضاف الهواء إلى خليط الغاز لتوفير الأكسجين، ثم نقوم بتسخين الغاز وتمريره فوق عامل محفز، مما يؤدي إلى تفاعل الهيدروجين والأكسجين حتى يتكون بخار الماء.
يتم تكثيف بخار الماء وتفريغه بعد تبريد الغاز، ثم نقوم بإدخال الخليط إلى وحدة الامتزاز المتأرجحة الضغط، وبعد حبس بعض الغازات ينخفض الضغط وينعكس تدفق الغاز لتنظيف الغازات المحبوسة.
يمكنك أيضًا الاطلاع على: 73 فكرة تجارية مربحة
توزيع
يتم توزيع الهيليوم كغاز أو سائل منخفض الحرارة ويتم تعبئته في أسطوانات مصنوعة من الفولاذ.
تاريخ اكتشاف الهيليوم
تم اكتشاف الهيليوم عام 1868 على يد عالم الفلك الفرنسي بيير يانسن والعالم جوزيف لوكير. وخلال دراستهما، لاحظ العالمان أن الشريط الأصفر الناتج عن عملية الكسوف لا يمكن التعرف عليه. وكان لهم الفضل في هذا الاكتشاف.
وفي عام 1895 اكتشف العالم ويليام رامزي معدن الجليفيت وخلص إلى أن هذا المعدن هو اليورانيوم الذي يحتوي على غاز الهيليوم.
وبعد هذا الاكتشاف، قام السويديون باكتشاف مماثل عام 1905. وكانت هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها التعرف على غاز الهيليوم في الأرض، وبعد ذلك تم اكتشاف الهيليوم غير القابل للاشتعال.
ويتكون هذا الغاز الموجود تحت الأرض من التحلل الإشعاعي للعناصر الثقيلة، ويتكون جزء من الإشعاع المنبعث من جسيمات ألفا، وهي نوى ذرات الهيليوم.
يمكنك أيضًا قراءة: كيف يمكن تنظيم نفقات معمل التحاليل؟
وقد قدمنا هنا كل ما يتعلق بإنشاء مصنع الهيليوم، والمعايير التي يجب أن نلتزم بها عند إنشائه، واستخدامات غاز الهيليوم، وتاريخ اكتشافه وتكوينه، والمعدات اللازمة لتصنيع الهيليوم، وكيفية تصنيعه.