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氦气短缺升级下的氢气替代解决方案

浏览次数:2687 发布日期:2022-7-15  来源:毕克气体
氦气短缺4.0

氦气的应用十分广泛,除了用于实验室分析,也被应用在半导体、医疗、航空航天等行业。作为一种不可再生资源,氦气短缺问题难以避免。氦气短缺危机已经持续很长一段时间,且日益严峻,对全球用户产生了极大的影响。尤其是进入“氦短缺4.0”之后,用户再次面临价格飙升和供应受限的问题。有许多因素造成了这一现状,包括美国土地管理局在1月份再次意外关闭导致美国氦气供应中断;俄罗斯阿穆尔州(氦气产地之一)的氦气工厂因施工而关闭,将在未来至少6个月内无法供应氦气;卡塔尔氦气产量减少;以及东欧不稳定局势的影响。
 

除此以外,氦气的全球分布极不均衡,近90%的氦气资源集中在美国、卡塔尔、俄罗斯、阿尔及利亚等地。因其不均衡的分布和不可再生性,可以预测:未来,危机还将持续升级。
 

美国土地管理局
美国土地管理局(BLM)是负责保护和销售美联邦所拥有氦气的部门,在2021年下半年,由于BLM四个月的维修停工,造成了氦气市场的紧缺。现在,BLM于2022年再次停摆,进行计划外的维护,似乎将要持续数月之久。而BLM供应了美国国内40%以上的氦气,这将对美国的实验室产生极大的影响。

俄罗斯天然气工业股份公司阿穆尔项目

虽然美国土地管理局在2021年底关闭维修,但人们普遍认为,俄罗斯天然气工业公司的阿穆尔项目将开始向市场供应大量氦气,这样就能避免氦气供应再次短缺。

然而几周后,这种想法就被证明是错误的。据《天然气世界》报道:2021年9月,阿穆尔氦气工厂因施工建设而停止生产。除此之外,为阿穆尔州一家氦气工厂提供原料气的天然气加工厂发生爆炸和火灾,这意味着阿穆尔州的氦气生产可能至少要停止到2022年第三季度。

围绕着阿穆尔工厂何时能够恢复生产的猜测众说纷纭,乐观者认为2022年第三季度末能够恢复,更悲观的预测则认为阿穆尔工厂直到2023年前都无法供应氦气。

东欧的冲突

虽然俄罗斯与乌克兰的冲突目前没有对氦气供应产生直接影响,但人们认为冲突可能会造成对氦气供应的短期和长期影响。就短期影响而言,氦气的出口依靠集装箱,由于西方国家对俄罗斯的制裁,导致了对俄罗斯港口服务的暂停,目前没有一个快速的方法可以让这些位于俄罗斯境内的集装箱从该国出口。

从长期来看,政治因素及对俄罗斯的制裁则可能造成不可估量的影响。这将使许多行业无法使用来自俄罗斯天然气公司提供的氦气。虽然天然气和石油的出口目前未受到制裁,但如果长期对氦气进行严厉制裁,这将极大地影响全球市场的氦气供应。


除此之外,新冠疫情对全球供应链的影响仍在持续,而各行业对气体的需求却在增加。

以上种种因素造成了国外氦气市场一瓶难求的现象。

在过去,短缺只是造成氦气价格的上涨,使得大部分实验室不得不为购买氮气支付更高昂的金额。如今,与以往的短缺不同,大部分实验室的氦气供应完全被切断了,由于没有氦气供应,一些实验室设备完全无法使用。

而对国内市场来说,我国的氦气资源仅占全球总量的2%左右,主要依赖进口。国际氦气市场的供应中断问题导致国内氦气价格飙升,一度逼近600元/立方米,这迫使实验室转而寻求更经济、价格低廉的其他气体作为替代。

氦气由于其良好的分离效果,常被用作气相色谱的载气。如今,实验室可以选择其他可再生的气体替代氦气,并同样可以提供良好的分析结果。
 

氦气的替代品有哪些?
 

长期以来,氢气一直被认为是GC的最佳载气。氢气的高扩散性可获得更高的线速度,分析时间更短,并能提供与氦气接近的分离效率。

氮气也可作为载气,从范迪姆特曲线上看,在较低的线速度下也可提供较好的分离效果。虽然与氦气相比,氮气的分离时间较长,但由于氮气资源非常丰富,且容易生产,因此对许多实验室来说是一个可行的选择。

哪种气体发生器适用于您的气相色谱仪?
 

Peak已成功研发、生产多款专为GC而设计的气体发生器。Precision系列气体发生器是实验室用氢气和氮气供应的安全、实用解决方案。

Peak的 Precision Standard系列氢气发生器可提供纯度高达99.9995%的氢气,适用于GC火焰燃烧检测器。Precision Trace系列氢气发生器可提供纯度高达99.99999%的氢气,可用作载气,保证稳定的基线和结果的准确性。

Peak 的Precision氮气发生器是气相色谱用尾吹气、参比气等的理想选择,可同时为多个检测器提供连续稳定的氮气。

Peak Precision系列气体发生器专为GC设计

 

Peak Precision系列发生器采用可堆叠的模块化设计,除了氮气和氢气,许多实验室还会选择Precision Zero Air零级空气发生器来提供助燃气,而不会增加发生器的整体占地面积。对于没有压缩空气解决方案的实验室,Precision系列还配有一款空压机可供选择。Precision模块化的氮氢空发生器能够同时满足气相色谱的所有需求。

随着氦气供应的不稳定性对实验室工作流程的影响加剧,已有仪器制造商着手设计可以使用氢气和氮气的仪器,而不再完全依靠氦气来完成所有分析任务。与此同时,许多仪器制造商也越来越多地推荐使用氢气替代氦气作为载气,最终使实验室不再担心气体短缺而影响分析实验的进度。

来源:毕克气体仪器贸易(上海)有限公司
联系电话:400-888-1612
E-mail:jexu@peakscientific.com

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