氦是一種從天然氣收集中提取的惰性氣體,具有在半導體制造過程中利用的多種特性。因為氦是一種“惰性”氣體,它不會與其他元素發生反應,這使其成為制造半導體的理想選擇。在半導體加工過程中發生的化學反應通常是基于氣體或液體的,因此在硅周圍使用惰性氣體可以防止發生不必要的反應。此外,由于氦具有高導熱性,它可以有效地將熱量傳導出去,這有助于在制造過程中控制硅的溫度,并使半導體的小型化成為可能。
半導體越來越多地出現在幾乎所有可以想象的應用中。例如,基于半導體的電動汽車零部件占汽車制造成本的 35%,到 2030 年,隨著其他零部件變得更加實惠,它們可能占制造成本的一半。在美國,氦氣的..用途(30%)用于醫療保健,主要是磁共振成像(MRI)、分析和實驗室應用(17%)以及工程和科學應用(6%)。
如果沒有石油和天然氣生產,而氦的生產是次要產品,那么..的現代半導體制造將是不可能的。如果沒有從石油和天然氣運營以及天然氣加工中回收的氦氣,芯片的工廠將無法運營。由于液化氣態氦所需的冷卻、其有限的可用性、從天然氣中分離氦的困難過程以及其存儲要求,它可能很昂貴。數百萬年來,放射性衰變導鈾巖將氦分散到這些腔室中。大多數已知的氦儲量是偶然發現的。
氦氣的短缺已經發生,因為它不能快速制造。雖然它是..中第二豐富的元素(僅次于氫),太陽每秒產生約 6 億公噸,但地球的供應是有限的。一旦使用,輕質元素就會逃逸到大氣中。自1925年以來,美國一直是..的氦氣生產國。從歷..看,美國大部分的氦氣生產來自德克薩斯州阿馬里洛和堪薩斯州休戈頓之間地區的地下氣田,這些氣田具有高濃度的氦氣。1960 年代創建的聯邦氦儲備系統在這些油田附近建立,用于儲存粗氦供以后加工。該系統在Cliffside氣田中以原油形式儲存了..上大約三分之一的氦氣。
液氦可能很昂貴,并且不同的因素會影響其價格。其中一個因素是其液化的高價格,因為氦必須冷卻到-269°C。實現這一點的大量能量是昂貴的。其他因素包括從天然氣中分離氦氣和儲存氦氣的成本,這些都是耗時且困難的過程。
除美國外,其他擁有氦氣儲量的國家包括卡塔爾、阿爾及利亞和俄羅斯。當俄羅斯天然氣工業股份公司的西伯利亞氦氣設施開放時,它將成為..上..的氦工廠。在本世紀中期..增產后,俄羅斯預計將生產..消耗的所有氦氣的25% 至 30%。它的儲量很大。俄羅斯天然氣工業股份公司有能力通過將提取的氦氣注入西伯利亞的天然氣田來儲備它。美國容易受到外國供應中斷和外國價格操縱的影響,并且很可能會因進口氦而受制于俄羅斯。美國未來新的氦供應很可能來自西部聯邦土地的開發,如果拜登禁止在聯邦土地上開采石油和天然氣的計劃得以實施,美國將變得依賴俄羅斯和其他一些國家的氦供應。
液氦沒有替代品。氦在所有元素中是..的,因為它能夠達到超低溫。目前,..氦氣資源供應相對緊張,氦資源需求量仍將保持快速增長。伴隨四大提氦工程的陸續投產,..氦氣市場開始呈供應寬松態勢。中國氦氣資源對外依存度非常高,隨著中國提氦工程的陸續投產,自產氦氣量將不斷增長,但遠低于需求量,對外依存度仍將處于較高水平。在多方因素的影響之下,包括中美之間貿易摩擦,新冠疫情、俄烏戰爭,..已有經濟危機跡象,各國加大貿易壁壘。我國總體對氦氣資源緊缺是常態,只是做到一定程度的..。
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氣體回收系統是對生產中的廢氣,如氫氣、氬氣和氦氣進行回收再利用,采用該系統是一項降低生產成本,節約能源 ,提高經濟效益的有力措施,下面,迪凱機電小編帶大家一起來了解氣體回收系統中的氫氣回收系統、 氬氣回收系統及氦氣回收系統。
氫氣回收系統主要用于鎢鉬行業還原工序排出的廢氫,收集廢氫后進入預處理系統,經增壓后由冷卻器冷卻,汽水他離器分離水份,然后進入純化裝置主體部分,對氫氣進行精制處理,經處理后的氫氣中含氧量≤5ppm,H2O≤10ppm,N2≤900ppm。氫氣回收裝置分為中壓回收和常壓回收,中壓回收氫氣的增壓由壓縮機進行,而常壓回收則由羅茨風機來完成。
氬氣回收系統是對區熔單晶硅爐排出的氬氣進行回收處理,通過膜片壓縮機穩壓器進入氬氣純化裝置主體部分進行純化處理,使氬氣純度達到99.999%以上。
氦氣回收系統一般按照用戶要求,以非標準型號提供,其純度為99.999%以上。