Гели нь He тэмдэгтэй, атомын дугаар 2-той химийн элемент юм. Энэ нь ховор тохиолддог агаар мандлын хий бөгөөд өнгөгүй, амтгүй, амтгүй, хоргүй, шатамхай биш, усанд бага зэрэг уусдаг. Агаар мандал дахь гелийн агууламж эзлэхүүний хувиар 5.24 x 10-4 байна. Энэ нь бусад элементээс хамгийн бага буцалгах болон хайлах цэгтэй бөгөөд маш хүйтэн нөхцөлд л зөвхөн хий хэлбэрээр оршдог.

Гелийг голчлон хийн эсвэл шингэн гели хэлбэрээр тээвэрлэдэг бөгөөд цөмийн реактор, хагас дамжуулагч, лазер, гэрлийн чийдэн, хэт дамжуулалт, багаж хэрэгсэл, хагас дамжуулагч ба шилэн кабелийн технологи, криоген, MRI болон R&D лабораторийн судалгаанд ашигладаг.

Бага температурт хүйтэн эх үүсвэр

Гелийг криоген хөргөлтийн эх үүсвэрүүдэд криоген хөргөлтийн бодис болгон ашигладаг. Тухайлбал соронзон резонансын дүрслэл (MRI), цөмийн соронзон резонансын (NMR) спектроскопи, хэт дамжуулагч квант бөөмийн хурдасгуур, том адрон мөргөлдөөн, интерферометр (SQUID), электрон спин резонанс (ESR) болон хэт дамжуулагч соронзон энерги хадгалах (SMES), MHD хэт дамжуулагч генератор, хэт дамжуулагч мэдрэгч, цахилгаан дамжуулалт, маглев тээвэрлэлт, массын спектрометр, хэт дамжуулагч соронз, хүчтэй соронзон орны тусгаарлагч, хайлуулах реакторт зориулсан цагираг хэлбэрийн хэт дамжуулагч соронз болон бусад криоген судалгаанд ашигладаг. Гели нь криоген хэт дамжуулагч материал болон соронзыг бараг тэг хүртэл хөргөдөг бөгөөд энэ үед хэт дамжуулагчийн эсэргүүцэл гэнэт тэг болж буурдаг. Хэт дамжуулагчийн маш бага эсэргүүцэл нь илүү хүчтэй соронзон орон үүсгэдэг. Эмнэлэгт ашигладаг MRI төхөөрөмжийн хувьд илүү хүчтэй соронзон орон нь рентген зураг дээр илүү дэлгэрэнгүй мэдээлэл өгдөг.

Гелийг хэт хөргөлтийн бодис болгон ашигладаг, учир нь гели нь хамгийн бага хайлах, буцлах цэгтэй, атмосферийн даралт болон 0 К-д хатуурдаггүй, мөн гели нь химийн хувьд идэвхгүй тул бусад бодисуудтай урвалд орох бараг боломжгүй болгодог. Үүнээс гадна, гели нь 2.2 Кельвинээс доош хэт шингэн болдог. Өнөөг хүртэл энэхүү өвөрмөц хэт хөдөлгөөнт чанарыг үйлдвэрлэлийн ямар ч хэрэглээнд ашиглаж байгаагүй. 17 Кельвинээс доош температурт криоген эх үүсвэрт хөргөлтийн бодис болгон гелийг орлох зүйл байхгүй.

Аэронавтик ба сансрын нисгэгч

Гелийг мөн бөмбөлөг болон агаарын хөлгүүдэд ашигладаг. Гели нь агаараас хөнгөн тул агаарын хөлгүүд болон бөмбөлгүүдийг гелийгээр дүүргэдэг. Гели нь шатамхай биш давуу талтай боловч устөрөгч нь илүү хөвөх чадвартай бөгөөд мембранаас гарах хурд багатай байдаг. Өөр нэг хоёрдогч хэрэглээ нь пуужингийн технологид байдаг бөгөөд гелийг хадгалах саванд түлш болон исэлдүүлэгчийг зайлуулах, устөрөгч болон хүчилтөрөгчийг конденсацлан пуужингийн түлш хийхэд алдагдлын орчин болгон ашигладаг. Үүнийг мөн хөөргөхөөс өмнө газрын тулгуур тоног төхөөрөмжөөс түлш болон исэлдүүлэгчийг зайлуулахад ашиглаж болох бөгөөд сансрын хөлөгт шингэн устөрөгчийг урьдчилан хөргөх боломжтой. Аполло хөтөлбөрт ашигласан Санчир V пуужинд хөөргөхөд ойролцоогоор 370,000 куб метр (13 сая куб фут) гелий шаардлагатай байсан.

Шугам хоолойн алдагдлыг илрүүлэх ба илрүүлэх шинжилгээ

Гелийн өөр нэг үйлдвэрлэлийн хэрэглээ бол гоожиж илрүүлэх явдал юм. Гоожуур илрүүлэх аргыг шингэн ба хий агуулсан систем дэх алдагдлыг илрүүлэхэд ашигладаг. Гели нь агаараас гурван дахин хурдан хатуу бодисоор дамжин тархдаг тул өндөр вакуум тоног төхөөрөмж (жишээлбэл, криоген сав) болон өндөр даралттай саванд алдагдлыг илрүүлэхэд ул мөрийн хий болгон ашигладаг. Объектыг камерт байрлуулж, дараа нь түүнийг шахаж, гелийгээр дүүргэдэг. 10-9 мбар•л/с (10-10 Па•м3 /с) хүртэл бага алдагдалтай үед ч гоожиж гадагшлах гелийг мэдрэмтгий төхөөрөмж (гелийн массын спектрометр)-ээр илрүүлж болно. Хэмжилтийн процедурыг ихэвчлэн автоматжуулдаг бөгөөд гелийн интеграцийн тест гэж нэрлэдэг. Өөр нэг энгийн арга бол тухайн объектыг гелийгээр дүүргэж, гар төхөөрөмж ашиглан алдагдлыг гараар хайх явдал юм.

Гелийг хамгийн жижиг молекул бөгөөд нэг атомын молекул тул гоожиж илрүүлэхэд ашигладаг тул амархан гоождог. Гоожуур илрүүлэх үед гелийн хий объект руу дүүрдэг бөгөөд хэрэв гоожиж байвал гелийн массын спектрометр нь гоожиж буй байршлыг илрүүлэх боломжтой болно. Гелийг пуужин, түлшний сав, дулаан солилцуур, хийн шугам, электроник, ТЕЛЕВИЗИЙН хоолой болон бусад үйлдвэрлэлийн эд ангиудын алдагдлыг илрүүлэхэд ашиглаж болно. Гелийг ашиглан гоожиж илрүүлэх аргыг анх Манхэттэний төслийн үеэр уран баяжуулах үйлдвэрүүдэд алдагдлыг илрүүлэхэд ашиглаж байжээ. Гоожуур илрүүлэх гелийг устөрөгч, азот эсвэл устөрөгч ба азотын холимогоор сольж болно.

Гагнуур ба металл боловсруулах

Гелийн хий нь бусад атомуудаас илүү өндөр иончлолын потенциал энергитэй тул нуман гагнуур болон плазмын нуман гагнуурт хамгаалалтын хий болгон ашигладаг. Гагнуурын эргэн тойрон дахь гелийн хий нь металлыг хайлсан төлөвт исэлдэхээс сэргийлдэг. Гелийн өндөр иончлолын потенциал энерги нь барилга, хөлөг онгоцны үйлдвэрлэл, сансар судлалд ашигладаг титан, цирконий, магни, хөнгөн цагаан хайлш зэрэг өөр өөр металлуудыг плазмын нуман гагнуураар гагнах боломжийг олгодог. Хамгаалалтын хий дэх гелийг аргон эсвэл устөрөгчөөр сольж болох ч зарим материалыг (жишээлбэл, титаны гелий) плазмын нуман гагнуурт орлуулж болохгүй. Учир нь гелий нь өндөр температурт аюулгүй цорын ганц хий юм.

Хөгжлийн хамгийн идэвхтэй чиглэлүүдийн нэг бол зэвэрдэггүй ган гагнуур юм. Гели нь инертийн хий бөгөөд энэ нь бусад бодисуудтай харьцах үед ямар ч химийн урвалд ордоггүй гэсэн үг юм. Энэ шинж чанар нь гагнуурын хамгаалалтын хийд онцгой чухал юм.

Гели нь дулааныг сайн дамжуулдаг. Ийм учраас гагнуурын чийглэг чанарыг сайжруулахын тулд илүү их дулааны оролт шаардлагатай гагнуурт түгээмэл хэрэглэгддэг. Гели нь хурдыг нэмэгдүүлэхэд бас ашигтай.

Хоёр хийн сайн шинж чанарыг бүрэн ашиглахын тулд гелийг ихэвчлэн хамгаалалтын хийн хольцод янз бүрийн хэмжээгээр аргонтой хольдог. Жишээлбэл, гели нь гагнуурын явцад илүү өргөн, гүехэн нэвтрэх горимыг хангахад туслах хамгаалалтын хий болж үйлчилдэг. Гэхдээ гелий нь аргоны хийдэг шиг цэвэрлэгээ хийдэггүй.

Үүний үр дүнд металл үйлдвэрлэгчид ажлын процессын нэг хэсэг болгон аргоныг гелийтэй холихыг ихэвчлэн авч үздэг. Хийн хамгаалалттай металл нуман гагнуурын хувьд гелий нь гелий/аргоны хольц дахь хийн хольцын 25%-75% -ийг эзэлж болно. Хамгаалалтын хийн хольцын найрлагыг тохируулснаар гагнуурчин нь гагнуурын дулааны тархалтад нөлөөлж, улмаар гагнуурын металлын хөндлөн огтлолын хэлбэр болон гагнуурын хурдад нөлөөлдөг.

Электрон хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэл

Инерт хий болох гели нь маш тогтвортой тул бусад элементүүдтэй бараг урвалд ордоггүй. Энэ шинж чанар нь нуман гагнуурт (агаар дахь хүчилтөрөгчийн бохирдлоос урьдчилан сэргийлэх) бамбай болгон ашигладаг. Гели нь хагас дамжуулагч, шилэн кабелийн үйлдвэрлэл гэх мэт бусад чухал хэрэглээтэй. Үүнээс гадна, энэ нь гүн шумбалтын үед азотыг орлож, цусны урсгалд азотын бөмбөлөг үүсэхээс сэргийлж, улмаар шумбалтын өвчнөөс урьдчилан сэргийлдэг.

Дэлхийн гелийн борлуулалтын хэмжээ (2016-2027)

Дэлхийн гелийн зах зээл 2020 онд АНУ-д 1825.37 сая ам.долларт хүрсэн бөгөөд 2027 онд 2742.04 сая ам.долларт хүрэх төлөвтэй байгаа бөгөөд жилийн нийлмэл өсөлтийн хурд (CAGR) нь 5.65% (2021-2027) байна. Ирэх жилүүдэд энэ салбар маш их тодорхойгүй байдалтай байна. Энэхүү өгүүлэлд дурдсан 2021-2027 оны урьдчилсан мэдээний өгөгдөл нь сүүлийн хэдэн жилийн түүхэн хөгжил, салбарын мэргэжилтнүүдийн санал бодол, энэхүү өгүүлэлд дурдсан шинжээчдийн санал бодолд үндэслэсэн болно.

Гелийн үйлдвэрлэл нь өндөр төвлөрсөн, байгалийн баялгаас гаралтай бөгөөд дэлхий даяар үйлдвэрлэгчид хязгаарлагдмал байдаг бөгөөд голчлон АНУ, Орос, Катар, Алжир зэрэг улсуудад үйл ажиллагаа явуулдаг. Дэлхийд хэрэглээний салбар нь АНУ, Хятад, Европ гэх мэт улсуудад төвлөрдөг. АНУ нь салбартаа урт удаан түүхтэй, бат бөх байр суурьтай.

Олон компани хэд хэдэн үйлдвэртэй боловч тэдгээр нь ихэвчлэн зорилтот хэрэглэгчийн зах зээлдээ ойрхон байдаггүй. Тиймээс бүтээгдэхүүн нь өндөр тээврийн зардалтай байдаг.

Эхний таван жилээс хойш үйлдвэрлэл маш удаан өссөн. Гели бол сэргээгдэхгүй эрчим хүчний эх үүсвэр бөгөөд үйлдвэрлэгч орнуудад үүнийг үргэлжлүүлэн ашиглах бодлогыг хэрэгжүүлж байна. Зарим хүмүүс гели ирээдүйд дуусна гэж таамаглаж байна.

Энэ салбар нь импорт, экспортын өндөр хувийг эзэлдэг. Бараг бүх улс гелийг ашигладаг боловч цөөхөн хэд нь гелийн нөөцтэй.

Гели нь өргөн хүрээний хэрэглээтэй бөгөөд улам олон салбарт хэрэглэгдэх болно. Байгалийн нөөцийн хомсдолыг харгалзан үзвэл ирээдүйд гелийн эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэх магадлалтай бөгөөд энэ нь зохих хувилбаруудыг шаардах болно. Гелийн үнэ 2021-2026 онуудад 13.53 ам.доллар/м3 (2020)-аас 19.09 ам.доллар/м3 (2027) хүртэл өсөх төлөвтэй байна.

Энэ салбар нь эдийн засаг, бодлогоос хамаардаг. Дэлхийн эдийн засаг сэргэх тусам улам олон хүн байгаль орчны стандартыг сайжруулах талаар санаа зовж байна, ялангуяа хүн ам ихтэй, эдийн засгийн өсөлт хурдацтай хөгжөөгүй бүс нутгуудад гелийн эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэх болно.

Одоогийн байдлаар дэлхийн томоохон үйлдвэрлэгчдэд Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (Dz) болон Gazprom (Ru) зэрэг компаниуд багтаж байна. 2020 онд шилдэг 6 үйлдвэрлэгчийн борлуулалтын эзлэх хувь 74%-иас давна. Дараагийн хэдэн жилд салбарын өрсөлдөөн улам ширүүсэх төлөвтэй байна.

HL криоген тоног төхөөрөмж

Шингэн гелийн нөөцийн хомсдол, үнэ өсч байгаатай холбогдуулан шингэн гелийг ашиглах, тээвэрлэх явцад алдах, нөхөн сэргээхийг багасгах нь чухал юм.

1992 онд байгуулагдсан HL Cryogenic Equipment нь HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd-тэй холбоотой брэнд юм. HL Cryogenic Equipment нь хэрэглэгчдийн янз бүрийн хэрэгцээг хангахын тулд өндөр вакуум тусгаарлагчтай криоген хоолойн систем болон холбогдох туслах тоног төхөөрөмжийг зохион бүтээх, үйлдвэрлэхэд зориулагдсан. Вакуум тусгаарлагчтай хоолой болон уян хатан хоолой нь өндөр вакуум болон олон давхаргат олон дэлгэцтэй тусгай тусгаарлагч материалаар хийгдсэн бөгөөд шингэн хүчилтөрөгч, шингэн азот, шингэн аргон, шингэн устөрөгч, шингэн гели, шингэрүүлсэн этилен хий LEG болон шингэрүүлсэн байгалийн хий LNG-ийг дамжуулахад ашигладаг маш хатуу техникийн боловсруулалт болон өндөр вакуум боловсруулалтын цувралыг давдаг.

HL Cryogenic Equipment Company-ийн Вакуум бүрхүүлтэй хоолой, Вакуум бүрхүүлтэй хоолой, Вакуум бүрхүүлтэй хавхлага, Фазын тусгаарлагч зэрэг бүтээгдэхүүний цуврал нь маш хатуу техникийн боловсруулалтаар дамжин шингэн хүчилтөрөгч, шингэн азот, шингэн аргон, шингэн устөрөгч, шингэн гелий, LEG болон LNG-ийг дамжуулахад ашиглагддаг бөгөөд эдгээр бүтээгдэхүүнийг агаар ялгах, хий, нисэх хүчин, электроник, хэт дамжуулагч, чип, автоматжуулалтын угсралт, хоол хүнс, ундаа, эмийн сан, эмнэлэг, биобанк, резин, шинэ материалын үйлдвэрлэл, химийн инженерчлэл, төмөр, ган, шинжлэх ухааны судалгаа гэх мэт салбарт криогенийн тоног төхөөрөмж (жишээ нь, криогенийн сав, дюар болон хүйтэн хайрцаг гэх мэт)-д үйлчилгээ үзүүлдэг.

HL Cryogenic Equipment Company нь Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani, болон Hangzhou Oxygen Plant Group (Hangyang) гэх мэт бүтээгдэхүүний мэргэшсэн нийлүүлэгч/борлуулагч болсон.