Hiện trạng và xu hướng phát triển trong tương lai của thị trường khí Heli lỏng và Heli lỏng toàn cầu

Heli là một nguyên tố hóa học có ký hiệu He và số nguyên tử 2. Nó là một loại khí hiếm trong khí quyển, không màu, không vị, không vị, không độc, không cháy, chỉ tan ít trong nước.Nồng độ heli trong khí quyển là 5,24 x 10-4 theo phần trăm thể tích.Nó có điểm sôi và điểm nóng chảy thấp nhất so với bất kỳ nguyên tố nào, và chỉ tồn tại dưới dạng khí, ngoại trừ trong điều kiện cực kỳ lạnh.

Helium chủ yếu được vận chuyển dưới dạng khí hoặc heli lỏng và được sử dụng trong các lò phản ứng hạt nhân, chất bán dẫn, laze, bóng đèn, chất siêu dẫn, thiết bị đo đạc, chất bán dẫn và sợi quang, nghiên cứu trong phòng thí nghiệm đông lạnh, MRI và R&D.

 

Nguồn lạnh ở nhiệt độ thấp

Helium được sử dụng làm chất làm mát đông lạnh cho các nguồn làm mát đông lạnh, chẳng hạn như chụp cộng hưởng từ (MRI), quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), máy gia tốc hạt lượng tử siêu dẫn, máy va chạm hadron lớn, giao thoa kế (SQUID), cộng hưởng spin điện tử (ESR) và lưu trữ năng lượng từ tính siêu dẫn (SMES), máy phát điện siêu dẫn MHD, cảm biến siêu dẫn, truyền tải điện, vận chuyển đệm từ, khối phổ kế, nam châm siêu dẫn, thiết bị tách từ trường mạnh, nam châm siêu dẫn trường hình khuyên cho lò phản ứng nhiệt hạch và nghiên cứu đông lạnh khác.Heli làm nguội các vật liệu siêu dẫn đông lạnh và nam châm đến gần độ không tuyệt đối, tại điểm đó điện trở của chất siêu dẫn đột ngột giảm xuống bằng không.Điện trở rất thấp của chất siêu dẫn tạo ra từ trường mạnh hơn.Trong trường hợp thiết bị MRI được sử dụng trong bệnh viện, từ trường mạnh hơn sẽ tạo ra nhiều chi tiết hơn trong hình ảnh X quang.

Heli được sử dụng làm chất làm mát siêu tốc vì heli có điểm nóng chảy và sôi thấp nhất, không hóa rắn ở áp suất khí quyển và 0 K, và heli trơ về mặt hóa học, khiến nó gần như không thể phản ứng với các chất khác.Ngoài ra, helium trở nên siêu lỏng dưới 2,2 Kelvin.Cho đến nay, tính năng siêu di động độc đáo vẫn chưa được khai thác trong bất kỳ ứng dụng công nghiệp nào.Ở nhiệt độ dưới 17 Kelvin, không có chất thay thế nào cho helium làm chất làm lạnh trong nguồn đông lạnh.

 

Hàng không và Vũ trụ

Helium cũng được sử dụng trong bóng bay và khí cầu.Vì khí heli nhẹ hơn không khí nên khí cầu và bóng bay chứa đầy khí heli.Helium có ưu điểm là không bắt lửa, mặc dù hydro nổi hơn và có tốc độ thoát ra khỏi màng thấp hơn.Một ứng dụng thứ yếu khác là trong công nghệ tên lửa, trong đó helium được sử dụng làm phương tiện thất thoát để thay thế nhiên liệu và chất oxy hóa trong bể chứa và ngưng tụ hydro và oxy để tạo ra nhiên liệu tên lửa.Nó cũng có thể được sử dụng để loại bỏ nhiên liệu và chất oxy hóa khỏi thiết bị hỗ trợ mặt đất trước khi phóng và có thể làm mát trước hydro lỏng trong tàu vũ trụ.Trong tên lửa Saturn V được sử dụng trong chương trình Apollo, cần khoảng 370.000 mét khối (13 triệu feet khối) heli để phóng.

 

Phân tích phát hiện và phát hiện rò rỉ đường ống

Một ứng dụng công nghiệp khác của helium là phát hiện rò rỉ.Phát hiện rò rỉ được sử dụng để phát hiện rò rỉ trong các hệ thống chứa chất lỏng và khí.Vì helium khuếch tán qua chất rắn nhanh gấp ba lần so với không khí nên nó được sử dụng làm khí đánh dấu để phát hiện rò rỉ trong thiết bị chân không cao (chẳng hạn như bể đông lạnh) và bình chịu áp suất cao.Đối tượng được đặt trong một buồng, sau đó được hút chân không và chứa đầy khí heli.Ngay cả ở tốc độ rò rỉ thấp tới 10-9 mbar•L/s (10-10 Pa•m3 / s), khí heli thoát ra qua chỗ rò rỉ có thể được phát hiện bằng một thiết bị nhạy cảm (khối phổ kế heli).Quy trình đo lường thường được tự động hóa và được gọi là thử nghiệm tích hợp helium.Một phương pháp khác, đơn giản hơn là lấp đầy đối tượng được đề cập bằng khí heli và tìm kiếm rò rỉ theo cách thủ công bằng thiết bị cầm tay.

Heli được sử dụng để phát hiện rò rỉ vì nó là phân tử nhỏ nhất và là phân tử đơn nguyên tử nên heli dễ bị rò rỉ.Khí heli được nạp vào đối tượng trong quá trình phát hiện rò rỉ, và nếu xảy ra rò rỉ, khối phổ kế heli sẽ có thể phát hiện vị trí rò rỉ.Helium có thể được sử dụng để phát hiện rò rỉ trong tên lửa, thùng nhiên liệu, bộ trao đổi nhiệt, đường dẫn khí, thiết bị điện tử, ống TV và các thành phần sản xuất khác.Phát hiện rò rỉ sử dụng helium lần đầu tiên được sử dụng trong dự án Manhattan để phát hiện rò rỉ tại các nhà máy làm giàu uranium.Helium phát hiện rò rỉ có thể được thay thế bằng hydro, nitơ hoặc hỗn hợp hydro và nitơ.

 

Hàn và gia công kim loại

Khí Heli được dùng làm khí bảo vệ trong hàn hồ quang và hàn hồ quang plasma vì có thế năng ion hóa cao hơn các nguyên tử khác.Khí heli xung quanh mối hàn ngăn không cho kim loại bị oxy hóa ở trạng thái nóng chảy.Năng lượng tiềm năng ion hóa cao của helium cho phép hàn hồ quang plasma các kim loại khác nhau được sử dụng trong xây dựng, đóng tàu và hàng không vũ trụ, chẳng hạn như hợp kim titan, zirconi, magiê và nhôm.Mặc dù khí heli trong khí bảo vệ có thể được thay thế bằng argon hoặc hydro, nhưng một số vật liệu (chẳng hạn như titan heli) không thể được thay thế để hàn hồ quang plasma.Vì heli là khí duy nhất an toàn ở nhiệt độ cao.

Một trong những lĩnh vực phát triển tích cực nhất là hàn thép không gỉ.Helium là khí trơ, có nghĩa là nó không trải qua bất kỳ phản ứng hóa học nào khi tiếp xúc với các chất khác.Đặc tính này đặc biệt quan trọng trong khí bảo vệ hàn.

Helium cũng dẫn nhiệt tốt.Đây là lý do tại sao nó thường được sử dụng trong các mối hàn yêu cầu đầu vào nhiệt cao hơn để cải thiện khả năng thấm ướt của mối hàn.Helium cũng hữu ích cho việc tăng tốc.

Helium thường được trộn với argon với lượng khác nhau trong hỗn hợp khí bảo vệ để tận dụng hết các đặc tính tốt của cả hai loại khí.Ví dụ, Helium hoạt động như một loại khí bảo vệ giúp cung cấp các chế độ thâm nhập rộng hơn và nông hơn trong quá trình hàn.Nhưng helium không cung cấp khả năng làm sạch như argon.

Do đó, các nhà sản xuất kim loại thường coi việc trộn argon với heli là một phần trong quy trình làm việc của họ.Đối với hàn hồ quang kim loại được bảo vệ bằng khí, heli có thể chiếm từ 25% đến 75% hỗn hợp khí trong hỗn hợp heli/argon.Bằng cách điều chỉnh thành phần của hỗn hợp khí bảo vệ, thợ hàn có thể ảnh hưởng đến sự phân bố nhiệt của mối hàn, do đó ảnh hưởng đến hình dạng của mặt cắt ngang của kim loại mối hàn và tốc độ hàn.

 

Công nghiệp bán dẫn điện tử

Là một loại khí trơ, helium ổn định đến mức nó hầu như không phản ứng với bất kỳ nguyên tố nào khác.Tính chất này làm cho nó được dùng làm tấm chắn trong hàn hồ quang (ngăn ô nhiễm ôxy trong không khí).Helium cũng có những ứng dụng quan trọng khác, chẳng hạn như chất bán dẫn và sản xuất sợi quang.Ngoài ra, nó có thể thay thế nitơ khi lặn sâu để ngăn chặn sự hình thành bong bóng nitơ trong máu, do đó ngăn ngừa bệnh lặn.

 

Doanh số bán Helium toàn cầu (2016-2027)

Thị trường helium toàn cầu đạt 1825,37 triệu đô la Mỹ vào năm 2020 và dự kiến ​​sẽ đạt 2742,04 triệu đô la Mỹ vào năm 2027, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 5,65% (2021-2027).Ngành công nghiệp có sự không chắc chắn lớn trong những năm tới.Dữ liệu dự báo cho giai đoạn 2021-2027 trong bài báo này dựa trên lịch sử phát triển trong vài năm qua, ý kiến ​​của các chuyên gia trong ngành và ý kiến ​​của các nhà phân tích trong bài báo này.

Ngành công nghiệp helium tập trung cao độ, có nguồn gốc từ tài nguyên thiên nhiên và có các nhà sản xuất hạn chế trên toàn cầu, chủ yếu ở Hoa Kỳ, Nga, Qatar và Algeria.Trên thế giới, lĩnh vực tiêu dùng tập trung ở Hoa Kỳ, Trung Quốc, Châu Âu, v.v.Hoa Kỳ có lịch sử lâu đời và vị thế không thể lay chuyển trong ngành.

Nhiều công ty có một số nhà máy, nhưng chúng thường không ở gần thị trường tiêu dùng mục tiêu của họ.Do đó, sản phẩm có chi phí vận chuyển cao.

Kể từ năm năm đầu tiên, sản lượng tăng rất chậm.Helium là một nguồn năng lượng không thể tái tạo và các chính sách được áp dụng ở các nước sản xuất để đảm bảo việc sử dụng nó được tiếp tục.Một số dự đoán rằng heli sẽ cạn kiệt trong tương lai.

Là ngành có tỷ trọng xuất nhập khẩu cao.Hầu như tất cả các quốc gia đều sử dụng heli, nhưng chỉ một số ít có trữ lượng heli.

Helium có nhiều mục đích sử dụng và sẽ có mặt trong ngày càng nhiều lĩnh vực.Với sự khan hiếm tài nguyên thiên nhiên, nhu cầu về helium có thể sẽ tăng lên trong tương lai, đòi hỏi phải có các giải pháp thay thế phù hợp.Giá helium dự kiến ​​sẽ tiếp tục tăng từ năm 2021 đến năm 2026, từ $13,53/m3 (2020) lên $19,09/m3 (2027).

Ngành công nghiệp bị ảnh hưởng bởi kinh tế và chính sách.Khi nền kinh tế toàn cầu phục hồi, ngày càng có nhiều người quan tâm đến việc cải thiện các tiêu chuẩn môi trường, đặc biệt là ở các khu vực kém phát triển với dân số đông và tăng trưởng kinh tế nhanh, nhu cầu về khí heli sẽ tăng lên.

Hiện tại, các nhà sản xuất lớn trên toàn cầu bao gồm Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (Dz) và Gazprom (Ru), v.v. Vào năm 2020, thị phần bán hàng của Top 6 nhà sản xuất sẽ vượt quá 74%.Dự kiến, sự cạnh tranh trong ngành sẽ trở nên khốc liệt hơn trong vài năm tới.

 

Thiết bị đông lạnh HL

Do sự khan hiếm tài nguyên helium lỏng và giá cả ngày càng tăng, điều quan trọng là phải giảm tổn thất và thu hồi helium lỏng trong quá trình sử dụng và vận chuyển.

Thiết bị đông lạnh HL được thành lập vào năm 1992 là một thương hiệu trực thuộc Công ty thiết bị đông lạnh HL Cryogenic Equipment Co., Ltd.Thiết bị đông lạnh HL cam kết thiết kế và sản xuất Hệ thống đường ống đông lạnh cách nhiệt chân không cao và Thiết bị hỗ trợ liên quan để đáp ứng các nhu cầu khác nhau của khách hàng.Ống cách nhiệt chân không và ống mềm được chế tạo bằng vật liệu cách nhiệt đặc biệt nhiều lớp và chân không cao, đồng thời trải qua một loạt các phương pháp xử lý kỹ thuật cực kỳ nghiêm ngặt và xử lý chân không cao, được sử dụng để chuyển oxy lỏng, nitơ lỏng , argon lỏng, hydro lỏng, heli lỏng, khí ethylene hóa lỏng LEG và khí tự nhiên hóa lỏng LNG.

Dòng sản phẩm Ống chân không có chân không, Ống chân không có chân không, Van có chân không và Bộ tách pha trong Công ty thiết bị đông lạnh HL, đã trải qua một loạt các phương pháp xử lý kỹ thuật cực kỳ nghiêm ngặt, được sử dụng để chuyển oxy lỏng, nitơ lỏng, argon lỏng, hydro lỏng, helium lỏng, LEG và LNG, và những sản phẩm này được sử dụng cho các thiết bị đông lạnh (ví dụ: bể đông lạnh, sương và hộp lạnh, v.v.) trong các ngành công nghiệp tách khí, khí đốt, hàng không, điện tử, chất siêu dẫn, chip, lắp ráp tự động hóa, thực phẩm & nước giải khát, dược phẩm, bệnh viện, ngân hàng sinh học, cao su, kỹ thuật hóa học sản xuất vật liệu mới, sắt thép, và nghiên cứu khoa học, v.v.

Công ty Thiết bị đông lạnh HL đã trở thành nhà cung cấp/nhà cung cấp đủ tiêu chuẩn của Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani và Hangzhou Oxygen Plant Group (Hangyang), v.v.


Thời gian đăng: 28-03-2022