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液氮发生器在目前的实验室中起到了多大的作用?

更新时间:2020-12-16      点击次数:863
 
    在低温研究工作中有一个越来越严重的危机,而这危机就是液态氦。在过去的几年中,低温研究人员和研究机构都不得不接受一个事实,就是,他们很需要用来完成他们的工作的氦,供应量一直在不断下降。除了供应一直在减少,成本也一直在不断上升。

    我们目前的世界,氦气的供应已不可能再被视为理所当然。如果不要低温研究受到低温缺货的影响,必须找到并实施新的回收和节约氦气的方法。

    近年来,对液态氦的需求的增加造成了频繁的价格上涨和供应短缺。即使在生产大部分可用的液态氦的美国,情况也已变得很困难。研究人员越来越意识到这个问题,也在他们的未来实验室操作计划中正越来越关注液氮发生器

    液氮发生器对于许多低温仪器,氦的消耗主要是由于每日少量的气化而偶尔的大量气化是由于定期从存储杜瓦罐转移到低温系统。传统的工业规模的氦液化和回收系统的设计产能为少每小时50升,而对于只有一个或两个仪器的较小的实验室,这不是可行的解决方法。

    近在液氮发生器的进步让一种新型紧凑的液化器开发出来,它为这些较小的实验室提供了理想的解决方案。这些更小型的便携式液化器的工作原理的特点是有两个循环:封闭循环,是由冷头(?4K)和压缩机组成的,从氦的气体空间取走热能,并继续把气体冷却,直到凝结和液化发生;和开放循环,其中纯氦气源(用户的仪器或气瓶)流向液化器的杜瓦罐进行液化,然后传送回用户的低温恒温器。

    另一个低温系统的氦回收的挑战是捕获传送时的蒸发。一个典型的低温液体的传送可导致大量的氦气而需要被回收并存储起来。

    中压和高压回收装置为这方面的需求提供一个集成的解决方案,并能提供接近回收以前丢失的氦的100%。在高压回收系统,正常和传送的气化气体通常排入一个气袋作为临时缓冲。一个压缩机将气体从袋中转移到储气瓶。这个“不纯洁的”氦从气瓶流至一个净化器以去除污染物,然后进入液化器。利用这种方法,以前因为量太大而无法直接捕获的传送时的气化,现在可以被收回和送入回收和液化系统。

    中压设备的工作方式类似,但以大型的气体储罐代替氦气袋,再不用把过量的氦气长期贮存在气瓶组中。如何从这两个系统之间选择取决于在实验室的低温仪器的数量和预期的回收氦的需要。