記者1月3日從中國煤炭科工集團(tuán)獲悉，該集團(tuán)煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司（以下簡稱煤科院）承建的我國首套含氦煤層氣提取高純氦氣裝置近日成功應(yīng)用，順利產(chǎn)出99.999%以上純度的高純氦氣。
這標(biāo)志著我國完全掌握了含氦煤層氣提氦成套工藝及其工程化技術(shù)。我國含氦煤層氣提取高純氦氣技術(shù)獲得重要進(jìn)展。
“氦氣是高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展不可或缺的稀有戰(zhàn)略性物資之一，被稱為‘黃金氣體’。”煤科院煤化工分院炭材料研究所副所長、項目技術(shù)負(fù)責(zé)人郭昊乾介紹，氦氣用途極其廣泛，可應(yīng)用于航空航天、高端醫(yī)療、半導(dǎo)體制造、大科學(xué)裝置等眾多領(lǐng)域。目前，氦氣唯一的工業(yè)化生產(chǎn)方式是從天然氣中提取。
煤科院此次開發(fā)的含氦煤層氣提取高純氦氣裝置應(yīng)用于窯街煤電集團(tuán)所屬海石灣煤礦。該煤礦煤層氣屬于我國極為稀少的含氦煤層氣資源。煤層氣作為一種非常規(guī)天然氣，相較于常規(guī)天然氣，其成分更為復(fù)雜，提取氦氣難度大。而海石灣煤礦煤層氣同時還含有大量的二氧化碳，分離提氦難上加難。
為解決含氦煤層氣制備高純氦氣難題，自2021年開始，煤科院聯(lián)合窯街煤電集團(tuán)圍繞含氦煤層氣提氦技術(shù)開展科研攻關(guān)。郭昊乾介紹，憑借在氣體分離提純領(lǐng)域的技術(shù)積累，煤科院攻關(guān)團(tuán)隊融合變壓吸附、膜分離等多項氣體分離關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)新開發(fā)了“變壓吸附+膜分離+精制純化”的煤層氣提氦工藝。
“這種煤層氣提氦工藝不同于天然氣液化提氦，我們攻克了多組分煤層氣變壓吸附脫碳、濃縮、提氦一體化分離關(guān)鍵技術(shù)以及膜分離和高效精制純化耦合關(guān)鍵技術(shù)，提取的氦氣純度最高可達(dá)99.9999%以上，為高純氦氣資源獲取提供了新途徑。”郭昊乾說，不僅如此，提取氦氣后的煤層氣可繼續(xù)用作發(fā)電原料氣，使煤層氣和氦氣資源同時得到高效利用，為企業(yè)創(chuàng)造了“一舉多得”的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益。
據(jù)介紹，下一步，煤科院提氦成套工藝技術(shù)將推廣應(yīng)用至常規(guī)天然氣提氦領(lǐng)域，以增加我國氦氣資源供給途徑，為我國低溫超導(dǎo)、高溫氣冷堆和大科學(xué)裝置等領(lǐng)域發(fā)展提供資源保障。
責(zé)任編輯： 江曉蓓
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