這標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。我國含氦煤層氣提取高純氦氣技術獲得重要進展。
“氦氣是高科技產業發展不可或缺的稀有戰略性物資之一，被稱為‘黃金氣體’。”煤科院煤化工分院炭材料研究所副所長、項目技術負責人郭昊乾介紹，氦氣用途極其廣泛，可應用于航空航天、高端醫療、半導體制造、大科學裝置等眾多領域。目前，氦氣唯一的工業化生產方式是從天然氣中提取。煤科院此次開發的含氦煤層氣提取高純氦氣裝置應用于窯街煤電集團所屬海石灣煤礦。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天然氣，相較于常規天然氣，其成分更為復雜，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，煤科院聯合窯街煤電集團圍繞含氦煤層氣提氦技術開展科研攻關。郭昊乾介紹，憑借在氣體分離提純領域的技術積累，煤科院攻關團隊融合變壓吸附、膜分離等多項氣體分離關鍵技術，創新開發了“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、提氦一體化分離關鍵技術以及膜分離和高效精制純化耦合關鍵技術，提取的氦氣純度最高可達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用作發電原料氣，使煤層氣和氦氣資源同時得到高效利用，為企業創造了“一舉多得”的經濟、社會和環境效益。據介紹，下一步，煤科院提氦成套工藝技術將推廣應用至常規天然氣提氦領域，以增加我國氦氣資源供給途徑，為我國低溫超導、高溫氣冷堆和大科學裝置等領域發展提供資源保障。
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2024-01-05
科技日報劉園園1110