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我國含氦煤層氣提取技術(shù)取得重大突破，高純氦氣市場前景廣闊
2023年12月23日 08:48:32
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：14753
近日，由中國煤炭科工集團(tuán)煤科院承建的全球首套3.6萬Nm3/d含氦煤層氣提取高純氦氣裝置在窯街煤電集團(tuán)甘肅科貝德煤與煤層氣開發(fā)技術(shù)有限公司實(shí)現(xiàn)一次開車成功，順利產(chǎn)出99.999%以上純度的高純氦氣。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】 近日，我國在含氦煤層氣提取技術(shù)上取得了重大突破，由中國煤炭科工集團(tuán)煤科院承建的全球首套36萬標(biāo)準(zhǔn)立方米/天含氦煤層氣提取高純氦氣裝置在窯街煤電集團(tuán)甘肅科貝德煤與煤層氣開發(fā)技術(shù)有限公司成功一次開車，順利產(chǎn)出99.999%以上純度的高純氦氣。這一成果標(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)，為我國高純氦氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
氦氣，這種被稱為“黃金氣體”的稀有戰(zhàn)略性物資，是國防軍工和高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展不可或缺的重要元素。由于氦氣的性質(zhì)穩(wěn)定，且在高溫、深冷、超導(dǎo)、航天等多種極端環(huán)境下具有不可替代的作用，其提取和利用一直受到世界各國的重視。然而，由于氦氣的提取難度大，全球氦氣資源主要依賴于天然氣中的含氦煤層氣和天然氣水合物。我國作為世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國，擁有豐富的含氦煤層氣資源，但由于技術(shù)限制，一直未能有效利用。因此掌握氦氣提取技術(shù)并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，對于我國的能源安全和高端產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。目前，從天然氣中提取氦氣是唯一工業(yè)化生產(chǎn)方式。
如何從成分復(fù)雜的煤層氣資源中提取氦氣是擺在窯街煤電集團(tuán)面前的現(xiàn)實(shí)難題。為解決這一問題，自2021年開始，煤科院聯(lián)合窯街煤電集團(tuán)就含氦煤層氣提氦技術(shù)開展科研攻關(guān)。
攻關(guān)團(tuán)隊(duì)利用煤科院在氣體分離提純領(lǐng)域的深厚技術(shù)積累，成功融合了變壓吸附、膜分離等多項(xiàng)氣體分離關(guān)鍵技術(shù)。他們開創(chuàng)的“變壓吸附+膜分離+精制純化”的煤層氣提氦工藝，解決了多組分煤層氣變壓吸附脫碳、濃縮、提氦一體化分離以及膜分離和高效精制純化耦合等關(guān)鍵技術(shù)問題，氦氣純度從0.1%提高至99.999%以上，最高可達(dá)到99.9999%以上，實(shí)現(xiàn)了“含氦煤層氣制備高純氦氣”工程化放大應(yīng)用。
隨著科技的不斷進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，高純氦氣的需求量逐年增長。高純氦氣在半導(dǎo)體、光纖、航空航天等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，市場需求潛力巨大。在航空航天領(lǐng)域，高純氦氣被用于制造火箭推進(jìn)劑；在醫(yī)療領(lǐng)域，高純氦氣被用于治療癌癥；在科研領(lǐng)域，高純氦氣被用于進(jìn)行高精度實(shí)驗(yàn)和檢測。此次我國在含氦煤層氣提取技術(shù)上的突破，將為高純氦氣市場提供穩(wěn)定、可靠的供應(yīng)來源，進(jìn)一步推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
此次突破的意義遠(yuǎn)不止于此。隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和低碳化進(jìn)程的加速，氦氣的戰(zhàn)略地位將更加凸顯。未來，我國將積極推動(dòng)含氦煤層氣提取技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和優(yōu)化，致力于提升氦氣自給率，滿足國防軍工和高科技產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略需求。同時(shí)，也將積極探索含氦煤層氣在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，如深海探測、超導(dǎo)技術(shù)等，為我國的科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新的活力。
此外，我國還將通過此次成功的經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)國內(nèi)企業(yè)在新能源和高端裝備制造領(lǐng)域的自主創(chuàng)新和研發(fā)能力提升。通過加強(qiáng)與科研機(jī)構(gòu)和高校的合作，培養(yǎng)更多的科技人才，為我國的科技事業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強(qiáng)有力的人才保障。
在全球范圍內(nèi)，我國在含氦煤層氣提取技術(shù)方面的突破也將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。它將打破國際上對氦氣技術(shù)的封鎖和壟斷，為全球范圍內(nèi)的能源轉(zhuǎn)型和科技創(chuàng)新提供新的可能。同時(shí)，也將進(jìn)一步推動(dòng)全球范圍內(nèi)的科技合作和交流，為構(gòu)建人類命運(yùn)共同體貢獻(xiàn)中國智慧和中國力量。
未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場的持續(xù)擴(kuò)大，我國含氦煤層氣提取技術(shù)有望在全球范圍內(nèi)取得更大的突破。這將有助于提升我國在國際氦氣資源開發(fā)領(lǐng)域的地位，為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新的動(dòng)力。下一步，中國煤炭科工集團(tuán)煤科院提氦成套工藝技術(shù)將推廣應(yīng)用至天然氣提氦領(lǐng)域，增加我國氦氣資源供給途徑，為我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力保障。
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