國內(nèi)高純氦氣含氦煤層氣提取技術(shù)取得重大突破




12月16日，近日，由中國煤炭科學院承建的全球首套3.6萬Nm3/d含氦氣提取高純氦氣裝置，在窯街煤

炭集團甘肅科貝德煤炭與煤層氣開發(fā)技術(shù)有限公司實現(xiàn)了一次成功駕駛，成功生產(chǎn)出純度超過99.999%

的高純氦氣，標志著中國完全掌握了含氦煤層氣提取氦的工藝及其工程技術(shù)，中國含氦煤層氣提取高純

氦氣技術(shù)取得了重大突破。






氦氣是國防軍工和高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展不可或缺的稀有戰(zhàn)略物資之一，被稱為“黃金氣體”，應(yīng)用廣泛，涵蓋

航空航天、國防軍工、高端醫(yī)療、半導體制造、大型科學設(shè)備等多個領(lǐng)域。雖然中國資源豐富，但中

國氦氣資源相對匱乏，氦氣資源僅占全球資源的2%，消費量居世界第二。同時，由于氦氣提取困難，

無法通過化學合成獲得，因此對外界的依賴度極高。目前，從天然氣中提取氦氣是唯一的工業(yè)生產(chǎn)方法。


窯街煤電集團所屬的海石灣煤礦煤層氣是我國極為罕見的含氦煤層氣資源。多年來，煤層氣一直被用作

工業(yè)燃料，氦氣資源未能得到有效利用。如何從復雜的煤層氣資源中提取氦氣是窯街煤電集團面臨的現(xiàn)

實問題。


與天然氣相比，煤層氣作為一種非常規(guī)的天然氣，其成分更加復雜，難以提取氦氣。特別是對于窯街煤

電集團海石灣礦煤層氣，還含有大量二氧化碳，分離氦氣更是難上加難。為了解決這個問題，自2021年

以來，煤炭科學院和窯街煤電集團就氦氣提氦技術(shù)進行了科學研究。


憑借煤科院在氣體分離純化領(lǐng)域深厚的技術(shù)積累，攻關(guān)團隊融合了變壓吸附、膜分離等多項氣體分離關(guān)

鍵技術(shù)，不同于常規(guī)的天然氣液化氦氣提取技術(shù)，開創(chuàng)了“變壓吸附+膜分離+精制純化”的煤層氣提取技

術(shù)，克服了多組分煤層氣變壓吸附脫碳、濃縮、氦氣提取一體化分離的關(guān)鍵技術(shù)，以及膜分離和高效精

制純化耦合的關(guān)鍵技術(shù)。氦純度從0.1%提高到99.999%以上，最高可達99.999%以上，獲得了高純度氦

氣產(chǎn)品，實現(xiàn)了工程化放大應(yīng)用。


煤科院作為集團公司煤炭清潔高效利用領(lǐng)域的重要支撐單位，承擔著推動煤炭行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的歷史使命。

依托國家重大科技專項支持，通過技術(shù)開發(fā)、中試放大驗證、成果轉(zhuǎn)化工程應(yīng)用，不斷深化煤層氣利用

領(lǐng)域，自主開發(fā)了變壓吸附濃縮技術(shù)，覆蓋煤層氣全濃度梯級范圍，實現(xiàn)了煤層氣多渠道、多產(chǎn)品的綜

合利用。未來，煤科院將向天然氣氦氣提供成套工藝技術(shù)的推廣和應(yīng)用，將增加我國氦氣資源供應(yīng)渠道，

為我國低溫超導體、半導體制造、高溫供應(yīng)、高溫供應(yīng)