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(xué)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(tuán)甘肅科貝德煤炭與煤層氣開發(fā)技術(shù)有限公司實(shí)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(biāo)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(dǎo)體制造、大型科學(xué)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(fèi)量居世界第二。同時，由于氦氣提取困難，

無法通過化學(xué)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(tuán)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(fù)雜的煤層氣資源中提取氦氣是窯街煤電集團(tuán)面臨的現(xiàn)

實(shí)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(fù)雜，難以提取氦氣。特別是對于窯街煤

電集團(tuán)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(xué)院和窯街煤電集團(tuán)就氦氣提氦技術(shù)進(jìn)行了科學(xué)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(tuán)隊(duì)融合了變壓吸附、膜分離等多項(xiàng)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(dá)99.999%以上，獲得了高純度氦

氣產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了工程化放大應(yīng)用。


煤科院作為集團(tuán)公司煤炭清潔高效利用領(lǐng)域的重要支撐單位，承擔(dān)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(xiàng)支持，通過技術(shù)開發(fā)、中試放大驗(yàn)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(shí)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(dǎo)體、半導(dǎo)體制造、高溫供應(yīng)、高溫供應(yīng)