北京 【成果播报】
科技日报讯 (记者刘园园)记者1月3日从中国煤炭科工集团获悉，该集团煤炭科学技术研究院有限公司(以下简称煤科院)承建的我国首套含氦煤层气提取高纯氦气装置近日成功应用，顺利产出99.999%以上纯度的高纯氦气。
这标志着我国完全掌握了含氦煤层气提氦成套工艺及其工程化技术。我国含氦煤层气提取高纯氦气技术获得重要进展。
“氦气是高科技产业发展不可或缺的稀有战略性物资之一，被称为‘黄金气体’。”煤科院煤化工分院炭材料研究所副所长、项目技术负责人郭昊乾介绍，氦气用途极其广泛，可应用于航空航天、高端医疗、半导体制造、大科学装置等众多领域。目前，氦气唯一的工业化生产方式是从天然气中提取。
煤科院此次开发的含氦煤层气提取高纯氦气装置应用于窑街煤电集团所属海石湾煤矿。该煤矿煤层气属于我国极为稀少的含氦煤层气资源。煤层气作为一种非常规天然气，相较于常规天然气，其成分更为复杂，提取氦气难度大。而海石湾煤矿煤层气同时还含有大量的二氧化碳，分离提氦难上加难。
为解决含氦煤层气制备高纯氦气难题，自2021年开始，煤科院联合窑街煤电集团围绕含氦煤层气提氦技术开展科研攻关。郭昊乾介绍，凭借在气体分离提纯领域的技术积累，煤科院攻关团队融合变压吸附、膜分离等多项气体分离关键技术，创新开发了“变压吸附+膜分离+精制纯化”的煤层气提氦工艺。
“这种煤层气提氦工艺不同于天然气液化提氦，我们攻克了多组分煤层气变压吸附脱碳、浓缩、提氦一体化分离关键技术以及膜分离和高效精制纯化耦合关键技术，提取的氦气纯度最高可达99.9999%以上，为高纯氦气资源获取提供了新途径。”郭昊乾说，不仅如此，提取氦气后的煤层气可继续用作发电原料气，使煤层气和氦气资源同时得到高效利用，为企业创造了“一举多得”的经济、社会和环境效益。
据介绍，下一步，煤科院提氦成套工艺技术将推广应用至常规天然气提氦领域，以增加我国氦气资源供给途径，为我国低温超导、高温气冷堆和大科学装置等领域发展提供资源保障。