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煤科院承建的全球首套36萬標準立方米/天含氦煤層氣提取高純氦氣裝置在窯街煤電集團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)展奠定了堅實基礎(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、
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面前的現(xiàn)實難題。為解決這一問題，自2021年開始，煤科院聯(lián)合窯街煤電集團就含氦煤層氣提氦技術(shù)開展科研攻關(guān)。
攻關(guān)團隊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，最高可達到99.9999%以上，實現(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，高純氦氣被用于進行高精度實驗和檢測。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，進一步推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
此次突破的意義遠不止于此。隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和低碳化進程的加速，氦氣的戰(zhàn)略地位將更加凸顯。未來，我國將積極推動含氦煤層氣提取技術(shù)的進一步發(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，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、超導技術(shù)等，為我國的科技創(chuàng)新和經(jīng)濟發(fā)展注入新的活力。
此外，我國還將通過此次成功的經(jīng)驗，推動國內(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。通過加強與科研機構(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)濟發(fā)展提供強有力的人才保障。
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，也將進一步推動全球范圍內(nèi)的科技合作和交流，為構(gòu)建人類命運共同體貢獻中國智慧和中國力量。
未來，隨著技術(shù)的不斷進步和市場的持續(xù)擴大，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)濟發(fā)展注入新的動力。下一步，中國煤炭科工集團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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