純度99.99997%!大陸突破低氦氣源提取困境 量產超純氦具戰略意義

安徽萬瑞冷電科技近日利用低溫精制及脫氖裝置成功產出達99.99997%(6N9級)超高純度氦氣。圖/取自萬瑞冷電科技有限公司
安徽萬瑞冷電科技近日利用低溫精制及脫氖裝置成功產出達99.99997%(6N9級)超高純度氦氣。圖/取自萬瑞冷電科技有限公司

氦氣是稀有的非再生戰略資源,不過大陸做為全球第二大氦氣消費市場,九成仰賴進口,促使陸方近年積極研究自主生產。綜合陸媒報導,安徽萬瑞冷電科技有限公司的裝置近日成功產出達99.99997%(6N9級)超高純度氦氣,由於大陸天然氣田相較其他國家產區「氦含量」極低,此次從低氦氣源的天然氣中提取出6N9級氦氣的工藝技術可謂領先全球,未來大規模量產後極具戰略意義。

氦氣因其獨特的超低溫特性和化學惰性,在航空太空工程、半導體、生物醫療等領域等產業中被視為關鍵資源,過去一世紀中,無論產能還是提取技術幾乎全被美國壟斷,目前大陸進口的產區則主要來自卡達、美國和澳洲,在如今全球地緣政治緊張的時期,大陸急欲自主發展相關技術擺脫進口氦氣依賴,以免高科技產業受制於人。

據了解,大陸天然氣田內氦氣比例僅為0.03%至0.05%,遠低於國際氦氣田1%至7%的比例,「貧氦」特性使得大陸傳統提氦技術效率低下,純度難以突破99.9999%大關。

而研發團隊此次在大陸首創新型「聯合法」提氦工藝,該工藝體系創新,是融合脫氫、膜分離、變壓吸附、低溫精製的「四階耦合工藝技術」。

裝置首先通過催化脫氫技術脫除氫氣雜質實現氦氣初步富集,然後經過膜分離加上變壓吸附深度脫除氮氣、甲烷等主要雜質,最後採用30K深低溫精製工藝,精準脫除氖氣雜質,獲取超純氦氣產品,這套裝置能24小時不停機連續運行,每年提取超高純度氦氣40萬立方公尺。

團隊總工程師章學華介紹,經第三方機構鑑定,該工藝技術指標達到「國際領先」水準,代表大陸在高純氦氣工程化應用上實現了從無到有、從有到優的跨越,為資源戰略安全提供強有力的支撐。

大陸不僅從低氦氣源中提取6N9級別的超高純度氦氣,且還能達到工業化產能,工藝領先全球,也降低可能因氦氣資源短缺被「卡脖子」的風險。

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