氦氣氣體純化技術(shù)

氦氣氣體純化技術(shù)

氦氣是一種稀缺的戰(zhàn)略資源，尤其在我國，氦氣資源極其匱乏，幾乎全部依賴進(jìn)口。但氦氣用途非常廣泛，是軍事偵察用飛艇及工業(yè)光纖、半導(dǎo)體、空調(diào)、焊接等高端制造領(lǐng)域的重要資源。2017年卡塔爾外交塌方事件又一次重創(chuàng)了全球氦氣的正常供給，讓很多氣體企業(yè)和用戶非常頭疼。國內(nèi)工業(yè)領(lǐng)域氦氣消耗量逐年大幅增長，但在工業(yè)領(lǐng)域沒有提純循環(huán)利用，消耗性使用后直接排入大氣，造成極大浪費(fèi)的情況。所以，全面進(jìn)行工業(yè)領(lǐng)域氦氣提純循環(huán)技術(shù)研究，再次成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)問題。

氦氣提純循環(huán)設(shè)備常用方法是低溫，冷凝法。此外，在設(shè)備研制過程中還采用了大量低溫領(lǐng)域的新技術(shù)，包括高壓氦氣壓縮機(jī)的減振、耐低溫高壓紫銅管道特種焊接技術(shù)、低溫高壓活接密封技術(shù)等，以優(yōu)化產(chǎn)品。在此基礎(chǔ)上，通過在膜分離法提純技術(shù)上取得突破，通過復(fù)合提純分離方法，將純度≥10%的低純氦氣提純至99.5%以上，系統(tǒng)純化回收率≥60%。據(jù)悉，我國相關(guān)企業(yè)的光纖高純氦氣回收提純項(xiàng)目在深圳順利通過驗(yàn)收，接入用戶生產(chǎn)線正式供氣。該項(xiàng)目成功實(shí)現(xiàn)了高溫、高速、高粉塵的環(huán)境下無擾動(dòng)氣體回收，將氦含量≤50%的原料氣在線純化后供回＞99.999%高純氦氣，具有24小時(shí)無人值守自動(dòng)運(yùn)行、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。項(xiàng)目基建及抽氣、供氣管路布置和現(xiàn)場施工嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范，滿足用戶質(zhì)量和安全要求，總體可節(jié)約氦氣使用量55%以上，得到了用戶的肯定和贊賞。

氦氣提純是一項(xiàng)國際前沿研究領(lǐng)域，采用的方法有低溫冷凝、膜分離、變壓吸附、化學(xué)吸附等方法。我國企業(yè)在低溫研究的基礎(chǔ)上，突破低溫冷凝分離法的研究技術(shù)瓶頸，開發(fā)工業(yè)氦氣膜分離提純技術(shù)和設(shè)備，與國際巨頭在氦氣提純技術(shù)和設(shè)備方面展開競爭，并積極研究膜分離+低溫分離的復(fù)合氦氣分離方法，結(jié)合膜分離高效性和低溫分離高回收率和高純度的特點(diǎn)，將氦氣首先經(jīng)過膜分離技術(shù)進(jìn)行粗提純，然后采用低溫分離技術(shù)進(jìn)行精提純，滿足工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能與高純的多重需要。