日前，记者从安徽万瑞冷电科技有限公司(以下简称万瑞冷电)获悉，该公司自主研制的低温精制及脱氖装置在陕西天然气提氦项目现场通过工程验收。该装置产出的氦气纯度达到99.99997%(6N9级)，氖气杂质含量低于0.3ppm，是国内首套从天然气中提取6N9级超纯氦气的装置。这一成果标志着我国在低丰度天然气提氦领域实现重大突破。
氦气是半导体制造、大科学装置、先进医疗及航空航天等领域不可或缺的战略性资源，被誉为“工业血液”。目前，氦气主要从天然气中提取，但我国天然气田氦气平均丰度仅为0.03%~0.05%，且传统提氦技术效率低下，氦气纯度一直难以突破99.9999%关口。
“长期以来，我国高纯氦气严重依赖进口，资源安全面临严峻挑战。如何高效提取氦气，保障我国国防安全及高新技术发展成为亟待解决的重大课题。”该项目总负责人荣成旭告诉记者，面对这一难题，公司研发团队历经6年攻关，自主研制出国际领先的联合法氦气制取工艺，创新性地发明了“前脱氢+多级膜+变压吸附+低温精制”耦合工艺。这套系统性解决方案适应了我国天然气中氦气资源品位低、杂质复杂、提取难度大的特点，实现了从低丰度原料气中高效稳定提取高纯氦气，一举填补了该领域的技术空白，也为我国资源战略安全提供了强有力支撑。
“在研发过程中，最难的是脱除氦气中的氖气。氖氦分子直径仅差0.6埃，相当于头发丝直径的百万分之一，传统工艺难以有效分离。”该项目研发工程师胡有明告诉记者，研发团队发明了超低温吸附分离技术，以高比表面积的吸附剂为核心，成功将氖含量脱除至0.3ppm以下。经第三方权威机构鉴定，该工艺技术达到国际领先水平。
据介绍，该装置还突破了传统单级分离模式，采用双塔结构，年设计不间断工作时间超8000小时，同时装置体积减少40%，气体处理效率提高50%，且安全性能得到极大提升。
据了解，20多年来，万瑞冷电始终深耕稀有气体制取和分离技术，先后研制出国内首台大型氦气回收纯化设备、首台高纯氦气纯化器等，实现了装备和工艺的全面国产化，年产氦气400万立方米。“未来，公司将以国家战略为指引，聚焦低温真空及气体分离技术的持续精进与不断创新，为国家战略科技力量的提升和国家战略性新兴产业发展贡献更多力量。”万瑞冷电总工程师章学华表示。