邯郸脱氖专用分子筛暨国内首个变温吸附脱氖氦气纯化装置成功研制

邯郸脱氖专用分子筛暨国内首个变温吸附脱氖氦气纯化装置成功研制

氦气是一种稀缺性战略资源，广泛应用于检漏、半导体、科研等领域。目前 氦气的生产主要来自于天然气伴生氦气回收和提取，而我国天然气含氦量普遍较 低（<0.1%），氦气资源相对稀缺。因此开发诸如液化工厂 BOG 含氦、地热水 溶气伴生氦气、煤层气含氦回收和提取等研究方向， 成为获得国产氦气来源的主 要途径。

氦气的生成来源于漫长的地壳运动，而作为与氦同族的氖也会生成并富集， 由于氖气沸点较低（27K），在 BOG 提氦等领域回收制取氦气过程中氖气也会  富集，区别于氢等活性气体，氖气也是惰性的，无法通过与其他物质反应而脱除， 因此在氦气生产过程中氖气就成为挥之不去的噩梦，严重影响着氦气的产品品质 （GB 4844-2011 要求高纯氦中氖含量≤4PPM）。

常用的氦气流中脱氖方法有超低温冷冻法、精馏法和低温吸附法等几种， 其 中冷冻法和精馏法需要提供低于氖气沸点的超低温环境，而低温吸附法需要提供 <60K 的超低温环境，对低温环境要求越高导致设备的制造成本及氖气的脱除成 本就越高，使得脱氖高纯氦气纯化技术和设备的发展备受掣肘。

区别于上述常用的脱氖方法，安徽中科皖能科技有限公司在多年研发的基础 上，开发了氦气中脱氖专用的 CZ-200-80.2B 型分子筛，该分子筛在中低压、普 冷到深冷温区对氖气均有较高的吸附能力，尤其适用于氖气分压<50Pa 的工况条 件。并据此开发了国内首套液氮温区下 BOG 提氦专用的脱氖纯化装置

（VNE-80/He），在内蒙古森泰天然气有限公司等多家单位测试均取得了良好的 测试结果，氦气纯度满足国标对高纯氦要求，纯度满足 6N 电子级的要求（见图 2）。相比较于常用的超低温脱氖技术，我司开发的脱氖氦气纯化装置设备投资 低、运行成本低，极大降低用户的一次投入和二次使用成本。

图 1.  脱氖纯化器现场使用图片

图 2.  脱氖纯化器对多种杂质的吸附曲线图

同时 CZ-200-80.2B 型分子筛在普冷温区对高分压氖气表现出令人惊喜的吸 附能力，已测试可以实现对氦气流中 3500 PPM 氖气杂质实现一步吸附脱除，更 加证实了该分子筛对氖气具有极佳的吸附性能。结合我公司高低温循环氦气纯化 装置使用，可以实现无液氮普冷温区的脱氖需求，尤其适用于工厂、实验室等无 液氮场景，极大节约了使用成本。

图 3.  高分压氖气脱除实验 GC 结果

该分子筛及脱氖氦气纯化设备的研发成功，是公司多年研发的成果沉淀，也 是我国高纯氦制取生产中的一大进步，标志着我司在氦氖分离技术和装备的研发 和应用日趋成熟，为我司天然气提氦技术应用、空分尾气氦氖分离等市场开发打 下了坚实的基础。

请及时关注我司脱氦高纯氖纯化设备的研制进展。