咸阳地热资源水溶氦气提纯试验工作取得重大突破

近日，由中国石化集团华北石油局有限公司咸阳三普分公司(简称三普)获悉，我市地热水溶性氦气提纯试验工作取得重大突破。

氦气(He)是一种稀有战略性资源，主要用于国防军工和高科技产业。我国氦气资源相当贫乏，含量低、提取难度大、成本高，90%以上的氦气需要进口。经勘探，渭河盆地深部蕴藏着丰富的地热水和水溶氦资源。三普经过多年研究，在我市独立完成了渭河盆地水溶性氦气资源的发现及评价工作。2016年，三普与中科院大连化物所膜技术国家工程研究中心(简称膜中心) 发挥各自的优势，合作完成了常温膜法提氦新技术及装备的研发工作，在我市建成了国内首个“地热井水溶氦提取试验站”，取得了水溶氦浓度由井口的3%提浓到50-60%，回收率达80%以上的试验成果。

2019-2020年，在咸阳市政府、市自然资源局、市科技局、市地热资源开发中心的支持指导下，三普、膜中心和中石化绿源(陕西)地热能开发有限公司联合在三普2号地热井开展水溶氦气提纯试验。该试验是在前期已取得提取/提浓成果基础上，采用变压吸附技术，完成水溶氦从提浓到提纯过程，将约45%浓度的氦气提浓至99.9%，达到工业级氦气标准。通过一年多试验工作，圆满的完成了水溶氦气提纯试验，实现了水溶氦气浓度达到99%以上的目标。通过该试验的实施，首次完成了水溶氦气的常温膜分离提浓系统和PSA提纯系统的工艺整合及优化，全面打通了地热井水溶氦气提取/提浓/提纯工艺技术路线，为最终在咸阳建成年产万方级地热井水溶氦气先导性开发试验基地打下基础。同时也为推动渭河盆地地热、水溶氦气资源的综合开发利用起到了示范作用，对解决我国贫氦资源问题做出了积极贡献。

名词解释：氦气

氦气，稀有气体元素的一种，英文名为Helium，元素符号为He，原子序数2。无色无味的惰性气体，化学性质不活泼，一般状态下很难和其它物质发生反应。

常温下，氦气是一种极轻的无色、无臭、无味的单原子气体。是所有气体中最难液化的，是不能在标准大气压下固化的物质。液化后温度降至2.174K时，具有表面张力很小、导热性很强、黏度极低等特殊性质。利用液态氦可以得到接近绝对零度的低温。化学性能稳定，进行低压放电时显深黄色。一般不生成化合物，在低压放电管中受激发可形成He2+、HeH等离子及分子。一般状态下很难和其他物质发生反应，在特定条件下和某些金属可形成化合物。液态氦在温度下降至2.18K时，性质会发生突变，黏度极小，成为一种超流体，能沿容器壁向上流动，热传导性为铜的800倍，成为导热性能极佳的热导体，其比热容、表面张力、压缩性都是反常的。这种异常的液体叫做液氦Ⅱ，正常的液态氦叫做液氦Ⅰ。

氦气主要用途

1、氦气可作为火箭液体燃料的压送剂和增压剂，大量用于导弹、宇宙飞船和超音速飞机上。

2、氦用作冶炼及焊接时的保护气体，这在造船以及飞机、宇宙飞船、火箭和武器的制造等方面非常重要。

3、氦气有优良的渗透性， 用于核反应堆的冷却，火箭和核反应堆的一些管道及电子和电气装置等的检漏。

4、氦气是具有理想气体的气体，是极低温度下蒸气压温度计的理想用气。

5、氦气的密度低，且不易燃，可用来填充灯泡、霓虹灯管，也是理想的气球及飞艇用气。

6、液体氦可获得接近绝对温度(-273℃)的低温，用于制造超导设备。

7、氦气惰性气体的一种，在血液中的溶解度较氮气低，因而其麻醉性低于氮气，所以常将氦气与氧气混合，作为潜水员的呼吸用气体。