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在現(xiàn)代工業(yè)版圖中，氦氣是一種十分“矛盾”的氣體資源。它很輕，輕到能飄向云端。它無色無味，常常被人忽略，是僅次于氫氣最輕的氣體。它又很“重”，重到支撐起國之重器。芯片光刻冷卻、核磁共振超導、火箭燃料增壓、核聚變裝置等諸多尖端領域，都離不開氦氣的身影。
氦氣在我國氣田中的含量極低，提取難度大?！熬秃帽葟膬杀锖Y沙子，一杯水里只有一粒沙，另一杯里卻一堆沙?！焙Y選過程中，技術人員必須造出一張精度極高的“膜”，上面布滿微小孔洞，小到只有氦原子能夠通過，從而實現(xiàn)與其他氣體精準分離。
而國內(nèi)氦氣的核心應用場景——核磁共振成像、半導體、航空航天等領域，恰恰對純度有著嚴苛要求。半導體產(chǎn)業(yè)，氦氣用于光刻機超導冷卻、晶圓精密溫控、超潔凈保護及質譜檢漏等環(huán)節(jié)，純度必須達到99.999%（5個9，即5N級）以上；航空航天火箭推進等關鍵環(huán)節(jié)，純度更是要求不低于99.9999%（6個9，即6N級）。
圖：萬瑞冷電研制的“低溫精制及脫氖裝置”在延安天然氣提氦項目現(xiàn)場穩(wěn)定運行。
對此，電科博微萬瑞冷電自主研制低溫精制及脫氖裝置，產(chǎn)出氦氣純度高達99.99997%（6N級），氖氣雜質低于0.3ppm，成為國內(nèi)首套從天然氣中提取6N級超純氦氣的裝置。
這項技術不簡單。電科博微萬瑞冷電總工程師章學華表示，由于天然氣中氦氣含量不高，國內(nèi)大多數(shù)氣源提氦后，還需進一步的提純與精制。工藝最大的技術難點在于氦和氖的分離?！昂ず湍实姆肿又睆街徊?.6埃米，相當于頭發(fā)絲直徑的百萬分之一，加上天然氣和空氣含量少，不和其他物質反應，傳統(tǒng)工藝幾乎無法有效分離?！边@就像一對長得幾乎一模一樣的雙胞胎，還不搭理人，外人很難分辨。
針對提氦過程中的各類雜質，萬瑞冷電打出一套技術“組合拳”，采用膜分離、變壓吸附、催化脫氫、低溫精制四階耦合工藝。前兩道工序如同精密“篩子”與“吸附器”，脫除甲烷和氮氣；催化脫氫通過化學反應去除氫氣；深低溫精制則利用高比表面積吸附劑，精準分離氖氣。這套設備有效解決了低豐度氦氣制備投資大、運營成本高和操作彈性小的難題，其制造與運營成本較國外同類產(chǎn)品降低約30%。更關鍵的是，高效吸附劑、低溫制冷設備、低溫閥門及核心配件大多實現(xiàn)自主創(chuàng)新。
在氦氣回收純化領域，萬瑞冷電同樣持續(xù)發(fā)力，研制出國內(nèi)首臺大型氦氣回收裝置，推出了工業(yè)氦氣循環(huán)利用設備?！巴ㄟ^我們的回收、純化技術，每年能節(jié)約300萬立方米氦氣，大幅降低對新增氦資源的需求。”章學華說。
