fr.wedoany.com Rapport : Le département des nouvelles énergies de l'Institut de recherche en ingénierie de Youyan a réalisé une percée dans sa technologie clé de séparation hydrogène-hélium, permettant de traiter des sources de mélange hydrogène-hélium à débit variable et de produire de l'hélium d'une pureté supérieure à 99,999 %, avec une efficacité de séparation d'au moins 99,9 % et un taux de récupération de l'hélium dépassant 98 %.
L'hélium, en tant que ressource rare essentielle à la sécurité stratégique et aux industries de haute technologie en Chine, joue un rôle irremplaçable dans des domaines clés tels que la fabrication de semi-conducteurs, l'imagerie par résonance magnétique (IRM) médicale supraconductrice, le nettoyage des réservoirs de carburant des fusées spatiales et l'informatique quantique. La dépendance de la Chine à l'égard des importations d'hélium dépasse 80 %, et la technologie de séparation hydrogène-hélium de haute qualité constitue un défi majeur pour l'extraction à grande échelle de l'hélium dans le pays. Les procédés traditionnels souffrent d'une faible efficacité de séparation, d'une pureté insuffisante, d'une consommation énergétique élevée, et la technologie d'oxydation catalytique présente des risques de sécurité en raison d'une chaleur excessive.
L'équipe technique du département des nouvelles énergies de l'Institut de recherche en ingénierie de Youyan a proposé un nouveau procédé de séparation hydrogène-hélium par adsorption chimique sur alliage, basé sur la technologie de stockage solide de l'hydrogène. Après deux mois de recherche, l'équipe a développé un prototype, réussissant à séparer efficacement l'hydrogène et l'hélium. L'hélium produit par cette technologie atteint une pureté supérieure à 99,999 %, répondant aux normes nationales pour l'hélium de haute pureté, avec un taux de récupération de 98 %. De plus, l'enthalpie de réaction n'est qu'un dixième de celle de l'oxydation catalytique traditionnelle, améliorant considérablement la sécurité et l'efficacité énergétique du processus de séparation.
Le premier dispositif de séparation hydrogène-hélium a été installé et utilisé au sein du groupe Zefengda à Shanxi. L'appareil a fonctionné de manière stable pendant une longue période dans des conditions de froid hivernal à Lüliang, avec des températures avoisinant les -20 °C, produisant avec succès de l'hélium de haute pureté d'au moins 99,999 %. Ce résultat a été rapporté en première page du Quotidien des sciences et technologies. Sur la base du prototype, l'équipe du projet a développé un produit commercial doté de fonctions de fonctionnement entièrement automatique, de surveillance en temps réel, de transmission de données et d'alarme de panne, et a déjà obtenu plusieurs commandes pour une validation de mise en œuvre commerciale à grande échelle.
Sur le site du projet à Qingyang, Gansu, confronté à une baisse des performances de l'appareil due à des fluctuations importantes de la composition de la source de gaz naturel, les techniciens de l'équipe ont optimisé le processus en ajustant les paramètres sur place et en collaborant en ligne. Le technicien Wang Renqi, dans un environnement où les travaux de soudure et d'électricité étaient interdits, a utilisé une pompe mécanique manuelle pour remplacer l'huile thermique à haute viscosité, assurant ainsi le fonctionnement stable de l'équipement. Après deux semaines d'efforts, le dispositif de séparation hydrogène-hélium a repris une production stable, surmontant le défi technique des fluctuations de la source de gaz en amont.
En matière d'itération technologique, le chef d'équipe Geng Xinhu a suivi les données de fonctionnement de l'appareil sur le long terme, développant et concevant un schéma de procédé de « cycle multi-tours », établissant des directives de conception de procédé et des normes opérationnelles réutilisables. En tenant compte des caractéristiques de fonctionnement des procédés de synthèse d'ammoniac et de fabrication de fibres optiques, Geng Xinhu a conçu une nouvelle structure de distributeur de gaz pour les tours d'adsorption, réduisant de 50 % la résistance à l'écoulement du gaz dans les tours d'adsorption en alliage optimisées.
Actuellement, la série de dispositifs de séparation hydrogène-hélium développée par le département des nouvelles énergies de l'Institut de recherche en ingénierie de Youyan a été appliquée avec succès dans plusieurs projets d'extraction d'hélium à partir de gaz naturel. L'équipe se concentre sur la direction de recherche de « séparation et purification efficaces de l'hydrogène et de l'hélium de haute pureté », optimisant continuellement le procédé de séparation hydrogène-hélium et explorant de nouvelles applications dans des domaines tels que la synthèse d'ammoniac et les fibres optiques.
