В Институте теоретической и прикладной механики Сибирского отделения РАН разработали новую технологию извлечения гелия из природного газа. Она основана на использовании материала, который способен одновременно отфильтровывать и поглощать гелий. Описание метода опубликовано в журнале «Наука и технологии Сибири».
Гелий — ценный газ, применяемый во множестве отраслей промышленности от металлургии и воздухоплавания до компьютерной техники и энергетики. В основном его получают из природного или попутного нефтяного газа методом их глубокого охлаждения. Гелий сжижается при самых низких температурах, что позволяет отделить его от других содержащихся в смеси газов.
Технология получения гелия путем охлаждения сложна и затратна, но до сих пор она оставалась наиболее эффективной. Фильтрация с помощью мембран и применение сорбентов для разделения газовой смеси не обеспечивают достаточную производительность, поэтому почти не применяются в промышленности. Кроме того, пока не существует сорбентов, способных поглощать только гелий из газовых смесей. Абсорбция, как правило, применяется на завершающих этапах производства гелия для его доочистки.
Чтобы избавиться от недостатков мембранного и сорбционного метода, в ИТПМ СО РАН решили объединить их в одну технологию. Сотрудники института создали гранулированный композитный материал, который представляет собой одновременно и мембрану, и сорбент. В качестве мембраны, отделяющей гелий от других газов, используются стеклянные микросферы. Они служат стенками гранул и пропускают внутрь себя только гелий, где он затем поглощается сорбентом — гидроксидом алюминия. По словам ученых, таким образом можно добиться высокой степени извлечения гелия даже из газовых смесей с его низким содержанием.
Технология, как отмечают разработчики, не требует больших капитальных вложений и энергозатрат, а применять ее можно в том числе и в условиях месторождений природного газа. В настоящее время в ИТПМ СО РАН изготовили крупномасштабную пилотную установку по извлечению гелия и готовятся к тестированию нового метода.