氢气(H2)是一种最清洁二次能源,有取代化石燃料的趋势,在国内已有多座城市开始投运氢燃料电池公交车和洒水车,真正实现零污染排放,可以这样说我国即将形成“氢能经济”,同时氢气又是优良的还原剂,可以替代碳(C)作为金属氧化物的还原剂,用于钢铁等工业生产过程,氢气还是化学工业和煤焦化企业粗苯、煤焦油加氢精制的生产原料。因此要开发利用这种理想的氢气清洁能源及氢气化工原料,必须先开发出氢气资源。
目前,实现工业化的氢气体分离技术可分为三大主流技术:膜分离法,产品氢纯度(体积)80~99%,氢回收率75~85%,操作压力3~15MPa;变压吸附(PSA)分离法,产品氢纯度99~99.999%,氢回收率80~97%,操作压力0.5~3.0MPa;深冷分离法,产品氢纯度90~99%,氢回收率98%;操作压力1.0~8.0MPa 。由上述三大氢分离法多项技术参数比较得出,变压吸附法(PSA)是一种较灵活、实用性强的氢分离工艺技术,适合于焦炉煤气的氢分离。
变压吸附技术具有能耗低、自动化程度高、产气速度快、对原料气净化要求低等优点,在焦化厂得到了广泛应用。产品气纯度最高可达99.9%,但回收率为60%~90%。在一些生产线中,为了稳定产品的氢气纯度,也有在变压吸附工艺后串联膜分离工艺的生产线。 甲烷转化、甲醇制氢、天然气制氢在工业上已有广泛应用。