目前,實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的氫氣體分離技術(shù)可分為三大主流技術(shù):膜分離法,產(chǎn)品氫純度(體積)80~99%,氫回收率75~85%,操作壓力3~15MPa;變壓吸附(PSA)分離法,產(chǎn)品氫純度99~99.999%,氫回收率80~97%,操作壓力0.5~3.0MPa;深冷分離法,產(chǎn)品氫純度90~99%,氫回收率98%;操作壓力1.0~8.0MPa 。由上述三大氫分離法多項(xiàng)技術(shù)參數(shù)比較得出,變壓吸附法(PSA)是一種較靈活、實(shí)用性強(qiáng)的氫分離工藝技術(shù),適合于焦?fàn)t煤氣的氫分離。
焦?fàn)t煤氣是焦炭生產(chǎn)中,煤高溫緩慢炭化過程中產(chǎn)生的可燃?xì)怏w。中國(guó)是焦炭產(chǎn)量最大的國(guó)家。2017年中國(guó)焦炭產(chǎn)量為43142.6萬(wàn)噸。按此計(jì)算,中國(guó)的焦?fàn)t煤氣產(chǎn)量很高。全國(guó)焦炭產(chǎn)能約1/3在鋼鐵聯(lián)合企業(yè),2/3在獨(dú)立焦化企業(yè)。獨(dú)立焦化企業(yè)的富余焦?fàn)t煤氣因不能直接用于生產(chǎn)而被大量釋放,高峰時(shí)釋放量達(dá)到30km3/a。
變壓吸附技術(shù)具有能耗低、自動(dòng)化程度高、產(chǎn)氣速度快、對(duì)原料氣凈化要求低等優(yōu)點(diǎn),在焦化廠得到了廣泛應(yīng)用。產(chǎn)品氣純度最高可達(dá)99.9%,但回收率為60%~90%。在一些生產(chǎn)線中,為了穩(wěn)定產(chǎn)品的氫氣純度,也有在變壓吸附工藝后串聯(lián)膜分離工藝的生產(chǎn)線。 甲烷轉(zhuǎn)化、甲醇制氫、天然氣制氫在工業(yè)上已有廣泛應(yīng)用。