三种氢气纯化方式的特点

    目前氢气纯化装置主要有：变压吸附法(PSA)、膜分离法和低温吸附法。其氢气原料主要为含氢尾气、各种弛放气、炼油行业的石脑油催化裂化、加氧反应、石化行业的甲醇厂、乙烯厂、化工行业的城市煤气、合成氨、氯碱厂。将含有氢气的尾气加工提纯，使提纯后的氢气纯度达到国家标准(GB／T 7445—1995)中的高纯氢或超纯氢的 质量标准。
    变压吸附法(PSA)
    吸附剂在常温下吸附氢中杂质，当原料 氢中杂质含量较高时，常用几种吸附剂分层 表在一个吸附器内，工业上常用的PSA制 氢采用至少三床流程。在温度不变的情况 下，以四塔为例，A塔进行吸附，B塔停止 进料减压脱附，C塔用少量的清洗气吹洗杂 质，使吸附剂再生，D塔充压、吸附准备。 四个吸附塔周期性循环变压，进料吸附，排 气，再生。固态吸附剂可为有机物或无机 物。PSA法与膜分离法和低温吸附法相比有 其独特的优点，PSA法的装置和工艺简单， 可一步获得所需要的纯度，原料气压力要求 一般在0．8MPa～3．0MPa，而且对原料气中 杂质组分要求不苛刻，可省去预处理装置， 装置运行可采用微机或集散型计算机自动控 制。可制得99．9999％的超高纯氢。提高 PSA法的技术水平，应重点研制新型吸附 剂，提高吸附剂的性能及耐磨性。
    膜分离法
    气体分子在薄膜的一侧离解成电子或质 子，使质子扩散进入薄膜的另一侧，然后又 与电子结合，复合成原子和分子。膜分离在 一定的温度下，只能使氢透过，而刘其它杂 质气体有不可渗透的特性，使氢得到纯化。 当原料氢中杂质含量较高时，原料氢应先通 过预纯化器降氧和干燥除水，过滤器除尘 埃。采用合金膜可制得纯度较高的氢气。而 商用溶解扩散膜主要由聚合物组成，某种气 体的渗透性取决于它的溶解扩散参数。
    低温吸附法
    在低温条件下(通常在液氮温度下)利 用吸附剂对氢气原中杂质的选择吸附作用可 制取超高纯透氢气。当原料氢中杂质含量较 高时，纯化方式分为两步，首先采用低温法 进行预处理杂质、水分及二氧化碳，其次采 用低温吸附法，在低温条件下(-196℃)， 用有选择吸附氢中杂质性能的吸附剂一活性 氧化铝进一步除去微量水，4A分子筛吸附 除氧，5A分子筛吸附除氮，硅胶吸附除一 氧化碳、氮、氩，活性炭吸附除甲烷等杂 质。一般使用两塔工艺，其中一台吸附，一 台处于再生状态。可连续制得纯度为 99，9999％的超高纯氢。
    膜分离与变压吸附的投资大体相当，但 变压吸附更具有吸引力，因为它原料氢为 50％~90％，设备投资小，能耗低，操作方 便，安全可靠。低温分离投资费用很大，这 种高成本需要回收液态副产品来弥补。