煤制合成气中温变压吸附H2/CO2分离研究与示范
李爽
张婧
王冬冬
王路
史翊翔
蔡宁生
清华大学 能源与动力工程系 热科学与动力工程教育部重点实验室,北京 100084;清华大学山西清洁能源研究院,山西 太原 030032
摘要：煤制合成气净化工段位于水气变换后,脱除H2 S、CO2等气体杂质,获取较高纯度的工业H2.目前成熟净化工艺为以低温甲醇洗、液氮洗为代表的湿法以及变压吸附脱碳为代表的干法技术.中温变压吸附(ET-PSA)技术在与来流变换气一致的中温温度区间运行,采用自行合成的疏水富氮活性炭吸附剂,将传统变压吸附操作温度提升至170～220℃,实现中温高湿环境下的硫碳共脱.引入N2充洗和低压N2清洗2个新变压吸附步序,可使H2回收率提高至99％.以丰喜泉稷厂煤制变换气为中试侧线原料,搭建了原料气处理量5000 m3/h(标况下)的中温变压吸附H2/CO2分离中试试验装置,H2经两级中温变压吸附纯度达到燃料电池H2水平(含有效气N2),中试装置已累计运行超过2800 h.并以公用工程运行数据计算中试装置能耗,仅折算电耗,中试H2净化运行成本相比丰喜泉稷厂内低温甲醇洗H2净化电耗可节约成本约35％.该技术突破了常规固体吸附净化温度限制,采用中温下选择性吸附性能好的吸附剂实现H2中杂质定向脱除,为实现高效高品质H2净化提供新的工艺路线.
关键词：煤制氢氢气净化中温变压吸附活性炭中试装置
分类号：TK91(氢能及其利用)
资助基金：国家自然科学基金(52176190)山西省科技重大专项资助项目(MH2015-06)中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2022ZFJH04)
论文发表日期：2023-03-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 92-101 )
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