因企制宜:高压煤制氢变压吸附工艺选择

大规模煤气化制氢技术由高压连续煤气化单元、变换单元、脱硫脱碳单元和变压吸附(PSA)氢提纯单元组成。对于PSA提氢工艺目前存在三种不同的技术路线。上海华西化工科技有限公司副总经理吴芳在山东临沂召开的2014全国煤制氢技术应用研讨会上对不同工艺的经济性进行了分析。

对于大规模制氢来说，特别是产氢规模在50000～300000Nm3/h的制氢项目，更宜采用煤气化制氢技术。进入PSA单元的脱碳净化气氢含量通常在93～98%，需要经过PSA氢提纯装置才能达到99.9%以上的氢纯度。据吴芳介绍，由于不同PSA专利商各自开发的工艺流程存在较大差异，对设备尺寸、生产运行成本等就会产生较大的影响。

目前，PSA主要有传统的一段提氢工艺和两种二段氢气提纯的流程。不同工艺流程决定了它们各自配置不同，主要体现在氢气总收率、能耗、装置总投资、程控阀、吸附剂用量和是否设置压缩机。

吴芳在会上透露，“一段法PSA”提氢装置收率至佳情况下只能达到95%，总投资为3000~3400万元;二段法PSA氢气的至佳收率达到99.28%，总投资约为5200~5700万元。

经综合考虑，吴芳认为，在大型高压煤气化装置中，使用将一段PSA解吸气加压进行二次提取氢气的“两段法变压吸附”工艺至为合适。如果用户要求的氢气回收率不高，则采用一段法PSA更为合理。

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