天然气制氢尾气碳减排工艺设计与优化

摘要

开发多种类分离膜与压缩冷凝耦合的梯度回收工艺，实现 H2和 CO2等组分高价值利用。考察压力、产品浓度和不同氢膜单元对工艺的影响。通过 Aspen HYSYS 对 10000 Nm~3/h 处理量的工艺优化模拟得出：采用单级氢膜单元和一级二段氢膜单元，尾气进膜压力 2700 kPa 和 H2产品浓度 60%时，工艺经济性最佳，分别实现 H2回收率 81%和 90%、CO2回收率 58%和 60%、燃气热值 16.7 MJ/Nm~3和 18.2 MJ/Nm~3、投资回收期 26.1 个月和 24.4 个月。采用二级氢膜单元投资最少，最佳投资回收期 16.5个月时，氢气产品纯度为52%，低于制氢吸附装置设计要求。