近日,韩国化学研究院(KRICT)的科研人员开发了一项全新的隔膜技术,可以从钢铁副产煤气(焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气)中分离、精制H2和CO。该机构将膜材料直接、并行多段地连接起来,适用于H2和CO的高纯度回收,开发出复合平膜和中空丝膜模块,同时安装了配套设备。
从钢铁副产煤气中分离、精制H2和CO的技术难度很大,在美国、中国等国家,主要采用变压吸附法(PSA)分离、精制H2和CO,主要缺点是在高压条件下运行,气体回收率低,而且设备制作、运营和能源成本居高不下。
韩国化学研究院此次研发的技术,不仅工艺流程比吸附法更简单,而且回收率更高,同时能够以较低的成本和能量运行。采用10000Nm3/h的中试设备从焦炉煤气中回收H2时,每千克H2的回收单价为1876韩元,相比目前3000韩元的制氢价格,经济性更为突出;对转炉煤气回收CO时,每标准立方米CO的回收单价为331.7韩元,而目前CO的市场价格为500韩元,经济性也非常明显。经过前期试验证实,可以回收95%以上的高纯H2和90%以上的高纯CO;H2的制备成本可降至60%,CO可降至66%,在钢铁副产煤气中生产1吨H2可减少2.46吨CO2,生产1吨CO可减少2.21吨CO2。
2021年12月底,韩国化学研究院正式将该技术向韩国工业煤气生产企业Danil Gaschem公司进行了转让。以H2回收隔膜工艺技术为基础,共同开发规模化实证工厂技术,还计划开发推进CO隔膜工艺实证技术。一旦相关技术达到商业化生产阶段,今后将向全球钢铁企业出口工业气体。
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