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(1.大连理工大学盘锦产业技术研究院， 辽宁 盘锦 124221;2.沈阳鼓风机集团辅机成套工程有限公司， 辽宁 沈阳 110869)

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氢能清洁无排放，能源利用效率高，储存运输方便，能直接将化学能转变为电能，并且氢能的原料来源广，制取方式丰富。因此，氢能被称作21世纪最具开发价值的二次能源之一，可解决当下的能源短缺、环境污染等世界性难题[1]。氢能的应用主要有作为清洁能源使用和化工原料等方面[2]。钢铁工业中就用到了大量氢气。现阶段，氢气在钢铁厂主要用于直接还原铁、冷轧车间的退火过程、加氢精制过程等[3]，详见表1。

表1 H2在钢铁厂中的应用

钢铁厂的炼焦过程会产生富氢气体——焦炉煤气。焦炉煤气含氢量为55%～66%，是一种极具经济价值的气体能源。2012年，我国焦炭的产量就已经达到了4.4亿t左右，约占全球焦炭总产量的70%。通常每生产1 t焦炭，会产生大约430 m3的焦炉煤气。目前，国内大部分大型钢铁厂将焦炉煤气用作加热燃料，少部分将焦炉煤气用于发电、合成、制备氢气和直接还原铁等过程[4-7]。若焦炉煤气用作加热燃料，焦化企业仅可回收24%左右的焦炉煤气副产品，损失了大部分可利用能源，并会排放大量二氧化碳。如果能将这部分损失的焦炉煤气转化为更具能源价值的产品，将大幅提高中国钢铁行业的能源效率。

目前氢气回收的技术[8-13]主要有深冷分离法、变压吸附气体分离法、气体膜分离法。深冷分离法[8]利用氢气(沸点-252.6 ℃)与其他组分(沸点大于-195.8 ℃)的沸点差，通过降低气体温度，将沸点较高的杂质气体组分冷凝为液体。……