目前国内的氯碱工业存在着比较严重的产能过剩问题，总体效益不佳，面对着相当巨大的挑战，但同时这也是进行产业转型升级的重要契机[[[] 李军。 对中国氯碱产业国际化的思考[J]。 中国氯碱, 2015(1):1-6。]]。而对氯碱工业中氢资源的深入开发与利用则成了国内众多氯碱企业进行产业转型升级，提高经济效益的重要突破口。随着科技的发展，氢的应用领域越来越宽，其中科技含量也越来越高，特别是在能源领域方面的运用已成为目前研究的一大热点。中国未来的能源战略必然会向节约高效、多元发展、清洁环保、科技先行、国际合作的方向发展。而氢能无疑是其中具有发展前景的新型能源之一, 并且因为与氧气反应只产生水，无疑也是一种清洁的新型燃料，必然会在未来的能源领域占有重要的一席之地[[[] 。 对中国能源问题的思考[J]。 上海交通大学学报, 2008, (03): 345-359。]]。

而要使得氯碱工业中的原料氢气体能够更多适用于不同的领域，需要对已电解产出的氢气进行处理，提高气体的纯度，降低气体的温度。本设计的主要目的是综合质量、效率、成本等各种因素选择适合的工艺条件及工艺流程，确定相应的设备来进行氢气的处理。

1。2 氯碱工业介绍

氯碱工业是重要的基础原材料工业，与国民经济的各个领域息息相关。同时氯碱工业也是典型的高耗能行业，耗电量仅次于电解铝行业[[[] Venkatesh S, Tilak B V。 Chlor-alkali technology[J]。 Journal of Chemical Education, 1983, 60(4): 276。]]。但是早期生产烧碱不是通过电解，主要为苛化法，只能生产烧碱这一种单一产品。后来在19世纪末电解法开始兴起，除了能够生产烧碱，也能同时生产氯气和氢气，此时电解法中的隔膜法和水银法几乎同时兴起。而到了20世纪70年代末离子膜法氯碱生产开始工业化，并在之后的时间内得到了快速地发展，且因明显的技术优势开始逐渐替代隔膜法和水银法[[[] 方度, 蒋兰荪, 吴正德。 氯碱工艺学[M]。 化学工业出版社, 1990。]][[[] Moussallem I, Jörissen J, Kunz U, et al。 Chlor-alkali electrolysis with oxygen depolarized cathodes: history, present status and future prospects[J]。 Journal of Applied Electrochemistry, 2008, 38(9):1177-1194。]]。目前，我国的烧碱生产工艺技术主要以离子膜法和隔膜法为主，且离子膜法的生产比例逐渐上升，隔膜法逐渐被淘汰[[[] 田伟军, 易卫国。 烧碱生产与操作[M]。 化学工业出版社, 2013。]]。

1。2。1 苛化法

苛化法是以纯碱（天然碱）和石灰为主要原料制取的工艺方法。主要反应式为：

在反应过程中，生成的碳酸钙溶解度小于氢氧化钙，所以可以进行苛化反应。因为在生产中，苛化过程是加热的，为了与纯碱（天然碱）进行区别，便将称为烧碱，又称为苛性钠。

在19世纪末之前，世界上几乎所有的烧碱产品均以苛化法进行生产。而在新中国成立后的50~60年代，工业基础还很薄弱，烧碱产量滞后于工业发展。为了适应迅速发展的国民经济，缓解烧碱短缺的状况，也曾一度大量采用苛化法生产烧碱[1]。相比而言，苛化法所生产的烧碱纯度较高，但是生产过程中需要消耗另一种重要的化工原料纯碱，且相较电解法而言，只能生产一种化工产物，经济效益差[7]。目前，世界上包括我国只有少数地方还在使用苛化法生产烧碱。

1。2。2 电解法

随着技术的发展，特别是在西门子公司创始人，德国发明家、企业家、物理学家维尔纳。 冯。 西门子在1866年发明了世界第一台直流发动机并在之后的改进、发展与推广的助推下，电解食盐水制烧碱的方法在19世纪末实现了工业化。电解法的主要反映原理如下：