The main methods of hydrogen extraction from hydrogen-containing gases are presented. The ad-vantages of hydrogen concentration using membrane units are shown. Solutions for automation of the unit are proposed
hydrogen from hydrogen-containing gases, membrane facility, permeator, separator, heat exchanger, synthesis of the SAR
На протяжении многих лет совершенствовались технологии извлечения и концентрирования, позволяющие получать водород из различных источников сырья. Удалось создать оборудование, которое может извлекать водород из газовых смесей. Благодаря этому водород можно вернуть в производственный цикл, существенно уменьшив потери. Помимо этого, извлечение водорода из газовой смеси положительно сказывается на экологии окружающей среды. Получая водород из топливных, остаточных и сбросных газов, можно значительно повысить экономическую эффективность процессов производства.
В настоящее время существует два наиболее эффективных способа извлечения водорода из водородосодержащих газов (ВСГ): извлечение водорода с помощью адсорбционных установок и концентрирование водорода при помощи мембранных установок.
Выбор метода получения водорода зависит от состава сырья, необходимой чистоты водорода, а также от режима эксплуатации, производственной мощности и других факторов, связанных со спецификой работы конкретного предприятия. Метод концентрирования водорода при помощи мембранных установок позволяет выделять водород из газовых потоков с минимальными потерями, поэтому было принято решение исследовать именно его.
Перед использованием мембранного способа концентрирования водорода необходимо произвести синтез системы автоматического регулирования (САР), который включает в себя исследование установки, установление управляющих воздействий, контролируемых и неконтролируемых возмущений, а также управляемых переменных. Результатом синтеза САР является предложение решения по автоматизации аппаратов.
Рисунок 1 – Установка извлечения водорода из ВСГ
Неочищенный водородосодержащий газ (Gн) подается в сепаратор для тонкой очистки, с целью разделения на очищенный ВСГ (Gг) и технологический конденсат (Gк). Технологический конденсат выводится из низа сепаратора и покидает объект. Очищенный ВСГ (Gг) поступает в подогреватель (теплообменник) и нагревается водяным паром до температуры 
с помощью теплоносителя (Gп). С целью поддержания (
). Показателем эффективности является . Подогретый и отфильтрованный ВСГ (Gгпо) поступает в пермеаторы, содержащие тысячи полых мембранных волокон. ВСГ проходит внутри волокон, при этом остаточные газы (Gост) проникают через стенку мембраны, и из противоположного конца волокна выходит чистый водород (пермеат) (Gпер) под давлением.
Основным качественным показателем процесса является объёмная степень извлечения водорода 
, которая характеризует количество целевого продукта (водорода технического) полученного из принятого на установку сырья (ВСГ), и определяется формулой:
(1)
где 
и 
– расход ВСГ и водорода технического соответственно, м3/ч;
и 
– содержание водорода в водороде техническом и в ВСГ соответственно, % об.
1. Chistoforova N.V., Ushenin Z.S. Sintez sistem avtomaticheskogo regulirovaniya dlya ustanovki izvlecheniya vodoroda iz vodorodsoderzhaschih gazov // Sbornik nauchnyh trudov Angarskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. 2020. T. 1. № 1. – S. 47-56.
