火电发电机组内氢气纯度直接影响氢气冷却效果，对机组安全运行带来严重危害和造成重大经济损失。因此，研究新型发电机组氢气净化技术具有十分重要理论和实际意义。本论文通过研究获得产品纯度高、流程简单、生产成本低的氢气净化技术与生产工艺，为开发新型、高效氢气净化装备提供理论依据。 氢气吸附净化装置性能的关键是吸附床性能。本文在分析氢气吸附净化技术现状及其理论基础上，着重对发电机组在线氢气吸附净化理论、模拟和试验方面进行研究。主要研究内容包括：确定氢气吸附净化工艺、吸附床结构参数模拟优化、再生方法模拟优化和吸附床工艺参数实验优化。经过大量数值模拟、试验及分析，得到如下主要研究成果： 1.利用分子筛具有吸附容量大、操作循环稳定等特点，提出变温变压吸附工艺对在线氢气深度净化；针对发电机组内氢气含水、含油等特点，提出直接加热和真空解吸以及氢气强制冷却的再生工艺路线，加快解吸速度，降低解吸温度，从而提高吸附床再生循环速度。 2.在确定工艺路线前提下，吸附床中氢气流场决定吸附床净化性能。在建立包含空隙率沿径向变化的新型吸附床传热传质数学模型基础上，模拟研究氢气流动模式、分子筛粒径、空隙率、床层高度等床层结构参数对流场的影响。研究结果表明：氢气流动模式和分子筛粒径是影响轴向速度沿径向分布均匀性的主要因素，床层高度、平均空隙率对速度径向分布均匀性影响较小。通过床内流体流动特性进行深入研究，可以对吸附床内部工作状况进行更深层次的理解，为氢气吸附净化床结构优化设计、选择吸附剂颗粒尺寸，改进吸附床填装方式提供理论依据。 3.再生操作方法也决定氢气吸附床净化性能，再生过程分为解吸和冷却过程。在平衡吸附理论基础上，通过实验确定分子筛在不同温度时的解吸速率函数。根据解吸时吸附床内传热传质相互耦合变化，模拟研究加热模式、翅片等因素对吸附床温度场和解吸量的影响。研究结果表明：由于分子筛导热性能差，造成吸附床温度场和解吸不均匀，而且这种不均匀性受解吸功率的影响。增加翅片能显著提高吸附床内部传热传质性能，改善吸附床温度的径向分布均匀性，大大缩短解吸时间，但是肋片厚度对吸附床的性能影响很小。此外，模拟研究氢气冷却流量、床层初始温度等因素对吸附床冷却过程的温度场影响，得到冷却流量与冷却时间的关系。 4.根据氢气吸附净化床结构参数和再生方法模拟优化结果，设计和建立一套新型吸附式净化氢气试验装置，试验研究空塔气速、真空解吸时间、保温措施、进气露点等工艺参数对吸附床动态吸附量的影响。试验结果表明：解吸时间、保温措施对吸附量影响很大，以绝热保温和真空解吸时间5h的工艺条件最好；空塔气速、进气露点对吸附量基本上没有影响。吸附热效应对吸附床温度影响比较小，吸附床温度变化在10℃以内。 根据上述研究成果，设计、建立一台全自动控制的发电机组在线氢气吸附净化装置，2006年10月应用于韶关火电厂300MW机组的氢气净化，该装置的净化效果很好。