本发明公开了一种用于合成气制备高纯度氢气的装置及方法。该装置包括：压缩机构，其用于接收综合分离机构输送的循环气，将循环气压力压缩到与原料气同一等级，将两者混合冷却后输送至深冷机构；深冷机构，其用于接收来自所述压缩机构的混合气，并分离回收其中的二氧化碳气体，并排出富氢气体；综合分离机构，其用于接收来自所述深冷机构的富氢气体，对气体中氢气和二氧化碳做进一步分离，可得到高纯度氢气和含二氧化碳较多的循环气，并排出驰放气。本发明的装置通过压缩机构、深冷机构和综合分离机构的协调配合工作，不仅能够高效回收提纯合成气中氢气，分离回收其中的二氧化碳，而且实现了在低能耗回收的情况下同时获得高回收率。

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