本发明提供了电化学式氢气处理系统，涉及氢能利用技术中氢气输运提纯增压处理技术领域，本发明主要通过纯化装置中并联设置的多个纯化单元来对氢气进行预处理。其中，由于多个纯化单元并联设置，各个纯化入口彼此独立地同时接收含有杂气的氢气，所以整个纯化装置能够产生较大体量的纯化后的氢气，从而有效地适用于所输入的氢气含杂量较高的场合，生成具备符合使用条件的压力、纯度的氢气。本申请还能够解决微小浓度的氢气混杂在煤气、天然气等管线供气系统中，从低浓度到高纯度过程中的富集、分离、提纯、加压的问题。