甲醇部分氧化制氫的反應(yīng)方程式(CH_{3}OHfrac{1}{2}O_{2}rightleftharpoons 2H_{2} + CO_{2})(Delta H^{0}= - 155kJ/mol)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。在反應(yīng)過程中，甲醇與適量的氧氣發(fā)生部分氧化反應(yīng)，氧氣的加入量對反應(yīng)的影響至關(guān)重要。



同時，在催化劑的作用下，甲醇和氧氣在催化劑表面發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，生成氫氣和二氧化碳。與甲醇水蒸氣重整制氫相比，甲醇部分氧化制氫具有啟動速度快、能量利用等優(yōu)點，但反應(yīng)過程中可能會產(chǎn)生一些副反應(yīng)，如深度氧化反應(yīng)，導(dǎo)致氫氣的選擇性降低。


在實際應(yīng)用中，甲醇裂解制氫常與其他反應(yīng)過程相結(jié)合，形成聯(lián)合制氫工藝，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢，滿足不同場景下對氫氣的需求。與傳統(tǒng)制氫方式相比，甲醇制氫技術(shù)在儲存運輸、環(huán)保性、成本等方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。在儲存運輸方面，氫氣是一種極難儲存和運輸?shù)臍怏w，它具有低密度、高擴(kuò)散性和易燃易爆等特性。


相比之下，甲醇在常溫常壓下為液體，其密度約為 0.79g/cm3 ，便于儲存和運輸。它可以利用現(xiàn)有的液體燃料儲存和運輸基礎(chǔ)設(shè)施，如油罐車、管道等，大大降低了儲存和運輸成本。

同時，甲醇的蒸汽壓較低，揮發(fā)性相對較小，安全性較高，減少了運輸過程中的安全隱患。環(huán)保性上，甲醇制氫過程相對清潔。以甲醇水蒸氣重整制氫為例，其主要產(chǎn)物為氫氣和二氧化碳，相較于傳統(tǒng)的化石燃料制氫方法，如煤炭氣化制氫，在煤炭氣化過程中，除了產(chǎn)生氫氣和二氧化碳外，還會產(chǎn)生大量的一氧化碳、硫化氫、粉塵等污染物，對環(huán)境造成嚴(yán)重危害。

此外，甲醇制氫過程中不產(chǎn)生氮氧化物、硫化物等有害氣體，減少了對大氣環(huán)境的污染，有助于改善空氣質(zhì)量。從成本角度分析，甲醇制氫具有一定的成本優(yōu)勢。在原料成本方面，甲醇的生產(chǎn)技術(shù)成熟，來源廣泛，價格相對穩(wěn)定。

同時，甲醇制氫裝置的運行維護(hù)成本也相對較低，其反應(yīng)條件相對溫和，對設(shè)備的材質(zhì)和耐高溫、高壓性能要求不像某些傳統(tǒng)制氫技術(shù)那么苛刻，降低了設(shè)備的維護(hù)難度和成本。甲醇制氫技術(shù)在儲存運輸、環(huán)保性和成本等方面的優(yōu)勢，使其成為一種潛力的制氫技術(shù)，有望在未來的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮重要作用。


此外，催化劑的活性和選擇性在不同的反應(yīng)條件下波動較大，難以在寬范圍的操作條件下保持穩(wěn)定的性能。當(dāng)反應(yīng)溫度、壓力或原料組成發(fā)生變化時，催化劑的性能可能會受到顯著影響，導(dǎo)致甲醇轉(zhuǎn)化率和氫氣選擇性下降。


在反應(yīng)過程中，還存在著熱量傳遞和利用效率不高的問題。由于反應(yīng)器內(nèi)的溫度分布不均勻，導(dǎo)致部分反應(yīng)區(qū)域的溫度過高或過低，影響了反應(yīng)的進(jìn)行和能量的有效利用。同時，反應(yīng)后的產(chǎn)物氣中含有大量的余熱，若不能有效地回收利用，也會造成能量的浪費。甲醇制氫過程中的安全環(huán)保問題也不容忽視。