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



傳統(tǒng)的高壓氣態(tài)儲氫需要將氫氣壓縮至的壓力（通常為 35MPa 或 70MPa），這不僅需要昂貴的壓縮設備和高壓儲存容器，而且存在較大的安全風險 。液氫儲存雖然能量密度高，但需要將氫氣冷卻至 - 253℃的低溫，能耗，儲存和運輸成本高昂，且對儲存設備的絕熱性能要求。


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設施，如油罐車、管道等，大大降低了儲存和運輸成本。

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)技術成熟，來源廣泛，價格相對穩(wěn)定。

在設備投資方面，甲醇制氫裝置的規(guī)?？筛鶕?jù)實際需求靈活調(diào)整，從小型的分布式制氫裝置到大型的工業(yè)制氫工廠均可實現(xiàn)。對于中小規(guī)模的用氫需求，甲醇制氫設備的投資相對較低，建設周期短，能夠快速滿足用戶的需求。

例如，銅基催化劑的抗中毒能力較弱，對原料中的硫、氯等雜質(zhì)較為敏感。當原料中含有微量的硫、氯時，這些雜質(zhì)會吸附在催化劑的活性中心上，導致催化劑活性下降，甚至失活，從而影響甲醇制氫裝置的穩(wěn)定運行 。即使在正常操作條件下，銅基催化劑的使用壽命也相對較短，一般為 1 - 3 年，這就需要頻繁更換催化劑，增加了生產(chǎn)成本和維護工作量。

此外，催化劑的活性和選擇性在不同的反應條件下波動較大，難以在寬范圍的操作條件下保持穩(wěn)定的性能。當反應溫度、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，導致甲醇轉(zhuǎn)化率和氫氣選擇性下降。


在反應過程中，還存在著熱量傳遞和利用效率不高的問題。由于反應器內(nèi)的溫度分布不均勻，導致部分反應區(qū)域的溫度過高或過低，影響了反應的進行和能量的有效利用。同時，反應后的產(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。

甲醇是一種有毒、易燃的化學品，在儲存、運輸和使用過程中存在一定的安全風險。如果發(fā)生泄漏，甲醇可能會對人體造成中毒危害，同時也容易引發(fā)火災和爆炸事故。在甲醇制氫裝置的運行過程中，需要嚴格控制甲醇的泄漏，并采取有效的安全措施，如設置泄漏檢測報警裝置、配備消防設備等。