隨著脫碳減排的需要，氫能的應(yīng)用越來越廣，氫氣作為能源逐漸進(jìn)入我們的生活，因此氫氣的需求越來越大。由于氫元素的獨(dú)特性質(zhì)，在自然界中很少以單質(zhì)氫，也就是氫氣的形式存在。所以我們需要從氫的化合物中制取氫氣。甲醇制氫就是其中一種方式。

常用的甲醇制氫有兩種方式：甲醇重整制氫和甲醇裂解制氫。另外還有些小眾、新穎的方式，比如甲醇部分氧化法，甲醇電解制氫，超聲波分解甲醇水溶液制氫等。由于后三種方式因?yàn)楦鞣N缺點(diǎn)或者不成熟，不是主流，我們在此就不討論它們。

就目前來說，我國在氫能領(lǐng)域如果需要用甲醇制氫的場合，以甲醇重整制氫為主。下面就講講為什么用甲醇重整制氫，不用裂解制氫？

甲醇重整制氫

甲醇重整制氫，又叫甲醇水蒸氣重整法，化學(xué)反應(yīng)式如下：

其中CH3OH為甲醇。從反應(yīng)式可以看出，反應(yīng)中需要加入水。事實(shí)上是先在甲醇中按照大約1:1的比例加入去離子水（純水）得到甲醇溶液。然后在250-300℃的溫度下將甲醇溶液氣化，進(jìn)入反應(yīng)器。在反應(yīng)器中，水分子和甲醇分子發(fā)生反應(yīng)，生成氫氣和二氧化碳，伴隨少量一氧化碳。各種氣體比例為：

H2: 約75%；

CO2：約25%

CO：<1%

工藝流程如圖所示。

甲醇水蒸氣重整制氫工藝流程圖

甲醇水蒸氣重整制氫技術(shù)具有操作方便、反應(yīng)條件溫和、副產(chǎn)物成分少易分離等優(yōu)點(diǎn)，因此是技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣的甲醇制氫方法。

甲醇裂解制氫

甲醇裂解制氫是利用甲醇直接分解的方式制備氫氣，化學(xué)反應(yīng)式如下：

從反應(yīng)式可見，該方法無需加入水，反應(yīng)的產(chǎn)物為氫氣和一氧化碳，兩種氣體的占比為：

H2: 約66%；

CO：約33%

CO2等其他氣體：<=1%

其工藝過程為（見下圖）：原料甲醇進(jìn)入緩沖罐，然后進(jìn)入換熱器進(jìn)行升溫，再進(jìn)入汽化過熱器，用高溫導(dǎo)熱油進(jìn)行汽化。然后進(jìn)入列管反應(yīng)器，在催化劑的的作用下進(jìn)行裂解和變換，生產(chǎn)一氧化碳和氫氣。

甲醇裂解制氫工藝流程圖

從上面兩種方法獲得的產(chǎn)品氣構(gòu)成可以看到，重整法可以獲得75%的氫氣，副產(chǎn)氣為25%二氧化碳，及不到1%的一氧化碳。而裂解法僅能得到66%的氫氣，比重整法少。更要命的是，副產(chǎn)氣中一氧化碳含量達(dá)到33%。一氧化碳是在氫能應(yīng)用中一種十分不友好的氣體。因?yàn)橐谎趸紝τ脷浒l(fā)電的燃料電池中的催化劑有毒化作用，會造成昂貴的催化劑失效，降低燃料電池的壽命，甚至造成報廢。而從混合氣中去除二氧化碳相對容易，而去除一氧化碳很難，而且成本很高。

所以，不管從技術(shù)角度，還是從經(jīng)濟(jì)角度，用甲醇重整法制取氫氣比用甲醇裂解法制取氫氣更經(jīng)濟(jì)，更普遍。