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上海工业天然气燃料,工业天然气燃料 |
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甲醇部分氧化制氢的反应方程式(CH_{3}OHfrac{1}{2}O_{2}rightleftharpoons 2H_{2} + CO_{2})(Delta H^{0}= - 155kJ/mol)，该反应为放热反应。在反应过程中，甲醇与适量的氧气发生部分氧化反应，氧气的加入量对反应的影响至关重要。
当氧醇比（氧气与甲醇的物质的量之比）控制在合适的范围内时，部分甲醇被氧化释放出热量，这些热量可以为反应体系提供能量，维持反应的进行，无需外部供热。
同时，甲醇的蒸汽压较低，挥发性相对较小，安全性较高，减少了运输过程中的安全隐患。环保性上，甲醇制氢过程相对清洁。以甲醇水蒸气重整制氢为例，其主要产物为氢气和二氧化碳，相较于传统的化石燃料制氢方法，如煤炭气化制氢，在煤炭气化过程中，除了产生氢气和二氧化碳外，还会产生大量的一氧化碳、硫化氢、粉尘等污染物，对环境造成严重危害。
而甲醇制氢过程中产生的二氧化碳相对纯净，更易于捕集和利用。如果采用可再生能源合成的甲醇作为原料，如利用太阳能、风能电解水制氢，再将氢气与二氧化碳合成甲醇，那么整个甲醇制氢过程可以实现近乎零碳排放，对环境的友好性显著提高。
尽管甲醇制氢技术具备诸多优势，但在实际应用中，仍面临着催化剂性能、能量效率以及安全环保等方面的挑战。在催化剂性能方面，目前广泛使用的铜基催化剂虽然在甲醇水蒸气重整制氢反应中表现出较好的活性和选择性，但仍存在一些问题。
例如，铜基催化剂的抗中毒能力较弱，对原料中的硫、氯等杂质较为敏感。当原料中含有微量的硫、氯时，这些杂质会吸附在催化剂的活性中心上，导致催化剂活性下降，甚至失活，从而影响甲醇制氢装置的稳定运行 。即使在正常操作条件下，铜基催化剂的使用寿命也相对较短，一般为 1 - 3 年，这就需要频繁更换催化剂，增加了生产成本和维护工作量。
