甲醇制氫在工業(yè)燃燒領域，因成本、環(huán)保、反應條件等優(yōu)勢，為產(chǎn)業(yè)升級助力；氫能源替代天然氣，在經(jīng)濟、環(huán)保和技術可行性上有潛力，也有挑戰(zhàn)。下面我將從這兩方面展開分析。
在工業(yè)燃燒領域，甲醇制氫具備諸多顯著優(yōu)勢。從成本來看，甲醇原料來源廣泛且價格相對低廉。實際生產(chǎn)中每公斤甲醇大約能制取 3 立方米氫氣，部分地區(qū)通過工藝和設備優(yōu)化，已將每立方米氫氣成本控制在約 1 元左右，相比傳統(tǒng)天然氣制氫工藝成本節(jié)省約 30%，地降低了工業(yè)燃燒的燃料成本。

甲醇制氫的原理
甲醇制氫的原理在于甲醇與水蒸氣在特定催化劑的促進下，發(fā)生化學反應，生成氫氣和二氧化碳。此過程涉及多個組分和反應，構成一個復雜的氣固催化反應系統(tǒng)，其中主要包含甲醇的裂解反應以及一氧化碳的變換反應。具體的反應方程式如下：
甲醇裂解反應：CH?OH → CO + 2H?
一氧化碳變換反應：CO + H?O → CO? + H?
綜合上述兩個反應，總反應方程為：CH?OH + H?O → CO? + 3H?
值得注意的是，這是一個吸熱反應，需要在特定的溫度和壓力條件下進行。

甲醇制氫的工藝流程
甲醇制氫的工藝流程涵蓋了原料準備、反應、氣體凈化和產(chǎn)品收集等多個環(huán)節(jié)。具體來說，該流程始于將甲醇與脫鹽水按比例混合作為反應原料，隨后通過加熱汽化使其達到所需反應條件。在轉化反應器中，甲醇與水蒸氣在催化劑作用下發(fā)生裂解和變換反應，生成氫氣和二氧化碳混合氣體。經(jīng)過換熱、冷卻和冷凝后，未冷凝的甲醇被脫鹽水吸收回收，同時回收二氧化碳。后，通過變壓吸附法進一步提純氫氣，收集凈化后的氫氣以供使用。

甲醇裂解制氫裝置是一種用于將甲醇轉化為氫氣的設備。該裝置的核心原理是利用甲醇和脫鹽水作為原料，在一定的溫度和壓力下，通過催化劑的作用，使甲醇發(fā)生裂解反應生成主要含氫氣和二氧化碳的轉化氣。隨后，通過變壓吸附等技術對轉化氣進行提純，從而得到高純度的氫氣產(chǎn)品。

能源利用與成本方面
提高能源利用效率：氫氣的燃燒熱值高，與天然氣混合后可提高燃料的總體熱值，在相同能量需求下，能夠減少天然氣的消耗量，提高能源的綜合利用效率，降低總體能源成本。
利用現(xiàn)有基礎設施：在氫氣產(chǎn)量有限、基礎設施不完善的情況下，利用現(xiàn)有的天然氣管網(wǎng)進行氫氣摻入輸送，可降低氫能單儲運的成本，實現(xiàn)大規(guī)模、低成本的遠距離氫能運輸，充分發(fā)揮天然氣的儲運設施優(yōu)勢。

設備投資與運營成本優(yōu)勢
投資成本低：與大規(guī)模的天然氣、重油轉化制氫或水煤氣制氫相比，甲醇制氫投資省。甲醇蒸汽轉化制氫反應溫度一般在 260-280℃，工藝條件緩和，不需要像天然氣、重油轉化制氫那樣，在 800℃以上的高溫下進行，轉化爐等設備也不需要特殊材質(zhì)，因此設備投資相對較小。
運營成本低：甲醇制氫技術成熟，副產(chǎn)物較少且易分離。在運營過程中，操作簡便，維護成本相對較低。同時，甲醇制氫可以根據(jù)用氫量隨時調(diào)整生產(chǎn)，產(chǎn)氫穩(wěn)定、供氫可靠。與風光電解水制氫相比，不存在因風光電不穩(wěn)定導致的設備空轉或低效運行問題，能有效降低運營成本。