科普：甲醇重整制氢

甲醇重整制氢工艺原理

甲醇与水蒸气在一定的温度、压力条件下通过催化剂，在催化剂的作用下，发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应，生成氢和二氧化碳，这是一个多组份、多反应的气固催化反应系统。

反应方程如下：

CH3OH → CO+2H2   -90.7KJ/mol   (1) 裂解反应

H2O+CO → CO2+H2   +41.2KJ/mol  (2) 变换反应

CH3OH+H2O → CO2+3H2   -49.5KJ/mol  (3) 重整反应

1000NM3/h甲醇制氢装置

重整反应生成的H2和CO2，再经过变压吸附法（PSA）将H2和CO2分离，得到纯度≥99.999%氢气。供热系统由导热油完成。导热油的温度由蒸汽量决定。

变压吸附技术是以特定的吸附剂（多孔固体物质）内部微孔对气体分子的物理吸附为基础。利用吸附剂在相同压力下易吸附大分子组份，不易吸附小分子组成和高压下吸附量增加，减压下吸附量减少的特性，将原料气在压力下通过吸附床层。相对于氢的杂质组分大分子被选择性吸附，小分子的氢气不易吸附而通过吸附床层，达到氢和杂质组分的分离。然后在减压下解析被吸附的杂质组分，使吸附剂获得再生。从而达到H2和CO2的分离，得到产品氢气。

工艺过程

甲醇与水分别经计量、混合后通过加料泵送入换热器，再经过过热器达到反应所需温度后送入反应器。在固定床催化反应器内同时进行甲醇裂解、一氧化碳变换反应，生成H2和CO2。反应后混合气经过换热器，再经冷凝和吸收分离装置，送往变压吸附系统。

变压吸附系统，依据产气量的要求由多台吸附塔组成。甲醇重整气经过一套由多台吸附器并联操作的变压吸附系统，一次性吸附分离所有杂质得到纯度为≥99.999%的产品氢气。