甲醇制氢反应器是基于催化重整原理实现氢能定向制备的连续化反应装置，其核心通过甲醇-水体系的蒸汽转化反应（CH₃OH-H₂O reforming）在铜基或贵金属催化剂（如Cu/ZnO/Al₂O₃或Pd/ZnO）表面发生多相催化反应，热力学控制下生成富氢合成气（H₂/CO₂混合气）。这种工艺广泛应用于燃料电池、化工生产等领域，具有原料易得、反应条件温和、产氢效率高等特点。

1、甲醇催化重整（MSR）

在固定床反应器中，甲醇（CH₃OH）与水蒸气（H₂O）在铜基催化剂（如Cu/ZnO/Al₂O₃）作用下发生吸热反应，生成H₂、CO₂及少量CO。

操作条件：反应温度200-300°C，压力1-3 MPa，水醇比（S/C）1.5-3.0。

2、气体净化（CO Removal）

一氧化碳选择性氧化（PROX）：通过载型贵金属催化剂（Pt/γ-Al₂O₃）将重整气中的CO浓度降至<10 ppm，防止下游燃料电池中毒。

工艺优化：精确控制氧碳比（O₂/CO=0.5-1.0），温度区间80-150°C，确保CO转化率>99%。

3、 氢气分离提纯（H2 Purification）

变压吸附（PSA技术）：利用分子筛吸附剂（如5A型沸石）在高压（2-3 MPa）下选择性吸附CO₂、CH₃OH等杂质，周期性地降压解吸实现H₂纯度≥99.97%。

能效关键：吸附塔级数（通常4-12塔）、循环周期（2-10分钟）及尾气回用策略直接影响氢回收率（典型值85-92%）。

该三步法为甲醇制氢的工业基准流程，平衡了工艺复杂度与氢气品质需求。