一种褐铁矿无碳还原使高挥发碳基原料催化甲烷化的方法技术

本发明专利技术涉及一种褐铁矿无碳还原使高挥发碳基原料催化甲烷化的方法。所述方法包括：粉碎后的褐铁矿装填于反应装置催化剂床层并通入氢气，于400～640℃和0.1～5MPa氢压下原位还原制得褐铁矿催化剂；向反应装置通入高挥发碳基原料和氢气，在500～700℃和0.1～5MPa氢压下加氢甲烷化，生成的初级气体及焦油蒸汽移动至催化剂床层时加氢催化甲烷化，生成高度富甲烷气体。本发明专利技术可使挥发份中所有含氧化合物和重质芳香烃分解成气体，气态碳氧化合物甲烷化，甲烷占气体产物体积分数80～99％，甲烷和气态烷烃烯烃的体积分数达到94～100％。回收的催化剂可用作工业冶金的高品位矿石原料，实现了低碳化资源综合利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于多相催化领域，具体地说，涉及一种利用廉价甲烷化催化剂使高挥发碳基原料催化甲烷化的方法。高挥发碳基原料包括低阶煤、生物质和有机废料等。
技术介绍
在世界能源结构的低碳化发展趋势下，近年来我国天然气消费迅速增长，但我国天然气储量少，而煤炭资源丰富，尤其是低阶、劣质煤尚未得到高效洁净利用。煤的加氢气化(热解)可生成一种富甲烷气体产品，成为代用天然气。利用煤加氢气化技术，在偏远矿区直接生产代用天然气，再将其通过管网输送“西气东输”，一方面可以缓解我国气源不足的问题，另一方面也有利于解决煤炭运输成本高、污染大等问题。煤制甲烷的通常有两种途径，一种是间接法，即通过煤气化制得合成气，再由合成气经净化和调整H2/CO比后催化转换制成富甲烷气体产物。煤间接甲烷化，包含了两个转化工序，工艺较复杂，其主要缺点是由于气化反应是强吸热反应，因此需要煤部分氧化供热，转化效率低，约为50～60％左右。此外，甲烷化反应操作单元中催化剂容易受到气体中微量硫的影响而失活，且甲烷易于发生分解反应造成催化剂床层结焦失活。多段甲烷化工序和大量循环气的使用也降低了整体能源转换效率。针对煤间接甲烷化技术，催化剂的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种褐铁矿无碳还原使高挥发碳基原料催化甲烷化的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：a.将含铁量为35～60％的天然褐铁矿破碎处理，于105℃干燥6小时后冷却至室温；b.在反应装置催化剂床层填充经步骤a预处理的天然褐铁矿，通入氢气，在400～640℃和0.1～5MPa氢压下原位还原0.5～6小时，制得褐铁矿催化剂；c.向反应装置通入高挥发碳基原料和氢气，天然褐铁矿：高挥发碳基原料的质量比＝(1:1)～(10:1)，在500～700℃和0.1～5MPa氢压下，直接加氢甲烷化，生成初级气体以及焦油蒸汽；其中，高挥发碳基原料为煤、生物质或有机废料中的一种，初级气体主要为二氧化碳、一氧化碳和甲烷，焦...

【技术特征摘要】
1.一种褐铁矿无碳还原使高挥发碳基原料催化甲烷化的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：a.将含铁量为35～60％的天然褐铁矿破碎处理，于105℃干燥6小时后冷却至室温；b.在反应装置催化剂床层填充经步骤a预处理的天然褐铁矿，通入氢气，在400～640℃和0.1～5MPa氢压下原位还原0.5～6小时，制得褐铁矿催化剂；c.向反应装置通入高挥发碳基原料和氢气，天然褐铁矿：高挥发碳基原料的质量比＝(1:1)～(10:1)，在500～700℃和0.1～5MPa氢压下，直接加氢甲烷化，生成初级气体以及焦油蒸汽；其中，高挥发碳基原料为煤、生物质或有机废料中的一种，初级气体主要为二氧化碳、一氧化碳和甲烷，焦油蒸汽包括含氧化合物和重质焦油；d.使步骤c产生的初级气体和焦油蒸汽随气流一起移动至步...

【专利技术属性】
技术研发人员：王杰，张杰，吴轩韬，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31