【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种高含水有机质的甲烷化的方法和设备。
技术介绍
1、在人类社会生活或生产活动中，会产生大量高含水率有机质，例如工业有机废水、污泥、禽畜粪污等。由于其性质和来源不一样，其治理技术也不一样。由于其产生量大、伴随异味、成分复杂等特点，采用一般的处置方法难以实现处置过程的快速性以及彻底性，因此对其进行净化处理、回收和综合利用研究是环境领域的热点研究课题之一。
2、针对高含水率有机质或有机废水，目前主要有生物处理法以及物理化学法。生物处理法是通过引入微生物，利用微生物的代谢对有机质进行转化，并根据好氧或厌氧环境差异，产物组分也会存在差异。由于微生物的代谢上限限制，该技术存在处理周期长、设备占地面积大的问题，此外微生物无法有效处理难降解或具备高毒性的有机质，例如油污、工业废水。
3、在物理化学法中高温水相催化重整则是利用各种催化剂在高温下对有机质进行重整。高温法需要额外热量输入，会增加额外能量成本。
技术实现思路
1、本申请所要解决的技术问题在于解决
技术介绍
中的不足，提供一种高含水有机质的甲烷化方法和设备。
2、本申请技术方案如下：
3、1.一种高含水有机质的甲烷化方法，其包括：
4、高含水有机质在重整制氢活性催化剂的催化作用下进行重整制氢反应，得到包含h2、co和co2的混合物；
5、包含h2、co和co2的混合物在甲烷化活性催化剂的催化作用下进行甲烷化反应，得到甲烷；
6、所述重整制氢反应时的压
7、2.根据项1所述的方法，其中，所述重整制氢活性催化剂为m@x系催化剂，所述x为催化剂载体，m为催化剂活性物质，
8、m选自pt、pd、cu、fe中的一种或两种以上，优选为pt和/或pd。
9、3.根据项2所述的方法，其中，
10、所述x选自分子筛、氧化锆、sio2中的一种或两种以上；
11、优选地，m与x的质量比为1：(10-100)。
12、4.根据项1所述的方法，其中，
13、所述甲烷化活性催化剂选自多孔镍、ru系催化剂、co系催化剂、rh系催化剂中的一种或两种以上。
14、5.根据项1所述的方法，其中，
15、所述重整制氢反应、所述甲烷化反应所需热量来源于光热转化材料，所述光热转化材料将光能转为热能并提供给重整制氢反应和甲烷化反应。
16、6.根据项5所述的方法，其中，
17、所述重整制氢反应的温度为150-350℃。
18、7.根据项5所述的方法，其中，
19、所述甲烷化反应的温度为150-350℃。
20、8.根据项5所述的方法，其中，
21、所述光热转化材料选自sic、炭黑、石墨、石墨烯中的一种或两种以上；优选为sic。
22、9.根据项1所述的方法，其中，
23、所述高含水有机质的含水率为大于等于90％小于100％；
24、优选地，
25、所述高含水有机质选自有机废水、包含活性污泥的水溶液、包含油污的水溶液、餐厨垃圾渗滤水、包含水生植物的水溶液、包含油污水中的一种。
26、10.根据项1所述的方法，其中，
27、所述甲烷化反应的压力与所述重整制氢反应的压力的差值大于等于100kpa。
28、11.根据项10所述的方法，其中，
29、所述重整制氢反应的压力大于等于1.0mpa。
30、12.根据项10所述的方法，其中，
31、所述甲烷化反应的压力大于等于1.1mpa。
32、13.根据项1-12任一项所述的方法，所述方法在如下设备中进行的，所述设备包括如下：
33、壳体，
34、所述壳体内部从上往下依次包括重整制氢反应区域、甲烷化反应区域，
35、甲烷化反应区域对应的壳体内径大于重整制氢反应区域对应的壳体内径，
36、所述重整制氢反应区域设置有重整制氢活性催化剂，
37、所述甲烷化反应区域设置有甲烷化活性催化剂；
38、优选地，所述甲烷化反应区域对应的壳体内径为所述重整制氢反应区域对应的壳体内径的2倍以上。
39、14.根据项13所述的方法，其中，
40、所述壳体的外层涂覆有光热转化材料，形成光热转化材料涂层；
41、优选地，在所述光热转化材料涂覆于所述壳体的外层前，将所述光热转化材料溶于乙醇水溶液中，并通过超声形成悬浊液，然后再涂覆于壳体的外层；
42、进一步优选地，光热转化材料涂层的厚度为10μm～100μm。
43、15.根据项14所述的方法，其中，
44、在所述光热转化材料涂覆于壳体外表面后将所述设备置于300-1000℃下进行煅烧。
45、16.根据项14所述的方法，其中，
46、所述光热转化材料涂层的外壳设有隔绝空气的夹套；
47、优选地，所述夹套为石英夹套。
48、17.一种用于高含水有机质的甲烷化方法的设备，其中，所述设备包括如下：
49、壳体，
50、所述壳体内部从上往下依次包括重整制氢反应区域、甲烷化反应区域，
51、甲烷化反应区域对应的壳体内径大于重整制氢反应区域对应的壳体内径，
52、所述重整制氢反应区域设置有重整制氢活性催化剂，
53、所述甲烷化反应区域设置有甲烷化活性催化剂；
54、优选地，所述甲烷化反应区域对应的壳体内径为所述重整制氢反应区域对应的壳体内径的2倍以上。
55、18.根据项17所述的设备，其中，
56、所述壳体的外层涂覆有光热转化材料，形成光热转化材料涂层；
57、优选地，在所述光热转化材料涂覆于所述壳体的外层前，将所述光热转化材料溶于乙醇水溶液中，并通过超声形成悬浊液，然后再涂覆于壳体的外层；
58、进一步优选地，光热转化材料涂层的厚度为10μm～100μm。
59、19.根据项18所述的设备，其中，
60、在所述光热转化材料涂覆于壳体外表面后将所述设备置于300-1000℃下进行煅烧。
61、20.根据项18所述的设备，其中，
62、所述光热转化材料涂层的外壳设有隔绝空气的夹套；
63、优选地，所述夹套为石英夹套。
64、21.根据项17-20任一项所述的设备，其中，利用所述设备进行高含水有机质的甲烷化方法，所述方法包括：
65、高含水有机质在重整制氢活性催化剂的催化作用下进行重整制氢反应，得到包含h2、co和co2的混合物；
66、包含h2、co和co2的混合物在甲烷化活性催化剂的催化作用下进行甲烷化反应，得到甲烷；
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【技术保护点】
1.一种高含水有机质的甲烷化方法，其包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述重整制氢活性催化剂为M@X系催化剂，所述X为催化剂载体，M为催化剂活性物质，
3.根据权利要求2所述的方法，其中，
4.根据权利要求1所述的方法，其中，
5.根据权利要求1所述的方法，其中，
6.根据权利要求5所述的方法，其中，
7.根据权利要求5所述的方法，其中，
8.根据权利要求5所述的方法，其中，
9.根据权利要求1所述的方法，其中，
10.根据权利要求1所述的方法，其中，
11.根据权利要求10所述的方法，其中，
12.根据权利要求10所述的方法，其中，
13.根据权利要求1-12任一项所述的方法，所述方法在如下设备中进行的，所述设备包括如下：
14.根据权利要求13所述的方法，其中，
15.根据权利要求14所述的方法，其中，
16.根据权利要求14所述的方法，其中，
17.一种用于高含水有机质的甲烷
18.根据权利要求17所述的设备，其中，
19.根据权利要求18所述的设备，其中，
20.根据权利要求18所述的设备，其中，
21.根据权利要求17-20任一项所述的设备，其中，利用所述设备进行高含水有机质的甲烷化方法，所述方法包括：
22.根据权利要求21所述的设备，其中，所述重整制氢活性催化剂选自M@X系催化剂，所述X为催化剂载体，M为催化剂活性物质，M选自Pt、Pd、Cu、Fe中的一种或两种以上，优选为Pt、Pd中的一种或两种。
23.根据权利要求22所述的设备，其中，所述X选自分子筛、氧化锆、SiO2中的一种或两种以上；
24.根据权利要求21所述的设备，其中，所述甲烷化活性催化剂选自多孔镍、Ru系催化剂、Co系催化剂、Rh系催化剂中的一种或两种以上。
...【技术特征摘要】
1.一种高含水有机质的甲烷化方法，其包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述重整制氢活性催化剂为m@x系催化剂，所述x为催化剂载体，m为催化剂活性物质，
3.根据权利要求2所述的方法，其中，
4.根据权利要求1所述的方法，其中，
5.根据权利要求1所述的方法，其中，
6.根据权利要求5所述的方法，其中，
7.根据权利要求5所述的方法，其中，
8.根据权利要求5所述的方法，其中，
9.根据权利要求1所述的方法，其中，
10.根据权利要求1所述的方法，其中，
11.根据权利要求10所述的方法，其中，
12.根据权利要求10所述的方法，其中，
13.根据权利要求1-12任一项所述的方法，所述方法在如下设备中进行的，所述设备包括如下：
14.根据权利要求13所述的方法，其中，
15.根据权利要求14所述的方法，其中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：金滨滨，刘波，
申请(专利权)人：隆基绿能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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