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

摘要

本发明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。

主权项

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骤b的催化剂床层，气体和焦油蒸汽同时通过加氢催化裂解，实现高度甲烷化反应，生成高度富甲烷气体；e.回收半焦物质及褐铁矿催化剂。其中，所述的高挥发碳基原料为选自低阶煤、生物质或有机废料中的一种。