CN105561739A - 一种密闭空间内co2富集与转化设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种密闭空间内CO2富集与转化设备及方法属航天催化技术领域。该装置由CO2微通道富集器、CO2微通道解吸器、CO2加氢甲烷化反应器、吸收液循环泵、气体引风机或真空泵及启动电加热器组成。该方法采用用吸收液，通过连续或间歇操作富集CO2，然后解吸；通过调节H2的流量控制氢气和CO2的摩尔比；在甲烷化反应器内装填甲烷化催化剂I和催化剂II,原料气在反应器内经过一次预热和二次预热，进行甲烷化反应。本发明能够有效控制密闭空间内的CO2含量，并为电解制氧提供水；该CO2富集及甲烷化设备结构紧凑，集CO2富集和甲烷化反应于一体，提高了系统的集成度，节省了空间，降低了系统重量。
Description
技术领域
本发明属于航天催化技术领域，具体涉及一种密闭空间内CO2富集与转化设备及方法。
技术背景
大气中的CO2浓度为0.03％，当大气中的CO2浓度达到0.1％时，人就会感到恶心；当达到1％时，就会导致昏厥和乏力；当达到2％时，呼吸和心跳就会加速；3％时，中枢神经系统就会瘫痪；5％时，人只能坚持30min；在密闭空间内，呼吸产生的CO2，每人每天为0.7-1.0kg/天；而人类每天需要消耗的氧气为0.83kg。如何实现密闭空间内如太空站、潜艇内乘员的氧气供给，避免CO2在乘员舱内的累积是进行太空探索所必需解决的问题。另外，O2的回收和自给，每年能够节省发射成本2200万美元；实现这一目的的系统又被称为载人航天器环境控制与生命保障系统(EnvironmentalControlandLifeSupportSystem，简称环控生保系统)。
对此，国内外进行了大量研究，开发出两种空间站二氧化碳还原技术Bosch反应和Sabatier反应(航天医学与医学工程,2003,16(S):566-572；AdvancesinSpaceResearch,2011,48(3):457-464.)。相对而言，Sabatier技术更加安全可靠。基于此，美国宇航局(NASA)和TDA研究公司开发出一套二氧化碳富集和CO2加氢还原(Sabatier反应)的原理工艺[PrototypeDemonstrationoftheadvancedCO2removalandreductionsystem,051CES-31,2005.]。首先，将二氧化碳在吸附剂上吸附，然后升温解吸；然后，将解吸出的二氧化碳通过两段甲烷化反应，转化为甲烷；
然而，目前使用的固体胺吸附、金属氧化物吸附或分子筛吸附等CO2吸附剂，其中，胺类吸附剂具有较高的毒性，对人体健康不利；而金属氧化物和分子筛对CO2的选择性较低；同时，这三类吸附材料对CO2均为不可逆吸附，可再生性低，不利于吸附材料的循环使用。而采用碱性钾盐和钠盐(ZL200910092354.2)具有较强的腐蚀性，同时难以再生；而采用有机胺类、离子液体等吸收剂，具有较好的吸收效果而且易于解吸回用，并且吸收剂无毒。另外，工业上采用的填料吸收塔，易发生液泛、雾沫夹带，存在设备处理能力低等弊病；而新型发展起来的微通道反应器能够强化传质传热，有望在气体分离、强放热过程控制等传统化工领域中实现革新。专利ZL201010522860.3和CN102784543A公开了一种微通道CO2吸收器具有优良的CO2吸收性能；微通道反应器也可用于吸收剂的再生(CN201110131821.5)。但是微通道反应器阻力降较大，在空间站或潜艇中由于受增压功耗所限，在结构上还需要优化。
此外，甲烷化反应是一个强放热反应，反应受热力学平衡限制；如果能把反应热及时移除，将有利于Sabatier反应的发生；同时，如果将反应(放热过程)和原料气预热(吸热过程)，耦合在同一个反应器内，既可以促进Sabatier反应的发生，又能节省空间和减轻反应系统重量。
为此，亟待开发一种高效的CO2富集过程，并将多段甲烷化工艺进行简化和高度集成，提高载人航天器环境控制与生命保障系统的集成度、可靠性；进一步优化系统空间布局，节省空间降低重量。
发明内容
本发明的目的是提供一种密闭空间内CO2富集与转化设备及方法，具有工艺流程简单、系统集成度高、体积小重量轻等优点。
本发明一种密闭空间内CO2富集与转化装置，由CO2微通道富集器、CO2微通道解吸器、CO2加氢甲烷化反应器、吸收液循环泵、气体引风机或真空泵及启动电加热器组成；密闭空间内的气体首先通过引风机、压缩机或鼓风机进入CO2微通道富集器，与吸收液循环泵供入的吸收液接触，进行连续或间歇性富集；富集CO2的富液进入CO2微通道解吸器，经加热解吸；解吸出的CO2和H2混合，进入CO2加氢甲烷化反应器，发生甲烷化反应将CO2转化为CH4。
所述的CO2微通道富集器由多个气体分布腔和吸收腔构成，它们交替布置，中间用多孔气体分布板连接。
所述的CO2微通道解吸器由多个解吸腔和氢气预热腔构成，它们交替布置，被预热的氢气首先进入氢气预热腔，预热富液，然后和富液接触将解吸的CO2带走。
所述的CO2加氢甲烷化反应器由原料气一次预热腔、二段甲烷化反应腔、原料气二次预热腔、一段甲烷化反应腔、氢气预热腔以及空冷换热器构成，气体按步骤通过不同的腔，进行预换热、反应和热量回收，出口产品气中CO2浓度达到脱除标准。
所述甲烷化反应热用于原料气预热、吸收液解吸，多余的热量通过空冷换热器移除；甲烷化反应过程中生成的水用于电解为密闭空间提供氧气和甲烷化反应提供H2；CO2富集过程和甲烷化反应、热量移除高度集成在一个系统内，既节省空间又减轻重量。
所述的空冷换热器为板翅或管翅结构，热流体在管程，空冷空气在壳程。
所述气-液或气-气在交替通道内的流动方式为逆流、并流或错流。
所述甲烷化反应器、微通道接触器、解吸器以及空冷换热器，其特征在于其为多腔长方体或多腔套筒圆柱形结构；所述多腔长方体或套筒圆柱体结构流体通道为百叶窗、锯齿或波纹型等结构；
所述系统的启动是通过内置或外置于反应器内的U型管、波纹片管或翅片管等结构的电加热器来实现；
一种密闭空间内CO2富集与转化方法，采用上述密闭空间内CO2富集与转化装置，其特征在于按照以下步骤进行：
采用用吸收液，通过连续或间歇操作富集CO2，然后解吸；通过调节H2的流量控制氢气和CO2的摩尔比为3.0～5.0；一段甲烷化反应腔和二段甲烷化反应腔内装填甲烷化催化剂I和/或催化剂II，催化剂起燃温度100～300℃，反应压力为1～6atm,原料气在反应器内经过一次预热和二次预热，进入一段甲烷化反应腔的入口温度
达到催化剂起燃温度，一段甲烷化床层出口温度为400-650℃；经过空冷换热器冷却至100-300℃左右，进入二段甲烷化反应腔继续进行甲烷化反应，反应器二段甲烷化床层温度在150-400℃，然后和氢气换热，将温度进一步冷却，甲烷化反应器出口H2的转化率为80-98％。
所述的吸收液为胺类、醇胺类、醚类、醇类、酮类、酯类、醇醚类以及离子液体CO2吸收剂中的一种或几种的组合。
所述的甲烷催化剂为：颗粒或整体结构催化剂或以陶瓷纤维、金属纤维等多孔材料为载体的催化剂或将活性组分壁载在流体通道表面；
所述的甲烷化催化剂I为：以Ni、Fe、Co等一种或几种为活性组分的金属氧化物催化剂。
所述的甲烷催化剂II为：以Ru、Rh、Pt、Pd等一种或几种为活性组分的贵金属催化剂。
为了避免在人居密闭空间内CO2的富集，首先，将电解水或其他来源的氢气，经过电加热器或和系统内的高温气体换热，将氢气预热；预热的氢气进入微通道解吸器，先和吸收有CO2的富液进行热量交换，然后，进入吸收液解吸腔和解吸出的CO2混合进入CO2加氢甲烷化反应器；在加氢甲烷化反应器中，氢气和CO2首先在反应器内和反应产物气进行多次换热，预热到催化剂起活温度；然后进行CO2甲烷化反应(CO2+4H2＝CH4+2H2O)；反应产物经过多级冷却，冷凝水析出，供给电解水制氢；
CO2的富集通过在CO2微通道吸收器中进行：含CO2的气体进入吸收器，CO2在吸收液中溶解吸收；而吸收CO2的吸收富液通过循环泵供入吸收液解吸器，经解析后循环使用；被净化后的气体排入空间；经过解吸的贫液经冷却后回到吸收器进行CO2的富集；
所述的CO2微通道吸收器(通道的特征尺度为几十微米到3mm)；为了减小微通道阻力降，气体在气体分布腔通过多孔分布板进入吸收液通道；
本发明提供的CO2富集与转化方法及设备，与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)系统高度集成，节省了空间体积，减轻了重量
(2)易于放大，便于操作
(3)连续进行CO2的富集和解吸，不需要反复切换
(4)CO2甲烷化反应热易于移除，而且热量及时用于气体预热和CO2脱附解吸，具有高的热量利用效率
(5)反应温度低，避免了CO2生成CO的副反应的发生
附图说明
图1CO2富集、解吸及甲烷化装置示意图；
图2CO2微通道富集器示意图；
图3CO2微通道富集器的吸收腔与气体分布腔间的气体分布板示意图；
图4CO2微通道解吸器结构示意图；
图5CO2加氢甲烷化反应器；
图6空冷换热器结构示意图；
图7微通道富集器、解吸器以及空冷换热器内流体通道翅片结构示意图；
其中1为CO2加氢甲烷化反应器；2为CO2微通道富集器；3为CO2微通道解吸器；4为吸收液冷却器；5为启动电加热器；6为引风机或真空泵；7为吸收液循环泵；11为原料气一次预热腔；12为二段甲烷化反应腔；13为原料气二次预热腔；14为一段甲烷化反应腔；15为氢气预热腔；16为冷空气换热器；21为吸收腔；22为气体分布腔；23为气体分布板；31为解吸腔；32为氢气预热腔。
具体实施方式
除非另外指出，在本发明说明书和权利要求书中出现的所有数字，例如反应器气体的进、出口温度范围，表示气体组分构成的体积百分比等数值均不应该被理解为绝对精确值，该数值是在本领域内的普通技术人员所理解的、公知技术所允许的误差范围内。在本发明说明书和权利要求书中出现的精确的数值应该被理解为构成本发明的部分实施例。尽管在本发明给出的实例中努力做到保证数值的精确性，但由于各种测量技术的标准偏差，任何测量得到的数值都不可避免地存在一定误差。
由于特殊的应用领域，要求CO2的富集与转化方法及设备，工艺流程简单、系统集成度高、过程安全可靠。因此，合理的工艺设计、较低的系统操作温度以及科学的系统集成是本发明技术方案得以实施的前提。微通道CO2吸收器和解吸器强化了传热和传质，能够实现CO2的高效分离和富集，在进行CO2加氢甲烷化实现了氧气的循环利用；而冷热流体交替设计的套筒或板式结构净化器能够显著提高CO2加氢甲烷化反应器的操作温度和能量效率，极大地提高了系统的集成度，节省了空间、减轻了重量。
以下结合附图对本发明进行进一步详细说明：
本发明一种密闭空间内CO2富集与转化装置如图1所示，该装置由CO2微通道富集器2、CO2微通道解吸器3、CO2加氢甲烷化反应器1、吸收液循环泵7、气体引风机、压缩机或真空泵6及启动电加热器5组成；密闭空间内的气体首先通过引风机、压缩机或鼓风机6进入CO2微通道富集器2，与吸收液循环泵7供入的吸收液接触，进行连续或间歇性富集；富集CO2的富液进入CO2微通道解吸器3，经加热解吸；解吸出的CO2和H2混合，进入CO2加氢甲烷化反应器1，发生甲烷化反应将CO2转化为CH4。
所述的CO2微通道富集器2由多个气体分布腔22和吸收腔21构成，而且它们交替布置，中间用多孔气体分布板23连接，如图2所示。
所述的CO2微通道解吸器3由多个解吸腔31和氢气预热腔32构成，它们交替布置，被预热的氢气首先进入氢气预热腔，预热富液，然后和富液接触将解吸的CO2带走，如图4所示。
所述的CO2加氢甲烷化反应器1由原料气一次预热腔11、二段甲烷化反应腔12、原料气二次预热腔13、一段甲烷化反应腔14、氢气预热腔15以及空冷换热器16构成，气体按步骤通过不同的腔，进行预换热、反应和热量回收，出口产品气中CO2浓度达到脱除标准，如图5所示。
所述甲烷化反应热用于原料气预热、吸收液解吸，多余的热量通过空冷换热器移除；甲烷化反应过程中生成的水用于电解为密闭空间提供氧气和甲烷化反应提供H2；CO2富集过程和甲烷化反应、热量移除高度集成在一个系统内，既节省空间又减轻重量。
所述的空冷换热器16为板翅或管翅结构，热流体在管程，空冷空气在壳程，如图6所示。
所述气-液或气-气在交替通道内的流动方式为逆流、并流或错流。
所述CO2甲烷化反应器1、CO2微通道富集器2、CO2微通道解吸器以及空冷换热器16，为多腔长方体或多腔套筒圆柱形结构；所述多腔长方体或套筒圆柱体结构流体通道为百叶窗、锯齿或波纹型等结构如图7所示。
所述系统的启动是通过内置或外置于反应器内的U型管、波纹片管或翅片管等结构的电加热器来实现。
含CO2的气体在常温、1-6atm压力下，进入CO2微通道富集器2，气体首先进入气体分布腔22，通过设置在吸收器内的气体分布板23和在吸收腔21内经过解吸的CO2吸收液接触；由于微通道结构强化了传质过程，CO2在吸收液中被吸收；脱除CO2的气体，排入空间；而吸收了CO2的吸收液(富液)经吸收液循环泵进入微通道解吸器3；在解吸器的解析腔31内，吸收液和来自氢气预热腔32的氢气混合，然后和预热腔的氢气进行换热解吸CO2，解吸出的CO2和H2和贫液分离后，进入CO2甲烷化反应器1；H2的预热在系统启动时，是通过启动电加热器5加热；当系统正常运行时，是通过和甲烷化反应产物气换热来实现；进入二氧化碳加氢甲烷化反应器的氢气和CO2，在反应器内，经过原料气一次预热腔11一次预热和为原料气二次预热腔13二次预热后，进入一段甲烷化反应腔14甲烷化催化剂I催化床层进行甲烷化反应；在催化剂I上的部分反应热用于原料气二次预热；经过初步冷却的来自催化剂I的反应产物气体，进入集成在反应器内的空冷换热器16(图5)，经过二次冷却后，进入装有催化剂II的二段甲烷化反应腔12，进一步进行CO2甲烷化反应，二段甲烷化出后气体和氢气在氢气预热器15中换热，产品气温度进一步降低，冷凝析出的水提供个电解制氧和氢气过程；被预热的氢气用于CO2解吸；
本发明附图只是本发明简单的示意图，只公开了本发明最基本特征，图中只显示了套筒结构的净化器以及填充式催化剂装填方式，本发明意图涵盖其他结构形式的多个腔构成的CO2吸收器、解吸器以及CO2加氢甲烷化反应器。使用的催化剂的类型和在反应器内的填充或壁载形式将当然地取决于具体的应用场合。另外，附图其中省略了许多细节，例如电加热器结构、阀门、控制测量系统等。熟悉本领域工作的技术人员完全可以根据附图披露的工艺流程和相关设备的基本特点设计出更为详细的设计图纸。
在本发明所述的CO2富集与转化方法及设备实施方案中，CO2富集采用的吸收液为甲基二乙醇胺(MDEA),CO2加氢甲烷化反应器内填充的是颗粒CO2加氢甲烷化催化剂，是指以Ni或Ru为活性组分通过浸渍或共沉淀方法制得的CO2甲烷化催化剂。例如一个较佳的过程是甲烷化反应器中填充以Ni为主要催化活性组分，共沉淀制得的CO2加氢甲烷化催化剂；吸收液采用MDEA；另一个较佳的过程是填充以Ru为主要催化活性组分，浸渍法制得的CO2加氢甲烷化催化剂；然而，在本发明所述的CO2富集与转化方法及设备中，催化剂和吸收液可以但不限于采用上面的较佳实例，任何在具有较高的活性和稳定性的可CO2甲烷化催化剂及吸收液均可在本发明专利所述的CO2富集与转化方法及设备中应用。
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，所属技术领域的技术人员可通过本说明书所揭示的内容理解本发明的其他特征与优点。本发明也可通过其它不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修改与变化。总之应该明白，具体实施例中提供的操作参数、吸收器、解吸器、甲烷化反应器以及空冷器结构只是对代表本发明应用的许多可能的具体实施的举例说明。
实施例1
用MDEA作为吸收剂，通过连续或间歇操作富集CO2，然后解吸；通过调节H2的流量控制氢气和CO2的摩尔比为3.5:1。在甲烷化反应器内装填NiO-Al2O3共沉淀甲烷化催化剂,催化剂起燃温度240℃。反应压力为1.7atm,原料气在反应器内经过一次预热和二次预热，进入催化剂I的入口温度高于240℃；在反应床层发生甲烷化反应放出热量，热量被及时移除用于预热原料气，催化剂I床层出口温度为500℃；经过空冷换热器冷却至240℃左右，进入催化剂II继续进行甲烷化反应，反应器二段甲烷化床层(催化剂II)温度在330℃左右，然后和氢气换热，将温度进一步冷却，甲烷化反应器出口H2的转化率为95.4％。
实施例2
用离子液体作为吸收剂，通过连续或间歇操作富集CO2，然后解吸；通过调节H2的流量控制氢气和CO2的摩尔比为3.5:1。在甲烷化反应器内装填浸渍法制得的Ru/Ce0.8Zr0.2O2催化剂，催化剂起燃温度120℃。反应压力为1.7atm,原料气在反应器内经过一次预热和二次预热，进入催化剂I的入口温度高于起燃温度；在反应床层发生甲烷化反应放出热量，热量被及时移除用于预热原料气，催化剂I床层出口温度为450℃；经过空冷换热器冷却至160℃左右，进入催化剂II继续进行甲烷化反应，反应器二段甲烷化床层(催化剂II)温度在260℃左右，然后和氢气换热，将温度进一步冷却，甲烷化反应器出口H2的转化率大于98％。
实施例3
用醇醚类作为吸收剂，通过连续或间歇操作富集CO2，然后解吸；通过调节H2的流量控制氢气和CO2的摩尔比为3:1。在甲烷化反应器内装填Co3O4-Al2O3共沉淀甲烷化催化剂,催化剂起燃温度300℃。反应压力为6atm,原料气在反应器内经过一次预热和二次预热，进入催化剂I的入口温度高于300℃；在反应床层发生甲烷化反应放出热量，热量被及时移除用于预热原料气，催化剂I床层出口温度为650℃；经过空冷换热器冷却至300℃左右，进入催化剂II继续进行甲烷化反应，反应器二段甲烷化床层(催化剂II)温度在350℃左右，然后和氢气换热，将温度进一步冷却，甲烷化反应器出口H2的转化率为98％。
实施例4
用酮类作为吸收剂，通过连续或间歇操作富集CO2，然后解吸；通过调节H2的流量控制氢气和CO2的摩尔比为4:1。在甲烷化反应器内装填Rh/Ce0.8Zr0.2O2催化剂,催化剂起燃温度160℃。反应压力为1.1atm,原料气在反应器内经过一次预热和二次预热，进入催化剂I的入口温度高于160℃；在反应床层发生甲烷化反应放出热量，热量被及时移除用于预热原料气，催化剂I床层出口温度为400℃；经过空冷换热器冷却至180℃左右，进入催化剂II继续进行甲烷化反应，反应器二段甲烷化床层(催化剂II)温度在300℃左右，然后和氢气换热，将温度进一步冷却，甲烷化反应器出口H2的转化率为94.4％。
实施例5
用醚类作为吸收剂，通过连续或间歇操作富集CO2，然后解吸；通过调节H2的流量控制氢气和CO2的摩尔比为5:1。在甲烷化反应器内，催化剂I装填NiO-Fe2O3-Al2O3共沉淀甲烷化催化剂，催化剂II装填Ru-Rh-Pd/Ce0.8Zr0.2O2,催化剂I起燃温度280℃。反应压力为3atm,原料气在反应器内经过一次预热和二次预热，进入催化剂I的入口温度高于280℃；在反应床层发生甲烷化反应放出热量，热量被及时移除用于预热原料气，催化剂I床层出口温度为600℃；经过空冷换热器冷却至230℃左右(催化剂II起燃温度220℃)，进入催化剂II继续进行甲烷化反应，反应器二段甲烷化床层(催化剂II)温度在400℃左右，然后和氢气换热，将温度进一步冷却，甲烷化反应器出口H2的转化率为80.4％。
Claims (14)
1.一种密闭空间内CO2富集与转化装置，其特征在于由CO2微通道富集器、CO2微通道解吸器、CO2加氢甲烷化反应器、吸收液循环泵、气体引风机或真空泵及启动电加热器组成；密闭空间内的气体首先通过引风机、压缩机或鼓风机进入CO2微通道富集器，与吸收液循环泵供入的吸收液接触，进行连续或间歇性富集；富集CO2的富液进入CO2微通道解吸器，经加热解吸；解吸出的CO2和H2混合，进入CO2加氢甲烷化反应器，发生甲烷化反应将CO2转化为CH4。
2.根据权利要求1所述的一种密闭空间内CO2富集与转化装置，其特征在于所述的CO2微通道富集器由多个气体分布腔和吸收腔构成，而且它们交替布置，中间用多孔气体分布板连接。
3.根据权利要求1所述的一种密闭空间内CO2富集与转化装置，其特征在于所述的CO2微通道解吸器由多个解吸腔和氢气预热腔构成，它们交替布置，被预热的氢气首先进入氢气预热腔，预热富液，然后和富液接触将解吸的CO2带走。
4.根据权利要求1所述的一种密闭空间内CO2富集与转化装置，其特征在于所述的CO2加氢甲烷化反应器由原料气一次预热腔、二段甲烷化反应腔、原料气二次预热腔、一段甲烷化反应腔、氢气预热腔以及空冷换热器构成，气体按步骤通过不同的腔，进行预换热、反应和热量回收，出口产品气中CO2浓度达到脱除标准。
5.根据权利要求1所述的一种密闭空间内CO2富集与转化装置，其特征在于所述甲烷化反应热用于原料气预热、吸收液解吸，多余的热量通过空冷换热器移除；甲烷化反应过程中生成的水用于电解为密闭空间提供氧气和甲烷化反应提供H2；CO2富集过程和甲烷化反应、热量移除高度集成在一个系统内，既节省空间又减轻重量。
6.根据权利要求1所述的一种密闭空间内CO2富集与转化装置，其特征在于所述的空冷换热器为板翅或管翅结构，热流体在管程，空冷空气在壳程。
7.根据权利要求1所述的一种密闭空间内CO2富集与转化装置，其特征在于所述气-液或气-气在交替通道内的流动方式为逆流、并流或错流。
8.根据权利要求1所述的一种密闭空间内CO2富集与转化装置，其特征在于所述甲烷化反应器、微通道接触器、解吸器以及空冷换热器，其特征在于其为多腔长方体或多腔套筒圆柱形结构；所述多腔长方体或套筒圆柱体结构流体通道为百叶窗、锯齿或波纹型等结构。
9.根据权利要求1所述的一种密闭空间内CO2富集与转化装置，其特征在于所述系统的启动是通过内置或外置于反应器内的U型管、波纹片管或翅片管等结构的电加热器来实现；
10.一种密闭空间内CO2富集与转化方法，采用上述密闭空间内CO2富集与转化装置，其特征在于按照以下步骤进行：
采用用吸收液，通过连续或间歇操作富集CO2，然后解吸；通过调节H2的流量控制氢气和CO2的摩尔比为3.0～5.0；在甲烷化反应器，一段甲烷化反应腔和二段甲烷化反应腔内装填甲烷化催化剂I和/或催化剂II,催化剂起燃温度100-300℃，反应压力为1～6atm,原料气在反应器内经过一次预热和二次预热，进入一段甲烷化反应腔的入口温度达到催化剂起燃温度，一段甲烷化床层出口温度为400-650℃；经过空冷换热器冷却至100-300℃左右，进入二段甲烷化反应腔继续进行甲烷化反应，反应器二段甲烷化床层温度在150-400℃，然后和氢气换热，将温度进一步冷却，甲烷化反应器出口H2的转化率为80-98％。
11.根据权利要求10所述的一种密闭空间内CO2富集与转化方法，其特征在于所述的吸收液为胺类、醇胺类、醚类、醇类、酮类、酯类、醇醚类以及离子液体CO2吸收剂中的一种或几种的组合。
12.根据权利要求10所述的一种密闭空间内CO2富集与转化方法，其特征在于所述的甲烷化催化剂I为：以Ni、Fe、Co等一种或几种为活性组分的金属氧化物催化剂。
13.根据权利要求10所述的一种密闭空间内CO2富集与转化方法，其特征在于所述的甲烷催化剂II为：以Ru、Rh、Pt、Pd等一种或几种为活性组分的贵金属催化剂。
14.如权利要求10所述的一种密闭空间内CO2富集与转化方法，其特征在于所述的甲烷催化剂为颗粒或整体结构催化剂或以陶瓷纤维、金属纤维等多孔材料为载体的催化剂或将活性组分壁载在流体通道表面。
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