CN114014268A - 一种煤层气裂解催化制氢装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤层气裂解催化制氢装置及方法，属于氢气制备技术领域。所述装置主要包括煤层气制氢反应装置、氢气提纯装置、纯氢储气罐、催化剂复活装置及纳米碳材料收集装置；脱硫后的煤层气经催化裂解反应生成氢气和纳米碳材料；生成的氢气经提纯得到高纯氢气，而提纯后的尾气循环反应直至所含甲烷全部转化；生成的纳米碳材料吸附在金属复合催化剂筛表面；反应完成后利用超声技术复活催化剂，并通过烘干收集得到高纯度的纳米碳材料。本发明装置结构简单，造价低，反应条件易于控制，反应更充分，生产的氢气纯度高，且副产物为高纯度的纳米碳材料，附加值高，清洁、绿色、零排放、无污染。

Description

一种煤层气裂解催化制氢装置及方法
技术领域
本发明涉及一种煤层气裂解催化制氢装置及方法，属于氢气制备技术领域。
背景技术
煤层气(瓦斯)的主要成分为甲烷，通常用作燃料或发电，然而燃料用量有限、发电效率低，因此目前抽采出的煤层气大都排放至大气中，既浪费资源，又造成严重的温室效应和环境污染。
煤层气中的甲烷是一种优良的制氢原料，传统方法通常利用煤层气中的甲烷水蒸气重整、部分氧化或自热重整等制备氢气。然而，此方法受反应平衡限制，转化率较低，且尾气中通常含有大量的CO、CO2等气体，仍需进一步处理，否则将造成新的环境问题。中国专利200510022208.4公开了一种煤层气制备氢气的方法，即使用了水蒸气重整的方法利用煤层气制备氢气，该发明仅适用于甲烷含量26%-70%的煤层气制氢，反应产物中存在CO、CO2以及未反应完全的甲烷。中国专利201711339654.7公开了一种煤层气脱氧制氢装置及方法，先利用脱氧催化剂使煤层气脱氧，然后利用CO将高价态的金属氧化物还原，最后利用还原得到的金属或低价态金属氧化物和水蒸气将煤层气转化为氢气和CO2。然而，该发明将产生的CO2直接排入大气中，环境问题仍然存在。
煤层气裂解制氢则是将甲烷等含碳气源在高温下催化分解为氢气和碳材料，过程中不会排放CO和CO2，是煤层气零排放利用的最佳选择。中国发明专利200810119203.7公开了一种低温催化裂解甲烷制备氢气与纳米碳的方法，在催化剂存在的条件下，使裂解时放热的烃类与甲烷（裂解吸热）进行同时催化裂解，生成氢气和纳米碳产品；然而，该发明以甲烷为原料且反应过程中必须加入裂解放热的烃类气体，成本较高；生成的氢气中仍含有甲烷成分，纯度低；催化剂无法重复利用，能耗较高。中国发明专利20171020576.0公开了一种熔融盐中催化裂解甲烷制备氢气的方法及实现该方法的装置，利用催化剂催化甲烷裂解生产富氢气体和固体碳，经气固分离器将得到氢气及固体碳；然而，该发明利用熔融盐进行气固分离，为防止熔融盐凝固，需要较高的能耗，并且为防止熔融盐冷凝堵塞管路，装置需特殊设计；生成的固体碳与熔融盐、催化剂等混合在一起，即使固液分离后，纯度仍较低。中国发明专利CN111422832A公开的一种天然气或煤层气催化裂解制氢的装置和方法，将煤层气催化裂解制备氢气和碳材料；但是，该发明采用熔融金属、熔融合金、金属氧化物、碳材料及稀土复合物的一种或几种作为催化剂，需先将催化剂加热至熔融或高温状态，能量消耗高；煤层气裂解反应发生在高气压条件(1~10 bar)、中低气温(450~950℃)的条件下，反应效率低；在主反应装置外还需另加气固分离装置，装置整体结构复杂。
发明内容
为了克服上述不足，本发明旨在提供一种煤层气裂解催化制氢装置及方法。
本发明的原理为：脱硫后的煤层气进入真空石英反应器后，在红外加热照射灯的照射下，其中的主要成分甲烷裂解为原子H和含碳的活性基团（-CH3、-CH3、-CH等）；这些活性基团运动至金属复合催化剂筛附近，在催化剂的作用下与原子H逐级反应生成H2和碳材料，可通过调控催化剂组分、温度、气压等反应条件获得不同的纳米碳材料；生成的H2向上流动经出气口输出并经变压吸附、膜分离或钯管分离提纯获得纯氢气；而纳米碳材料沉积并吸附在金属复合催化剂筛表面，完成气固分离；反应完成后将金属复合催化剂筛取出，利用超声技术使催化剂再生复活并返回煤层气制氢反应装置中循环使用，同时收集并烘干获得高纯度的纳米碳材料。
本发明中，发生的主要反应如下：
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本发明提供了一种煤层气裂解催化制氢装置，包括煤层气制氢反应装置、氢气提纯装置、纯氢储气罐、催化剂复活装置以及纳米碳材料收集装置；其中，所述煤层气制氢反应装置包括真空石英反应腔、红外加热照射灯、金属复合催化剂筛及支架；煤层气制氢反应装置的底部设有进气口，顶部设有出气口；所述金属复合催化剂筛分1~100层置于真空石英反应腔内部，各层之间用4~40个环布的多点支架和(或)中心柱形支架分隔并支撑；所述红外加热照射灯均匀置于真空石英反应腔周围；
所述煤层气制氢反应装置与氢气提纯装置的进气口连接；所述氢气提纯装置的高纯氢出气口与纯氢储气罐的进气口连接；所述氢气提纯装置的尾气出气口连接到煤层气制氢反应装置的进气口。
进一步地，所述真空石英反应腔中间部分为透明石英管，两端由金属腔盖和O型橡胶圈密封。
进一步地，所述金属复合催化剂筛为由Fe、Co、Ni、Cu、Mo、V、Zn、Cr、Mn的任意一种单组份或几种组分组成的合金制成的泡沫金属板或含有100~5000个通气孔的筛状结构金属板。
进一步地，所述的氢气提纯装置采用的技术为变压吸附、膜分离或钯管分离中的一种。
本发明提供了采用上述装置进行煤层气裂解催化制氢的方法，该方法主要通过以下步骤实现：
(1) 煤层气裂解及催化反应
脱硫处理后的煤层气从煤层气制氢反应装置底部的进气口进入真空石英反应腔后，在红外加热照射灯照射下被加热至600~1000℃，发生裂解；裂解后的煤层气接触到金属复合催化剂筛的活性组分（Fe、Co、Ni、Cu、Mo、V、Zn、Cr、Mn这几种金属的任一种均可以催化发生反应），发生反应生成氢气和纳米碳材料；生成的氢气向上流动，经由反应装置顶部的出气口输出，而纳米碳材料吸附在金属复合催化剂筛表面，同步实现气固分离；
(2) 氢气提纯
输出的氢气经氢气提纯装置提纯，得到纯度为99~99.99999%的高纯氢气，存储于纯氢储气罐中；提纯后的尾气循环进入真空石英反应腔中进一步裂解催化制氢，直至其中所含的甲烷完全反应；
(3) 催化剂复活
反应完成后，打开真空石英反应腔上端(或下端)的金属腔盖，取出金属复合催化剂筛，放入超声装置中利用酒精或去离子水超声处理，将催化剂表面吸附的纳米碳材料超声清洗掉，从而使催化剂再生复活再次放入煤层气制氢反应装置中循环使用；
(4) 纳米碳材料的收集
将步骤（3）中超声清洗掉的纳米碳材料烘干，得到高纯度的纳米碳材料。
进一步地，所述真空石英反应腔内气体压力为10~3000 Pa；所述通入的煤层气中甲烷的体积比范围为30%~99.99%；通入反应腔的流速为1 mL/min~10 L/min。
进一步地，所述的纳米碳材料为纳米活性炭、纳米炭黑、纳米碳管、石墨烯、纳米洋葱碳和纳米碳纤维中的一种或几种。
本发明的有益效果：
(1) 煤层气裂解出的原子H和含碳活性基团在多层催化剂作用下的逐级多次反应，且氢气提纯后的废气循环进入装置中多次循环裂解，保证其中的甲烷全部完成反应，制氢更彻底。
(2) 利用本发明的装置及方法，可通过调节催化剂筛的材料组成、真空石英反应腔内的气体温度和压力等参数，获得不同成分结构的纳米碳材料，灵活性和可操作性强。
(3) 整个反应过程为富氢的还原性环境，可使煤层气中少量的CO2、CO、O2等含氧气体反应形成H2O，真正的零排放，切合“碳中和、碳达峰”政策。
(4) 反应结束后可利用超生技术使催化剂再生复活并进入反应器中循环使用，可进一步降低损耗和成本。
(5) 本发明适用于各种甲烷占比的煤层气，还可用于甲烷、乙烷、乙炔等烃类气体以及天然气、沼气、焦炉煤气等含烃类化合物的气体裂解制氢，原料来源便宜，适用范围广，装置结构简单，造价低，反应条件易于控制，制得的氢气纯度高，且反应副产物为高纯度的纳米碳材料，产品附加值高。
附图说明
图1为本发明煤层气制氢反应的工艺流程图；
图2为本发明实施例1中煤层气制氢反应装置主结构示意图；
图3为本发明实施例2中煤层气制氢反应装置主结构示意图。
图中：1煤层气制氢反应装置、1-1进气口、1-2出气口、1-3真空石英反应腔、1-4红外加热照射灯、1-5金属复合催化剂筛、1-6中心柱形支架、1-7含有通气孔结构的金属复合催化剂筛、1-8环布的多点支架；2氢气提纯装置、2-1进气口、2-2高纯氢出气口、2-3尾气出口、3纯氢储气罐、3-1进气口。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好的理解本发明，以下结合参考附图并结合实施例对本发明作进一步清楚、完整的说明。
本发明提供了一种煤层气裂解催化制氢装置，如图1所示，主要包括煤层气制氢反应装置1、氢气提纯装置2以及纯氢储气罐3。其中，所述煤层气制氢反应装置1主要包括真空石英反应腔1-3、红外加热照射灯1-4、金属复合催化剂筛1-5及中心柱形支架1-6；所述真空石英反应腔1-3的底部设有进气口1-1，顶部设有出气口1-2；所述金属复合催化剂筛分1~100层置于真空石英反应腔内部，各层之间用4~40个环布的多点支架和(或)中心柱形支架分隔并支撑；所述红外加热照射灯1-4均匀置于真空石英反应腔1-3周围；
所述煤层气制氢反应装置1的出气口1-2与所述氢气提纯装置2的进气口2-1连接；
所述氢气提纯装置2的高纯氢出气口2-2与所述纯氢储气罐3的进气口3-1连接；
所述氢气提纯装置2的尾气出口2-3与煤层气制氢反应装置1的进气口1-1连接；
上述装置中，所述真空石英反应腔1-3中间部分为透明石英管，两端由金属腔盖和O型橡胶圈密封；
进一步地，所述金属复合催化剂筛为由Fe、Co、Ni、Cu、Mo、V、Zn、Cr、Mn的任意一种单组份或几种组分组成的合金制成的泡沫金属板或含有100~5000个通气孔的筛状结构金属板。
进一步地，所述的氢气提纯装置采用的技术为变压吸附、膜分离或钯管分离中的一种。
下面通过具体的实施例来进一步说明本发明的技术方案：
实施例1
如图2，为以泡沫金属板为催化剂筛的煤层气制氢反应装置主结构示意图。所述装置包括真空石英反应腔1-3、红外加热照射灯1-4、金属复合催化剂筛1-5及支架1-6；装置的底部设有进气口1-1，顶部设有出气口1-2；所述金属复合催化剂筛1-5分6层置于真空石英反应腔1-3内部，各层之间用中心柱形支架1-6分隔并支撑；所述金属复合催化剂筛的催化剂活性组分为金属Fe；所述氢气提纯装置采用钯管分离技术。
下面说明采用上述装置进行煤层气裂解催化制氢的方法，具体步骤为：
(1) 煤层气裂解及催化反应
脱硫处理后的煤层气(甲烷占比99.99%)以10 L/min的流速从煤层气制氢反应装置1底部的进气口1-1进入气压为3000 Pa的真空石英反应腔1-3，在红外加热照射灯1-4照射下被加热至600 ℃，发生裂解；裂解后的煤层气接触到金属复合催化剂筛1-5，发生反应生成氢气和纳米活性炭；生成的氢气向上流动，经过煤层气制氢反应装置1顶部的出气口1-2进入氢气提纯装置2的进气口2-1，而纳米活性炭吸附在金属复合催化剂筛1-5表面，同步实现气固分离。
(2) 氢气提纯
输出的氢气在氢气提纯装置2中提纯得到纯度为99.99999%的高纯氢气，存储于纯氢储气罐3中；提纯后的尾气循环进入真空石英反应腔1-3中进一步裂解催化制氢，直至其中所含的甲烷完全反应。
(3) 催化剂复活
反应完成后，打开真空石英反应腔1-3下端的金属腔盖，取出金属复合催化剂筛1-5，放入超声装置中利用酒精或去离子水超声处理，将催化剂筛1-5表面吸附的纳米活性炭超声清洗掉，从而使催化剂再生复活再次放入煤层气制氢反应装置中循环使用；
(4) 纳米活性炭的收集
将步骤（3）中超声清洗掉的纳米活性炭烘干，得到高纯度的纳米活性炭。
实施例2
如图3，为以含有通气孔的筛状结构金属板或合金板为催化剂筛的煤层气制氢反应装置主结构示意图。所述装置包括真空石英反应腔1-3、红外加热照射灯1-4、8层金属复合催化剂筛1-7及支架1-8；装置的底部设有进气口1-1，顶部设有出气口1-2；所述的金属复合催化剂筛1-7为Fe、Co、Ni、Cu、Mo、V、Zn、Cr、Mn的任意一种单组份金或几种金属合金制成的含有100~5000个通气孔的筛状结构金属或合金板；所述的8层金属复合催化剂筛1-7各层之间由用4~40个环布在催化剂筛边缘的的多点支架分隔并支撑。
本实施例中金属复合催化剂筛1-7的催化剂活性组分为金属Cu；所述氢气提纯装置采用膜分离技术。
下面说明采用上述装置进行煤层气裂解催化制氢的方法，具体步骤为：
(1) 煤层气裂解及催化反应
脱硫处理后的煤层气(甲烷占比80%)以1 L/min的流速从煤层气制氢反应装置1底部的进气口1-1进入气压为1000 Pa的真空石英反应腔1-3，在红外加热照射灯1-4照射下被加热至800 ℃，发生裂解；裂解后的煤层气接触到金属复合催化剂筛1-7，发生反应生成氢气和纳米石墨烯；生成的氢气向上流动，经过煤层气制氢反应装置1顶部的出气口1-2进入氢气提纯装置2的进气口2-1，而纳米石墨烯吸附在金属复合催化剂筛1-7表面，同步实现气固分离。
(2) 氢气提纯
输出的氢气在氢气提纯装置2中提纯得到纯度为99.99%的高纯氢气，存储于纯氢储气罐3中；提纯后的尾气循环进入真空石英反应腔1-3中进一步裂解催化制氢，直至其中所含的甲烷完全反应。
(3) 催化剂复活
反应完成后，打开真空石英反应腔1-3下端的金属腔盖，取出金属复合催化剂筛1-5，放入超声装置中利用酒精或去离子水超声处理，将催化剂筛1-7表面吸附的纳米石墨烯超声清洗掉，从而使催化剂再生复活再次放入煤层气制氢反应装置中循环使用；
(4) 纳米石墨烯的收集
将步骤（3）中超声清洗掉的纳米石墨烯烘干，得到高纯度的纳米石墨烯。
实施例3
本实施例采用的煤层气裂解催化制氢装置，主要包括煤层气制氢反应装置、氢气提纯装置、纯氢储气罐、催化剂复活及纳米碳材料收集装置以及纳米碳材料存储罐。其中，所述煤层气制氢反应装置主要包括真空石英反应腔、红外加热照射灯、金属复合催化剂筛及中心柱形支架；所述真空石英反应腔的底部设有进气口，顶部设有出气口；所述金属复合催化剂筛分20层置于真空石英反应腔内部并由32个环布的多点支架分隔并支撑；所述红外加热照射灯均匀置于真空石英反应腔周围；
所述煤层气制氢反应装置的出气口与所述氢气提纯装置的进气口连接；
所述氢气提纯装置的高纯氢出气口与所述纯氢储气罐的进气口连接；
所述氢气提纯装置的尾气出气口与煤层气制氢反应装置的进气口连接；
所述催化剂复活及纳米碳材料收集装置的碳材料出料口与所述纳米碳材料存储罐的进料口连接。
上述装置中，所述真空石英反应腔中间部分为透明石英管，两端由金属腔盖和O型橡胶圈密封；所述金属复合催化剂筛的载体为含有500个通气孔的筛状不锈钢；所述金属复合催化剂筛的催化剂活性组分为金属Fe-Co-Ni组成的合金；所述氢气提纯装置采用变压吸附技术。
下面说明采用上述装置进行煤层气裂解催化制氢的方法，具体步骤为：
(1) 煤层气裂解及催化反应
脱硫处理后的煤层气(甲烷占比60%)以100 mL/min的流速从煤层气制氢反应装置底部的进气口进入气压为100 Pa的真空石英反应腔，在红外加热照射灯照射下被加热至900 ℃，发生裂解；裂解后的煤层气接触到金属复合催化剂筛，发生反应生成氢气和纳米洋葱碳；生成的氢气向上流动，经过煤层气制氢反应装置顶部的出气口进入氢气提纯装置的进气口，而纳米洋葱碳吸附在金属复合催化剂筛表面，同步实现气固分离。
(2) 氢气提纯
输出的氢气在氢气提纯装置中提纯得到纯度为99.9%的高纯氢气，存储于纯氢储气罐3中；提纯后的尾气循环进入真空石英反应腔中进一步裂解催化制氢，直至其中所含的甲烷完全反应。
(3) 催化剂复活
反应完成后，打开真空石英反应腔1-3下端的金属腔盖，取出金属复合催化剂筛，放入超声装置中利用酒精或去离子水超声处理，将催化剂筛表面吸附的纳米洋葱碳超声清洗掉，从而使催化剂再生复活再次放入煤层气制氢反应装置中循环使用；
(4) 纳米洋葱碳的收集
将步骤（3）中超声清洗掉的纳米洋葱碳烘干，得到高纯度的纳米洋葱碳。
实施例4
本实施例采用的煤层气裂解催化制氢装置，主要包括煤层气制氢反应装置、氢气提纯装置、纯氢储气罐、催化剂复活及纳米碳材料收集装置以及纳米碳材料存储罐。其中，所述煤层气制氢反应装置主要包括真空石英反应腔、红外加热照射灯、金属复合催化剂筛及中心柱形支架；所述真空石英反应腔的底部设有进气口，顶部设有出气口；所述金属复合催化剂筛分2层置于真空石英反应腔内部并由8个环布的多点支架和中心柱形支架分隔并支撑；所述红外加热照射灯均匀置于真空石英反应腔周围；
所述煤层气制氢反应装置的出气口与所述氢气提纯装置的进气口连接；
所述氢气提纯装置的高纯氢出气口与所述纯氢储气罐的进气口连接；
所述氢气提纯装置的尾气出气口与煤层气制氢反应装置的进气口连接；
所述催化剂复活及纳米碳材料收集装置的碳材料出料口与所述纳米碳材料存储罐的进料口连接。
上述装置中，所述真空石英反应腔中间部分为透明石英管，两端由金属腔盖和O型橡胶圈密封；所述金属复合催化剂筛的载体为含有1000个通气孔的筛状陶瓷；所述金属复合催化剂筛的催化剂活性组分为金属Ni；所述氢气提纯装置采用变压吸附技术。
下面说明采用上述装置进行煤层气裂解催化制氢的方法，具体步骤为：
(1) 煤层气裂解及催化反应
脱硫处理后的煤层气(甲烷占比30%)以1 mL/min的流速从煤层气制氢反应装置底部的进气口进入气压为10 Pa的真空石英反应腔，在红外加热照射灯照射下被加热至1000℃，发生裂解；裂解后的煤层气接触到金属复合催化剂筛，发生反应生成氢气、纳米炭黑和纳米碳纤维；生成的氢气向上流动，经过煤层气制氢反应装置顶部的出气口进入氢气提纯装置的进气口，而纳米炭黑和纳米碳纤维吸附在金属复合催化剂筛表面，同步实现气固分离。
(2) 氢气提纯
输出的氢气在氢气提纯装置中提纯得到纯度为99%的高纯氢气，然后经过氢气提纯装置的高纯氢出气口进入纯氢储气罐的进气口；提纯后的尾气经过氢气提纯装置的尾气出气口进入煤层气制氢反应装置的进气口。
(3) 催化剂复活
反应完成后，打开真空石英反应腔下端的金属腔盖，取出金属复合催化剂筛，放入超声装置中利用酒精或去离子水超声处理，将催化剂筛表面吸附的纳米炭黑和纳米碳纤维超声清洗掉，从而使催化剂再生复活再次放入煤层气制氢反应装置中循环使用；
(4) 纳米炭黑和纳米碳纤维的收集
将步骤（3）中超声清洗掉的纳米炭黑和纳米碳纤维烘干，得到高纯度的纳米炭黑和纳米碳纤维。
需要说明的是，以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用以限制本发明，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。凡在本发明揭露的技术范围和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种煤层气裂解催化制氢装置，其特征在于：包括煤层气制氢反应装置、氢气提纯装置、纯氢储气罐、催化剂复活装置以及纳米碳材料收集装置；其中，所述煤层气制氢反应装置包括真空石英反应腔、红外加热照射灯、金属复合催化剂筛及支架；煤层气制氢反应装置的底部设有进气口，顶部设有出气口；所述金属复合催化剂筛分1~100层置于真空石英反应腔内部，各层之间用4~40个环布的多点支架和/或中心柱形支架分隔并支撑；所述红外加热照射灯均匀置于真空石英反应腔周围；
所述煤层气制氢反应装置与氢气提纯装置的进气口连接；所述氢气提纯装置的高纯氢出气口与纯氢储气罐的进气口连接；所述氢气提纯装置的尾气出气口连接到煤层气制氢反应装置的进气口。
2.根据权利要求1所述的煤层气裂解催化制氢装置，其特征在于：所述金属复合催化剂筛为由Fe、Co、Ni、Cu、Mo、V、Zn、Cr、Mn的任意一种单组份或几种组分组成的合金制成的泡沫金属板或含有100~5000个通气孔的筛状结构金属板。
3.根据权利要求1所述的煤层气裂解催化制氢装置，其特征在于：所述真空石英反应腔中间部分为透明石英管，两端由金属腔盖和O型橡胶圈密封。
4.根据权利要求1所述的煤层气裂解催化制氢装置，其特征在于：所述的氢气提纯装置采用的技术为变压吸附、膜分离或钯管分离中的一种。
5.一种煤层气裂解催化制氢方法，采用权利要求1~4任一项所述的煤层气裂解催化制氢装置，其特征在于包括以下步骤：
(1) 煤层气裂解及催化反应
脱硫处理后的煤层气从煤层气制氢反应装置底部的进气口进入真空石英反应腔后，在红外加热照射灯照射下被加热至600~1000℃，发生裂解；裂解后的煤层气接触到金属复合催化剂筛的活性组分，发生反应生成氢气和纳米碳材料；生成的氢气向上流动，经由反应装置顶部的出气口输出，而纳米碳材料吸附在金属复合催化剂筛表面，同步实现气固分离；
(2) 氢气提纯
输出的氢气经氢气提纯装置提纯，得到纯度为99~99.99999%的高纯氢气，存储于纯氢储气罐中；提纯后的尾气循环进入真空石英反应腔中进一步裂解催化制氢，直至其中所含的甲烷完全反应；
(3) 催化剂复活
反应完成后，打开真空石英反应腔上端或下端的金属腔盖，取出金属复合催化剂筛，放入超声装置中利用酒精或去离子水超声处理，将催化剂表面吸附的纳米碳材料超声清洗掉，从而使催化剂再生复活再次放入煤层气制氢反应装置中循环使用；
(4) 纳米碳材料的收集
将步骤（3）中超声清洗掉的纳米碳材料烘干，得到高纯度的纳米碳材料。
6.根据权利要求5所述的煤层气裂解催化制氢方法，其特征在于：所述真空石英反应腔内气体压力为10~3000 Pa；所述通入的煤层气中甲烷的体积比范围为30%~99.99%；通入反应腔的流速为1 mL/min~10 L/min。
7.根据权利要求5所述的煤层气裂解催化制氢方法，其特征在于：所述的纳米碳材料为纳米活性炭、纳米炭黑、纳米碳管、石墨烯、纳米洋葱碳和纳米碳纤维中的一种或几种。
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