[发明专利]由甲烷、二氧化碳和水制备高品质合成气的方法

摘要

本发明提供了由甲烷、二氧化碳和水制备高品质合成气的方法，水在水电解池中同时产生氧气和氢气；全部或部分氧气，与甲烷、二氧化碳混合，流入等离子体催化重整反应器，生成重整产物气；重整产物气与水电解池阴极产生的氢气混合，即得高品质合成气；由甲烷、二氧化碳和水作为原料，资源丰富且可再生，有利于CO2的减排。所产生的合成气浓度高，并且符合甲醇合成和费托合成(H2－CO2)/(CO+CO2)摩尔比等于2要求，无需任何后处理，即直接应用于甲醇合成和费托合成。通过等离子体催化重整和电解水反应耦合，将电能经合成气路线转化为化学能，反应系统具有能量效率高、快速响应和灵活调控的优点，尤其适合于可再生电能的大规模存储。

主权项

1.一种由甲烷、二氧化碳和水制备高品质合成气的方法，其特征在于，步骤如下：水在水电解池的阳极和阴极分别同时产生氧气和氢气；水电解池阳极产生的全部或部分氧气，与甲烷、二氧化碳混合，一起流入等离子体催化重整反应器，发生等离子体催化重整反应生成重整产物气；等离子体催化重整反应器产生的重整产物气，与水电解池阴极产生的氢气混合，即得所需的高品质合成气；所述的水电解池，其阳极和阴极被电解质隔膜隔开，使阳极产生的氧气和阴极产生的氢气不混合；阳极产生的氧气全部或部分与甲烷、二氧化碳混合，进入等离子体催化重整反应器；多余的氧气作为纯氧副产品或经旁路直接排空；所述的等离子体催化重整反应器由等离子体和催化两个反应区组成；等离子体反应区中的等离子体由高压电极与接地电极之间的滑动弧放电产生，催化剂采用镍基、钴基、铂基甲烷重整催化剂；催化反应区需要的能量，一部分来自等离子体反应区，另一部分由反应器外部加热供给；等离子体催化重整反应器所产生的重整产物气与电解池产生的H2混合，即获得高品质合成气。