目前国内外已工业化或研究成熟的合成气/焦炉煤气甲烷化工艺普遍采用多段反应器串联，原料气分级和产品气循环的方式稀释或分散反应热，存在反应移热复杂等问题且由于产品气循环，整个系统热效率有待提高。流化床由于其高效的传热传质性能而被广泛应用于强吸/放热反应，中科院过程工程研究所根据前期工作基础提出输送床-固定床两段甲烷化工艺，输送床采用导热系数较高、热容量大的固体催化剂颗粒循环辅助产品气完成反应移热和反应温度的有效调控，实现合成气的高效转化，同时可大大降低催化剂用量。为了进一步了解输送床甲烷化反应系统的优势，本论文的主要研究内容如下:　　(1)输送床不同Ni含量甲烷化催化剂的制备和表征。采用共沉淀法制备不同Ni含量的Ni-Mg/Al2O3输送床甲烷化催化剂。使用美国材料与实验协会(ASTM)颁布的空气喷射测试磨损的标准办法，对不同Ni含量的甲烷化催化剂和γ-Al2O3载体进行了测试，同时对其进行表征。得到其耐磨性能:γ-Al2O3载体＜20wt.％Ni-Mg/Al2O3＜15wt.％Ni-Mg/Al2O3＜10wt.％Ni-Mg/Al2O3。10wt.％Ni含量的催化剂的磨损指数仅为0.50％/h。低Ni含量的催化剂表现出更好的耐磨性能。主要是两个原因:(1)催化剂负载的活性组分越少，催化剂载体所占比例越高。催化剂载体起到支撑催化剂整体骨架的作用，载体的含量降低会导致骨架的强度降低。(2)适量的MgO可以提高催化剂中Ni的分散度，增强Ni与载体之间的相互作用。低Ni含量的催化剂内Ni与Mg比例较高，导致固溶体含量增加，强化了颗粒骨架。　　(2)催化剂输送床甲烷化反应特性。对三种不同Ni含量的甲烷化催化剂在输送床中进行实验研究。考察输送风速、松动风速、反应温度等操作条件对催化剂性能的影响。输送风速的提高会导致颗粒循环量的增加，也会缩短气体在反应器内的停留时间，造成CO转化率降低;松动风速的提高会影响系统颗粒循环量，从而促进CO转化率的提高;随着预热炉温度的升高，三种催化剂的催化剂活性随着反应温度的升高显著提高，三种催化剂均能达到100％转化率。三种催化剂在合适的温度与停留时间下均可以达到高CO转化率，说明输送床甲烷化反应工艺可以采用较低含量的Ni基催化剂，从而降低工艺的运行成本。　　(3)流化床甲烷化反应动力学模型。采用微型流化床反应器对20wt.％Ni-Mg/Al2O3催化剂进行甲烷化反应动力学研究。通过正交法设计实验改变温度、原料气分压、原料气配比，测定甲烷化反应动力学数据。以双曲线型动力学方程建立了以各组分逸度表示的CH4和CO反应动力学模型，并用lunge-kutta和Powell法双重嵌套的方法对参数进行估值。残差分析和统计分析表明动力学模型是合适的。