氢作为一种重要的化工原料以及未来的“绿色”能源，在国民经济中起着越来越重要的作用。目前工业上的大量用氢一般都是由天然气或轻油蒸汽转化法、重油或煤的部分氧化法等方法制得，采用这些制氢方法的共同缺陷是制备的H2不可避免地会含有少量CO、CO2，如果这种H2产品不经处理直接供给下游使用，会给后续过程造成很大的负面影响。 甲烷化法是工业应用较为成熟的一种氢气提纯方法，但仍然存在着反应温度高(280～350℃)、空速低(3000～9000h-1)、催化剂更换困难等问题。为了解决现有工艺中存在着的缺陷，我们开发了一种新型工艺，采用低温加氢活性高的非晶态Ni合金催化剂和适合过程强化的磁稳定床，来实现甲烷化这一反应过程。论文中对新工艺的可行性、CO及CO2甲烷化性能以及气-固磁稳定床的流体力学特性和传热特性进行了研究，并在此基础上开发了磁稳定床甲烷化侧线实验装置工艺包。 在固定床微反评价装置上对SRNA-4型非晶态Ni合金催化剂用于甲烷化反应的可行性进行了研究。实验结果表明，非晶态合金催化剂具有比普通催化剂更低的起始反应温度和更高的催化效率；TPD实验结果表明，非晶态Ni合金催化剂中Ni金属周围吸附有大量的活泼氢，CO甲烷化反应中产生的CO2主要来源于CO歧化反应；TPSR实验结果表明，当CO与CO2同时存在时，CO2对CO的加氢反应没有明显影响，而CO则对CO2加氢反应有明显的抑制作用。 在磁稳定床实验装置上对新工艺的甲烷化性能进行了考察，并将以SRNA-4为催化剂的磁稳定床(MSB)甲烷化新工艺实验结果与现有工艺进行对比。结果表明新工艺具有反应温度低、空速高等优点，在160℃、50,000h-1空速条件下能够将H2中含量为2000ppm的CO和CO2降低到低于lppm，优于目前使用的各类催化剂及工艺；针对不同的原料气采用这种新工艺可以降低反应温度20～120℃、提高空速5～10倍，操作优势明显；新工艺不但能够降低能耗以及催化剂装量，而且可以在线更换催化剂，实现装置长周期运转，具有明显的经济效益。 冷模实验表明，磁场强度对磁稳定床的操作状态有明显影响，在先流化的操作方式下，随磁场强度由小到大变化，床层表现出三种形式：散粒状态、链式状态、磁聚状态。 对气-固磁稳定床流动和传热特性的研究表明，最小流化速度、最小流化状态下的床层空隙率与磁场强度无关，可以采用经典公式进行预测；磁场强度增加抑制了颗粒运动，使得局部固含率略微增加；磁场强度增加，最小鼓泡速度增大，而局部相轴向速度和气固传热系数减小；空塔气速增加可促进气固磁稳定床的膨胀，加快颗粒、气相在床中的运动，局部相速度增加，增大了气固传热系数，减小了局部固含率。此外，气速增加，气泡平均直径增大。 在实验室工作基础上，开发了磁稳定床甲烷化侧线实验装置工艺包。