[发明专利]一种利用生物质生产高品质生物甲烷气的系统及方法在审
申请号: | 201510778344.X | 申请日: | 2015-11-13 |
公开(公告)号: | CN105602999A | 公开(公告)日: | 2016-05-25 |
发明(设计)人: | 李叶青;江皓;周红军;浦鹏;张松林 | 申请(专利权)人: | 中国石油大学(北京);北京中石大新能源研究院有限公司 |
主分类号: | C12P5/02 | 分类号: | C12P5/02;C12M1/107 |
代理公司: | 北京三友知识产权代理有限公司 11127 | 代理人: | 张德斌 |
地址: | 102249*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 利用 生物 生产 品质 甲烷 系统 方法 | ||
1.一种利用生物质生产高品质生物甲烷气的方法,其中,该方法包括以下步骤:
a、将生物质进行热解气化反应,得到气体原料、固体炭及生物油;
以气体原料的总体积为100%计,该气体原料包含20-40v%的H2、20-30v%的CO、10- 20v%的CH4和20-30v%的CO2;
优选所述气体原料、固体炭及生物油的质量比为10:5:1;
b、将所述气体原料与发酵剂混合进行厌氧发酵原位富集甲烷反应,得到CH4和CO2的混 合气体;
以CH4和CO2的混合气体的总体积为100%计,所述CH4和CO2的混合气体包含65-68v%的 CH4和32-35v%的CO2;
c、将所述CH4和CO2的混合气体、外源H2及发酵剂混合进行厌氧发酵原位富集甲烷反应, 得到所述生物甲烷气。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤a中所述热解气化反应是在固定床热解气化 反应器中进行的,所述固定床热解气化反应器中装填有生物炭;
优选所述生物炭来源于生物质热解气化反应得到的固体炭;
还优选所述生物炭的装填量为固定床热解气化反应器总体积的1/2-2/3。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,步骤a中所述热解气化反应的反应温度为400- 1000℃,反应时间为0.1-3h。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤b中所述厌氧发酵原位富集甲烷反应的反应 温度为30-40℃,停留时间为0.1-48h;
优选所述厌氧发酵原位富集甲烷反应的搅拌强度为50-400rpm。
5.根据权利要求1或4所述的方法,其中,步骤b中所述发酵剂为经H2、CO、CH4和CO2的混 合气体驯化培养后的发酵剂;
优选地,以所述H2、CO、CH4和CO2的混合气体的总体积为100%计,该混合气体包含20v% 的CO2、30v%的CO、15v%的CH4及35v%的H2;
还优选所述驯化的时间为5-20d。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤c中所述厌氧发酵原位富集甲烷反应的反应 温度为30-40℃,停留时间为0.1-48h;
优选所述厌氧发酵原位富集甲烷反应的搅拌强度为50-400rpm。
7.根据权利要求1或6所述的方法,其中,步骤c中所述发酵剂为经H2、CO、CH4和CO2的混 合气体驯化培养后的发酵剂;
优选地,以所述H2、CO、CH4和CO2的混合气体的总体积为100%计,该混合气体包含20v% 的CO2、30v%的CO、15v%的CH4及35v%的H2;
还优选所述驯化的时间为5-20d。
8.根据权利要求1、6或7任一项所述的方法,其中,步骤c中所述外源氢气与CH4和CO2的 混合气体中的CO2的体积比为4:1。
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