[发明专利]一种二氧化碳和氢气生物甲烷化的方法

摘要

本发明公开一种二氧化碳和氢气生物甲烷化的方法，本发明采用二氧化碳和氢气为产甲烷菌提供原料，在厌氧条件下产甲烷菌将二氧化碳和氢气合成甲烷，以工业中富含CO2的尾气为原料，原料来源广泛，将CO2转化成CH4，实现CO2的能源化和资源化利用，将CH4与CO2分离，剩余CO2可以继续在厌氧发酵设备中循环，实现二氧化碳到燃料再到二氧化碳的碳循环过程。

主权项

一种二氧化碳和氢气生物甲烷化的方法，其特征在于经过下列各步骤：（1）菌种驯化：将菌种接入发酵底物浓度为15%～20％的10L发酵瓶中，调节碳氮比为20:1～30:1，定期测定产气量及CH4含量，当发酵基质消耗完，不产沼气时，即获得驯化菌种，备用；（2）二氧化碳和氢气甲烷化：在发酵罐（5）中加入步骤（1）中驯化后的菌种，使发酵浓度保持在25%～35%，在充入CO2和H2前；打开阀门Ⅱ（4）向发酵罐（5）中鼓入一定量CO2，置换整个系统中的空气，保证厌氧发酵环境；将空气置换完后，打开氢气储罐（1）和二氧化碳储罐（3）中的阀门Ⅰ（2）和阀门Ⅱ（4），将CO2和H2分别通入厌氧发酵罐（5）中，待混合气充满整个发酵罐（5）和储气罐（7）后，关闭阀门Ⅰ（2）和阀门Ⅱ（4），打开气体循环泵（6）的开关，让氢气和二氧化碳在发酵罐（5）和储气罐（7）之间循环，在产甲烷菌种的作用下，二氧化碳和氢气转化为甲烷；储气罐（7）连接集水罐（9）用，以平衡发酵过程中气体体积变化引起的发酵系统压力平衡；（3）在步骤（2）中所述沼气发酵系统工作过程中，定时测量利用气体分析仪测量发酵气体中CH4含量，当甲烷含量超过70%时关闭气体循环泵（6），打开气体压缩机（10）将混合气体压入二氧化碳分离反应塔（11）中，分离后的甲烷和氢气进入存储罐（12）中，储气罐（12）与用户直接相连；分离后未转化的CO2经过管道返回二氧化碳储罐（3）继续循环利用。