[发明专利]一种煤焦油生物气化的方法

说明书

技术领域

 本发明一种煤焦油生物气化的方法属于煤焦油生物技术领域。

背景技术

 中国是产煤大国，有着丰富的煤焦油资源，其中多数煤焦油因没有得到合理利用而造成了环境污染和资源的浪费，因此对煤焦油进行加工制取高附加值产品将具有一定的经济效益和环保效益。目前常用的煤焦油加工工艺通常是采用化工操作，如蒸馏、 热缩聚、焦化或催化加氢等。如中国专利CN02122573.7（煤焦油加氢工艺及催化剂）、中国专利CN200410050747.4（ 一种煤焦油全馏分加氢处理工艺）、中国专利CN200610028263.9（煤焦油加氢裂化方法）均以化学加工工艺方法对煤焦油进行加工，但化学方法加工煤焦油，普遍存在能耗高、加工过程污染环境等问题。同时现有煤焦油加工工艺多数是将煤焦油加工为燃料油或沥青焦等液体或固体产品，而非将煤焦油直接进行气化以生产可替代天然气的甲烷气。

甲烷气是天然气的主要成分，其作为清洁能源广泛应用于民用燃气、城市公交系统燃料和燃气发电等领域。近年来，随着中国经济的高速发展，国内对天然气的需求持续强劲增长，天然气将是一种长期紧缺的能源产品，因此将煤焦油加工为可替代天然气的甲烷气将具有非常重要的意义。本发明的目的是提供一种生物转化的煤焦油加工方法，将煤焦油转化为以甲烷为主要成分的气体，以替代天然气使用。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种将煤焦油通过生物气化的方法将煤焦油转化为可替代天然气的甲烷气加以利用的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为一种煤焦油生物气化的方法按照以下步骤进行：

第一步，预处理

向原料煤焦油中添加占其体积0.05%-1%的预处理液，混合均匀后静置1-7d，得到预处理煤焦油；

第二步，生物气化

将所述预处理煤焦油注入生物反应器中，同时保持生物反应器缺氧或厌氧环境，然后向生物反应器中加入接种液，所述接种液占所述原料煤焦油体积的0.1%-5%，搅拌均匀，得到生物原料液；

调节所述生物原料液的pH值为4-10，控制生物反应器温度为25-65℃，进行生物1-30d，得到生物气化气体。

所述生物反应器为带有内浮顶的低压反应器。

所述原料煤焦油为低温煤焦油、中温煤焦油、高温煤焦油、煤焦油馏分油或煤焦油沥青。

所述接种液为沼气池液体、污水处理厂厌氧污泥或垃圾填埋场渗沥液。

所述生物气化气体中甲烷占气体总量的体积百分含量为50%-95%。

所述生物气化过程中控制所述生物反应器压力低于0.2Mpa，生成的生物气化气体收集到储气装置中。

所述预处理液为复合菌剂、弱酸溶液或弱碱溶液中的一种或两者的混合物。

所述预处理中使用的所述复合菌剂为由产甲烷细菌、厌氧放线菌、曲霉菌和白腐菌组成的混合菌剂，所述产甲烷细菌、厌氧放线菌、曲霉菌和白腐菌的重量份配比为：产甲烷细菌10-40份、厌氧放线菌15-35份、曲霉菌13-37份、白腐菌25-45份。

所述弱酸溶液为重量百分比浓度3%-30%的碳酸溶液或重量百分比浓度3%-30%的醋酸溶液；所述弱碱溶液为重量百分比浓度3%-20%的碳酸钠溶液或重量百分比浓度1%-10%的氨水。

本发明与现有技术相比具有的有益效果为：本发明用生物方法将煤焦油进行气化，能耗低，符合国家节能环保的政策；采用沼气池液体、污水处理厂厌氧污泥或垃圾填埋场渗沥液等富含产甲烷菌的废弃液，使得废弃液得以再利用，减少了环境污染；并且工艺简单，条件易控，生产成本低易于推广。

生物反应器为可密闭、可控温且带有内浮顶的低压反应容器，可以根据反应物的容量调节内浮顶高度，以保持反应物在反应过程中处于缺氧或厌氧条件。

本发明主要装置包括煤焦油原料油罐、煤焦油预处理装置、生物反应器以及气体储罐。

其中产甲烷细菌来源于沼气池液体，厌氧放线菌、曲霉菌和白腐菌均从土壤中分离所得。厌氧放线菌为从土壤中分离出的诺卡氏菌属和放线菌属。

当预处理加入弱酸溶液时与复合菌剂混合后须保持预处理液pH值不低于4；当预处理加入弱碱溶液时与复合菌剂混合后须保持预处理液pH值不高于10。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1