[发明专利]一种高纯度生物质可燃气体制备方法

说明书

本发明涉及一种高纯度生物质可燃气体制备方法。一种高纯度生物质可燃气体制备方法，通过外源氢气的引入及生物填料层的添加，利用废弃生物质原料及微生物，实现了高纯度生物可燃气体的制备。本发明在降低成本，减少投入，且对环境无污染的前提下实现了废弃生物质资源的有效利用，有助于生物质可燃气体的应用和推广。

技术领域

本发明涉及生物质资源利用领域，具体涉及一种高纯度生物质可燃气体制备方法。

背景技术

生物质可燃气体是有机生物质在厌氧条件下经过多种微生物协同发酵产生的可燃混合气体，主要成分是甲烷和二氧化碳。通常，甲烷占60%~65%，二氧化碳占35%~40%，并含有少量的硫化氢等气体。

生物质可燃气体中二氧化碳的存在降低了生物质可燃气体的能量密度，如果所用的生物质可燃气体要达到天然气标准或者被用作汽车燃料，那么就必须对其中的二氧化碳进行去除。目前，生物质可燃气体提纯的方法多为高压水洗法、变压吸附法、膜分离提纯法等，这类装置工艺设备复杂，投资较大，耗能较高，一般适合大型生物质可燃气体工程。对于量大面广的中小型生物质可燃气体工程，这些工艺不太适用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术缺陷，提供一种绿色低碳、操作方便的高纯度生物质可燃气体制备方法。

本发明的技术方案：

一种高纯度生物质可燃气体制备方法，基于下高纯度生物质可燃气体制备装置实现，该装置主要包括罐体和其内的生物填料层；所述生物填料层，位于所述罐体内，其下依次设栅板和支撑板，所述支撑板焊接到所述罐体上；所述罐体，顶部设有出气口，底部设有半椭球形封头，侧壁上部设有填料进料口和原料进料口，侧壁下部设有卸料口和进气口；所述卸料口和所述进气口，分别位于所述支撑板以上和以下；所述进气口，连接所述罐体内的布气器。

所述生物填料层，由具有一定形状、机械强度的块状固体生物炭制成，食氢产甲烷菌预先通过固定化培养附着在这些生物炭上。

所述半椭球形封头，底部设有排液管，所述排液管上设有排液阀门。

所述出气口，下部设有丝网除沫器。

所述布气器由一根主管和若干根支管组成，所述主管的末端用堵板封死，所述支管的上部开设有均匀分布的泪孔。所述主管和支管，采用法兰连接，并通过螺栓固定于所述罐体内壁上。

所述罐体，外壁焊接有耳式支座和吊耳。所述耳式支座，共3个，等高均匀分布于所述罐体外壁中部。所述吊耳，共2个，对称分布于所述罐体外壁顶部。

一种高纯度生物质可燃气体制备方法，主要包括以下步骤：

先将生物炭制成具有一定形状、机械强度的块状固体，再将食氢产甲烷菌通过固定化培养附着在这些生物炭上，以制成生物填料；将所述生物炭填料通过所述高纯度生物质可燃气体制备装置的填料进料口填充到罐体内，形成生物填料层；将废弃生物有机质制成的料液，从原料进料口注入所述罐体内部并浸没所述生物填料层，所述料液投加量不超过所述罐体有效容积；加料完成后，将装置通氮气排空5min后密封。

之后，将适量氢气从进气口以一定的压力通入布气器；食氢产甲烷菌通过获取所述料液中的有机物降解产生的二氧化碳及所通入的氢气，经过自身的生物代谢反应生成甲烷气体，提高了装置所产生物质可燃气体中甲烷的比例并降低二氧化碳的比例；同时，所述生物填料层中的生物炭有助于装置所产生物质可燃气体中硫化氢的去除；最终从出气口可得高纯度生物质可燃气体。

本发明的有益效果：

（1）本发明通过外源氢气的引入及生物填料层的添加，利用废弃生物质原料及微生物，实现了高纯度生物可燃气体的制备；

（2）本发明中涉及的布气器，在将氢气输送入装置的同时，对装置内的料液也产生了一定的搅拌作用，有利于生物可燃气体制备效率的提高；