[發(fā)明專利]一種以焦爐煤氣為原料生物法制取天然氣的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610573543.1
• 申請日: 2016-07-20
• 公開（公告）號: CN107641533B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡鵬;曹真;張猛;肖偉;胡凡
• 申請（專利權(quán)）人: 上海吉態(tài)來生物技術(shù)有限公司
• 主分類號: C10L3/08
• 分類號: C10L3/08
• 代理公司: 上海專利商標事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 韋東

本發(fā)明涉及一種以焦爐煤氣為原料生物法制取天然氣的方法。具體而言，本發(fā)明提供一種脫除焦爐煤氣中的CO、CO₂及H₂或提高焦爐煤氣中的CO、CO₂及H₂的脫除率的方法，該方法包括將含CH₄的焦爐煤氣進行厭氧發(fā)酵從而脫除焦爐煤氣中的CO、CO₂及H₂的步驟；其中，所述焦爐煤氣經(jīng)凈化處理，氧氣含量在10ppm以下，且補充了CO₂；優(yōu)選地，所述發(fā)酵為連續(xù)發(fā)酵。本發(fā)明還提供一種以焦爐煤氣為原料由生物法提純CH₄或制取天然氣的方法，以及采用所述方法獲得的富甲烷氣體和天然氣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于焦爐煤氣綜合利用的研究領(lǐng)域，具體涉及到一種以焦爐煤氣為原料生物法制取天然氣的方法。

背景技術(shù)

我國是焦炭的生產(chǎn)大國，目前國內(nèi)大大小小的焦化企業(yè)有2000余家。隨著這幾年國內(nèi)經(jīng)濟的走向慢速發(fā)展的軌道，尤其是煤化工及鋼鐵行業(yè)，受到市場的強烈沖擊，被迫需要進行行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，淘汰一部分高污染、高能耗、產(chǎn)品過剩且生產(chǎn)技術(shù)落后的裝置。而且近十年人們對于焦爐煤氣的綜合資源利用越來越重視，主要涉及：在鋼鐵廠中焦爐煤氣還原鐵、焦爐煤氣發(fā)電、焦爐煤氣作為城市用氣、焦爐煤氣制甲醇、焦爐煤氣制天然氣等；我國是一個天然氣資源短缺的國家，人均供應缺口逐步增大。焦爐煤氣制取天然氣技術(shù)的發(fā)展不僅能夠緩解國內(nèi)天然氣短缺的局面，而且對實現(xiàn)我國資源的循環(huán)利用和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有重大的意義。

現(xiàn)今國內(nèi)焦爐煤氣制取天然氣的方法主要為變壓吸附、低溫深冷分離及CO和CO₂加氫甲烷化法。變壓吸附法直接分離焦爐煤氣，甲烷氣體壓力損失大，能耗高。低溫深冷分離焦爐煤氣需要復雜的冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)復雜，運行成本較高。焦爐煤氣甲烷化法，其原理為：CO+3H₂＝CH₄+H₂O，CO₂+4H₂＝CH₄+2H₂O；此兩個反應需要在較高壓力及溫度、且需要在Ni甲烷化催化劑作用下進行。此類催化劑存在不耐硫及易積碳的缺點。焦爐煤氣在進入甲烷化裝置之前必須進行精脫硫，使得硫含量在0.1PPm以下，導致需要多級的脫硫裝置，工藝路線變得復雜。而且焦爐煤氣甲烷化方法有耗能高，運行過程中有催化劑回收難，氫資源大量轉(zhuǎn)化為H₂O，利用率低等問題。

鑒于上述焦爐煤氣制取天然氣的各種方法存在的問題，研發(fā)一種較為高效的又低耗能、低排放的工藝路線是有必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種焦爐煤氣為原料生物法制取天然氣的方法，該方法利用微生物發(fā)酵技術(shù)，與傳統(tǒng)的化工行業(yè)相比，工藝路線短，資源利用率高，低能耗，低排放，實現(xiàn)了焦爐煤氣制取天然氣的新途徑。

本發(fā)明第一方面提供一種脫除焦爐煤氣中的CO、CO₂及H₂或提高焦爐煤氣中的CO、CO₂及H₂的脫除率的方法，該方法包括將含CH₄的焦爐煤氣進行厭氧發(fā)酵從而脫除焦爐煤氣中的CO、CO₂及H₂的步驟；其中，所述焦爐煤氣經(jīng)凈化處理，氧氣含量在10ppm以下，且補充了CO₂。

采用該方法能夠提純CH₄或制取天然氣。

因此，本發(fā)明第二方面提供一種以焦爐煤氣為原料由生物法提純CH₄或制取天然氣的方法，該方法包括將含CH₄的焦爐煤氣進行厭氧發(fā)酵、并將發(fā)酵罐出口氣體提純的步驟；其中，所述焦爐煤氣經(jīng)凈化處理，氧氣含量在10ppm以下，且補充了CO₂。

在一個或多個實施方案中，所述方法包括以下步驟：