[发明专利]一种利用生物质原料制备掺氢天然气的方法

权利要求书

1.一种利用生物质原料制备掺氢天然气的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)生物质原料预处理：将生物质原料进行除杂、粉碎；

(2)厌氧产氢发酵和氢气净化提纯：将预处理后的生物质原料、产氢接种物加入到厌氧产氢反应器，控制厌氧产氢发酵的pH为4.5～6.5；在厌氧产氢反应器内，生物质原料在水解产氢产酸菌的作用下发酵生成H₂和CO₂，同时伴有少量H₂S生成，通过脱硫、脱碳、脱水工艺对产生的H₂、CO₂、H₂S、H₂O(g)混合气进行净化提纯获得较纯氢；产氢剩余物进入后续产甲烷反应器进行厌氧产甲烷发酵；

(3)厌氧产甲烷发酵和甲烷净化提纯：产氢剩余物和产甲烷接种物混合后进入厌氧产甲烷反应器，控制厌氧产甲烷发酵的pH为6.5～7.8，在产甲烷菌的作用下生成CH₄和CO₂，同时伴有少量H₂S生成，通过脱硫、脱碳、脱水工艺对产生的CH₄、CO₂、H₂S、H₂O混合气进行净化提纯获得较纯甲烷；完成产甲烷发酵的残余物进行肥料化利用或环保达标处理；

(4)气体混配：将净化提纯获得的较纯氢和较纯甲烷按需要的掺氢比进行混合以获得掺氢天然气。

2.如权利要求1所述的利用生物质原料制备掺氢天然气的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的产氢接种物为热处理厌氧活性污泥，其中热处理温度为80～115℃，热处理时间为15～60min。

3.如权利要求1所述的利用生物质原料制备掺氢天然气的方法，其特征在于：步骤(3)中所述的产甲烷接种物为来自于沼气池、池塘底部、污水处理厂的厌氧活性污泥。

4.如权利要求1所述的利用生物质原料制备掺氢天然气的方法，其特征在于：步骤(4)中所述的掺氢比为8％～40％。

5.如权利要求1所述的利用生物质原料制备掺氢天然气的方法，其特征在于：还包括以下步骤：

(5)当厌氧产氢发酵和厌氧产甲烷发酵产生的氢气和甲烷体积比大于所需的掺氢比时，可以将过剩的氢气通入厌氧产甲烷反应器中，在氢营养型产甲烷菌的作用下利用氢气产生甲烷。