[发明专利]一种以焦炉煤气为原料生物法制取天然气的方法

说明书

本发明涉及一种以焦炉煤气为原料生物法制取天然气的方法。具体而言，本发明提供一种脱除焦炉煤气中的CO、CO₂及H₂或提高焦炉煤气中的CO、CO₂及H₂的脱除率的方法，该方法包括将含CH₄的焦炉煤气进行厌氧发酵从而脱除焦炉煤气中的CO、CO₂及H₂的步骤；其中，所述焦炉煤气经净化处理，氧气含量在10ppm以下，且补充了CO₂；优选地，所述发酵为连续发酵。本发明还提供一种以焦炉煤气为原料由生物法提纯CH₄或制取天然气的方法，以及采用所述方法获得的富甲烷气体和天然气。

技术领域

本发明属于焦炉煤气综合利用的研究领域，具体涉及到一种以焦炉煤气为原料生物法制取天然气的方法。

背景技术

我国是焦炭的生产大国，目前国内大大小小的焦化企业有2000余家。随着这几年国内经济的走向慢速发展的轨道，尤其是煤化工及钢铁行业，受到市场的强烈冲击，被迫需要进行行业结构调整，淘汰一部分高污染、高能耗、产品过剩且生产技术落后的装置。而且近十年人们对于焦炉煤气的综合资源利用越来越重视，主要涉及：在钢铁厂中焦炉煤气还原铁、焦炉煤气发电、焦炉煤气作为城市用气、焦炉煤气制甲醇、焦炉煤气制天然气等；我国是一个天然气资源短缺的国家，人均供应缺口逐步增大。焦炉煤气制取天然气技术的发展不仅能够缓解国内天然气短缺的局面，而且对实现我国资源的循环利用和经济的可持续发展具有重大的意义。

现今国内焦炉煤气制取天然气的方法主要为变压吸附、低温深冷分离及CO和CO₂加氢甲烷化法。变压吸附法直接分离焦炉煤气，甲烷气体压力损失大，能耗高。低温深冷分离焦炉煤气需要复杂的冷却剂循环系统，控制系统复杂，运行成本较高。焦炉煤气甲烷化法，其原理为：CO+3H₂＝CH₄+H₂O，CO₂+4H₂＝CH₄+2H₂O；此两个反应需要在较高压力及温度、且需要在Ni甲烷化催化剂作用下进行。此类催化剂存在不耐硫及易积碳的缺点。焦炉煤气在进入甲烷化装置之前必须进行精脱硫，使得硫含量在0.1PPm以下，导致需要多级的脱硫装置，工艺路线变得复杂。而且焦炉煤气甲烷化方法有耗能高，运行过程中有催化剂回收难，氢资源大量转化为H₂O，利用率低等问题。

鉴于上述焦炉煤气制取天然气的各种方法存在的问题，研发一种较为高效的又低耗能、低排放的工艺路线是有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种焦炉煤气为原料生物法制取天然气的方法，该方法利用微生物发酵技术，与传统的化工行业相比，工艺路线短，资源利用率高，低能耗，低排放，实现了焦炉煤气制取天然气的新途径。

本发明第一方面提供一种脱除焦炉煤气中的CO、CO₂及H₂或提高焦炉煤气中的CO、CO₂及H₂的脱除率的方法，该方法包括将含CH₄的焦炉煤气进行厌氧发酵从而脱除焦炉煤气中的CO、CO₂及H₂的步骤；其中，所述焦炉煤气经净化处理，氧气含量在10ppm以下，且补充了CO₂。

采用该方法能够提纯CH₄或制取天然气。

因此，本发明第二方面提供一种以焦炉煤气为原料由生物法提纯CH₄或制取天然气的方法，该方法包括将含CH₄的焦炉煤气进行厌氧发酵、并将发酵罐出口气体提纯的步骤；其中，所述焦炉煤气经净化处理，氧气含量在10ppm以下，且补充了CO₂。

在一个或多个实施方案中，所述方法包括以下步骤：