一种利用有机物制取生物天然气的工艺方法

摘要

本发明公开了一种利用有机物制取生物天然气的工艺。将预处理过的有机物采用厌氧干发酵工艺进行生物降解，在此过程中，开启设置在干发酵装置上部的液体喷淋装置，根据干发酵传质的需要和液体吸收CO₂的需要控制喷淋液体在上部气体空间和下部发酵堆体之间的分配，保证干发酵的稳定运行和喷淋液体溶解CO₂的连续进行，溶解CO₂后的液体泵到脱碳装置脱除CO₂后重新返回干发酵装置继续吸收CO₂，通过这种方式产出CH₄大于85％的富甲烷沼气，然后再经过深度提纯得到CH₄大于95％的高纯度生物天然气。本发明通过将干发酵和甲烷原位富集进行耦合，为降低生物天然气的生产成本创造了条件。因此，本发明具有保护环境、资源综合利用、以及产出清洁燃气的多重功能。

主权项

一种利用有机物制取生物天然气的工艺方法，其特征在于，通过厌氧干发酵装置(2)和脱碳装置(4)的有机结合实现甲烷的原位富集，使得由厌氧干发酵装置(2)产生富甲烷沼气，富甲烷沼气可以直接利用或进一步通过气体提纯装置(6)产生生物天然气；工艺流程为：根据有机废弃物的物理化学特性及发酵要求，将发酵原料送入预处理装置(1)，然后添加接种物与发酵原料进行混合，接种物与发酵原料质量比不低于3:1，并根据发酵原料的营养成分添加必要的碳源或氮源将发酵原料的C/N调整到20～30:1的范围内；将调整好的发酵原料投入厌氧干发酵装置(2)，采用批量发酵的方式进行厌氧生物降解产沼气，发酵周期在20～45天之间调节，发酵温度采用常温、中温35～38℃、或高温55℃；在启动厌氧干发酵装置(2)之前，在脱碳装置(4)之中富集产酸发酵微生物；厌氧干发酵装置上部安装有液体喷淋装置(3)，厌氧干发酵装置(2)启动后，开启喷淋装置(3)向发酵原料堆体喷洒富含产酸发酵微生物的液体，待发酵原料堆体下部有明显的液体渗出后，停止喷淋，当有气体产生后，重新开启喷淋装置(3)并调整其喷射方向，使其喷出的液体只分布在上部的气体空间，吸收所产沼气中的CO₂后，从厌氧干发酵装置(2)的器壁流向底部；适时调整喷淋方式，使喷淋在上部气体空间和下部发酵堆体之间切换；喷淋所需动力由液体喷淋泵(5)提供，压力控制在0.5～0.7MPa，通过喷淋将沼气中的CO₂吸收，然后通过液体循环泵(8)将CO₂饱和液体泵入到脱碳装置(4)，通过鼓风或真空脱碳方式将液体中的CO₂转移到气相当中并带出脱碳装置(4)，使液体重新获得吸收CO₂的能力，这部分液体通过液体喷淋泵(5)泵回厌氧干发酵装置(2)，用于促进厌氧发酵过程并吸收CO₂；从脱碳装置(4)释放出的废气经过尾气净化装置(7)脱除其中的具有气味性的气体后排入大气；从厌氧干发酵装置引出CH₄含量大于85％的富含甲烷的沼气经过沼气提纯净化装置(6)后即可得到CH₄含量大于95％高纯度的生物天然气；整个发酵过程中控制发酵环境的pH为6.8～7.2，控制脱碳装置(4)内液体的pH在4.5以下。