(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210815660.X (22)申请日 2022.07.12 (71)申请人 中盐金坛盐化有限责任公司 地址 213299 江苏省常州市金坛区北环东 路129号 (72)发明人 徐俊辉　王卫东　陆佳敏　陈留平　 武奕　姚圣鑫　 (74)专利代理 机构 常州至善至诚专利代理事务 所(普通合伙) 32409 专利代理师 朱丽莎 (51)Int.Cl. C12P 5/02(2006.01) C12M 1/107(2006.01) C12M 1/04(2006.01) C12M 1/02(2006.01)C12M 1/12(2006.01) C12M 1/00(2006.01) C25B 1/04(2021.01) C01B 32/50(2017.01) (54)发明名称 一种利用盐穴实现氢气甲烷化并循环利用 的方法及装置 (57)摘要 本发明公开了一种利用盐穴实现氢气甲烷 化并循环利用的方法及装置。 这种方法包括： 制 备氢气和二氧化碳； 盐穴中储存氢气和二氧化 碳； 氢气、 二氧化碳和甲烷从盐穴排出， 甲烷经过 膜分离装置分级后进入管网， 氢气和二氧化碳重 新进入盐穴， 循环反应。 本发明结构简单， 膜分离 装置能够 有效控制甲烷中氢气的含量， 实现甲烷 的分级利用， 应用于不同方面， 扩大使用范围； 氢 气和二氧化碳重新进入盐穴， 循环反应， 提高利 用率。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 115094094 A 2022.09.23 CN 115094094 A 1.一种利用盐穴实现氢气甲烷 化并循环利用的方法， 其特 征在于： 具体包括如下步骤： S1、 制备氢气和二氧化 碳； S2、 将氢气和二氧化 碳通过装有微 生物培养液(13)的盐穴(12)， 并储 存在盐穴(12)中； S3、 在微生物培养液(13)的作用下， 氢气和二氧化 碳反应制得甲烷； S4、 氢气、 二氧化碳和甲烷从盐穴(12)排出， 甲烷经过膜分离装置(17)分级后进入管 网， 氢气和二氧化 碳重新进入盐穴(12)， 循环反应。 2.根据权利要求1所述的一种利用盐穴实现氢气甲烷化并循环利用的方法， 其特征在 于： 所述S1中氢气由电解水制得， 同时电解水制得的氧气与甲烷燃烧后得到二氧化 碳。 3.一种利用盐穴实现氢气甲烷化并循环利用的装置， 其特征在于： 所述装置使用如权 利要求1所述的利用盐穴实现氢气甲烷 化并循环利用的方法； 所述装置包括插入的盐穴(12)的排气外管(10)和进气内管(11)， 排气外管(10)和进气 内管(11)内外同轴设置， 进气内管(11)插入微生物培养液(13)， 排气外管(10)位于微生物 培养液(13)上 方； 所述进气内管(11)进料端连接有进料装置； 排气外管(10)出料端连接有甲烷分级装 置。 4.根据权利要求3所述的一种利用盐穴实现氢气甲烷化并循环利用的装置， 其特征在 于： 所述进料装置包括二氧化碳缓冲罐(1)、 氢气缓冲罐(2)和压缩机(6)， 二氧化碳缓冲罐 (1)的出气管路连通有汇总管路， 氢气缓冲罐(2)的出气管路也与汇总管路连通， 汇总管路 与压缩机(6)进料端连接， 压缩机(6)出料端连接有原料管路， 原料管路与进气内管(11)进 料端连接； 所述原料管路上依次设置有第一换热器(7)、 除水器(8)和第三出口阀(9)， 且第 一换热器(7)靠 近压缩机(6)出 料端设置 。 5.根据权利要求4所述的一种利用盐穴实现氢气甲烷化并循环利用的装置， 其特征在 于： 所述二氧化碳 缓冲罐(1)的出气管路上设有第一出口阀(3)， 氢气缓冲罐(2)的出气管路 上设有第二出口阀(4)， 汇总管路上设有 进气阀(5)。 6.根据权利要求3所述的一种利用盐穴实现氢气甲烷化并循环利用的装置， 其特征在 于： 所述甲烷分级装置包括膜分离装置(17)， 膜分离装置(17)进料端通过盐穴出气管路与 排气外管(10)出 料端连接； 所述膜分离装置(17)出料端设有包括氢气出口、 二氧化碳出口和甲烷出口， 氢气出口 和二氧化 碳出口分别通过 管路与进料装置连接， 甲烷出口通过 管路外排。 7.根据权利要求6所述的一种利用盐穴实现氢气甲烷化并循环利用的装置， 其特征在 于： 所述盐穴出气管路上依次设置有第四出口阀(14)、 旋风分离器(15)和三甘醇脱水装置 (16)， 且三甘醇脱水装置(16)靠 近膜分离装置(17)进料端设置 。 8.根据权利要求7所述的一种利用盐穴实现氢气甲烷化并循环利用的装置， 其特征在 于： 所述盐穴出气管路上还设置有减压撬(18)和第二换热器(19)， 减压撬(18)和第二换热 器(19)位于第四出口阀(14)和旋风分离器(15)之间， 减压撬(18)靠近第四出口阀(14)设 置。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115094094 A 2一种利用盐穴实现氢气甲烷 化并循环利用的方 法及装置 技术领域 [0001]本发明涉及氢能源技术领域， 尤其是一种利用盐穴实现氢气甲烷化并循环利用的 方法及装置 。 背景技术 [0002]氢气的地下储存一直以来被各国不断的探索与研究， 早期是以50～60％的比例与 甲烷混合制成人造煤气注入地下储库， 后期也开展了纯氢气(95％氢气加3％～4％的二氧 化碳)的地下储存， 其中， 法国、 德国、 英国、 美国等欧美国家在氢气地下储存方面的研究与 实践较多， 我国在这方面的探究相对较少 。 当前， 为应对能源危机， 各国都在积极实施 能源 战略储备战略， 地下盐穴储备库是能源战略储备工作中最重要的一环， 盐岩地下储库具有 储存量大、 调峰速度快、 安全经济等优点， 如今已是国际公认的天然气及 石油等战略能源最 佳的地下储存场所， 近年来地下盐穴储氢系统建设在我国发展迅速， 对我国未来氢气的储 存与应用具有十分重要的指导 意义。 发明内容 [0003]本发明要解决的技术问题是： 克服现有技术中之不足， 提供一种利用盐穴实现氢 气甲烷化并循环利用的方法及装置 。 [0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 一种利用盐穴实现氢气甲烷化并循 环利用的方法及装置， 具体包括如下步骤： [0005]S1、 制备氢气和二氧化 碳； [0006]S2、 将氢气和二氧化 碳通过装有微 生物培养液的盐穴， 并储 存在盐穴中； [0007]S3、 在微生物培养液的作用下， 氢气和二氧化 碳反应制得甲烷； [0008]S4、 氢气、 二氧化碳和甲烷从盐穴排出， 甲烷经过膜分离装置分级后进入管网， 氢 气和二氧化 碳重新进入盐穴， 循环反应。 [0009]进一步地， 所述S1中氢气由电解水制 得， 同时电解水制 得的氧气与甲烷燃烧得到 二氧化碳。 [0010]一种利用盐穴实现氢气甲烷化并循环利用的装置， 所述装置使用上述利用盐穴实 现氢气甲烷 化并循环利用的方法； [0011]所述装置包括插入的盐穴的排气外管和进气内管， 排气外管和进气内管内外同轴 设置， 进气内管插 入微生物培养液， 排气外管位于微 生物培养液上方； [0012]所述进气内管进料端连接有 进料装置； 排气外管 出料端连接有甲烷分级装置 。 [0013]进一步地， 所述进料装置包括二氧化碳缓冲罐、 氢气缓冲罐和压缩机， 二氧化碳缓 冲罐的出气管路连通有汇总 管路， 氢气缓冲罐 的出气管路也与汇总 管路连通， 汇总 管路与 压缩机进 料端连接， 压缩机出料端 连接有原料管路， 原料管路与进气内管进料端连接； 所述 原料管路上依 次设置有第一换热器、 除水器和第三出 口阀， 且第一换热器靠近压缩机出料 端设置说　明　书 1/3 页 3 CN 115094094 A 3