[發(fā)明專(zhuān)利]由生物材料厭氧發(fā)酵進(jìn)行生物氣提質(zhì)和產(chǎn)氫的方法和設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780055785.4
• 申請(qǐng)日: 2017-07-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110035974A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·拉黑姆;J·邁耶;B·安德森;N·迪圭里奧;O·烏里比爾格
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: ZEG動(dòng)力股份公司
• 主分類(lèi)號(hào): C01B3/34
• 分類(lèi)號(hào): C01B3/34;C12P5/02
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 王長(zhǎng)青

1.在生產(chǎn)富能氣體甲烷(24)和/或氫(16,26)時(shí)由生物材料厭氧發(fā)酵提質(zhì)生物氣的方法，包括向發(fā)酵步驟(50)加入氫氣以增加所產(chǎn)生的粗生物氣(12)中甲烷：CO₂的比，和使所述粗生物氣經(jīng)受脫硫步驟至所需程度，特征在于進(jìn)一步包括在無(wú)在先分離CO₂的情況下使至少部分所述脫硫的粗生物氣經(jīng)受吸收強(qiáng)化的重整步驟(70)，其中應(yīng)用CaO作為吸收劑捕獲粗生物氣中的CO₂以及重整反應(yīng)釋放出的CO₂，在吸熱反應(yīng)(80)中應(yīng)用至少部分由待提質(zhì)生物氣直接或間接提供的熱再生CaO，從而產(chǎn)生基本純的氫(15)和基本純的CO₂(23)。

2.權(quán)利要求1的方法，其中脫硫步驟(60)在吸收強(qiáng)化的重整步驟(70)上游實(shí)施。

3.權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)的方法，其中使部分脫硫后粗生物氣流(13)在CO₂分離單元(110)中進(jìn)行處理，從而提供一股車(chē)用級(jí)生物甲烷的排放物流(24)和一股含CO₂的排放物流(25)。

4.權(quán)利要求4的方法，其中所述CO₂分離單元(110)應(yīng)用的分離原理選自水洗、應(yīng)用有機(jī)溶劑的物理或化學(xué)吸收、變壓吸附和應(yīng)用膜的滲透。

5.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中所述基本純的H₂(15)經(jīng)受進(jìn)一步的純化步驟(100)，以產(chǎn)生車(chē)用級(jí)H₂(16)。

6.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中再生CaO所需的熱由燃燒包含部分脫硫后的粗生物氣流(13c)的氣體來(lái)提供。

7.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的方法，其中再生CaO的熱部分由固體氧化物燃料電池(120)提供，所述燃料電池進(jìn)料來(lái)自吸收強(qiáng)化的重整步驟(70)的氫(15a)和/或脫硫后的粗生物氣13c。

8.權(quán)利要求7的方法，其中再生CaO的附加熱由加熱器(95)提供，所述加熱器(95)進(jìn)料由吸收強(qiáng)化的重整步驟(70)排放的氫(15c)。

9.權(quán)利要求7或8任一項(xiàng)的方法，其中加熱介質(zhì)(21′,22′)在至少固體氧化物燃料電池(120)、加熱器(95)和再生器(80)之間的閉合回路中循環(huán)。

10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)的方法，其中所述待提質(zhì)的粗生物氣產(chǎn)自消化過(guò)程(50)，所述消化過(guò)程(50)基于選自如下的一種或多種原料的消化：污水、污泥、城市廢物、生活垃圾、動(dòng)物廢物和農(nóng)業(yè)廢物。

11.權(quán)利要求9的方法，其中向消化過(guò)程中加入氫至少部分設(shè)置為來(lái)自重整步驟(70)的循環(huán)氫物流(15b)。

12.在生產(chǎn)富能氣體甲烷(24)和/或氫(16)時(shí)由生物材料厭氧發(fā)酵進(jìn)行生物氣提質(zhì)的設(shè)備，所述設(shè)備包括消化器(50)、脫硫設(shè)備(60)以及重整單元(70,80)，特征在于所述重整單元(70,80)位于消化器(50)和脫硫設(shè)備的下游，用于按基于Ca-回路的吸收強(qiáng)化重整原理進(jìn)行重整，以使所述重整固有地與碳捕集和隨后的利用氫純化單元(100,100′)的氫純化(15)整合。

13.權(quán)利要求12的設(shè)備，其中設(shè)置固體氧化物燃料電池(120)以接收至少部分由重整器排出的氣體和在氫純化單元(100)中進(jìn)行純化。

14.權(quán)利要求12的設(shè)備，其中設(shè)置固體氧化物燃料電池(120)以接收至少部分由重整器排出的氣體和進(jìn)料至固體氧化物燃料電池用于發(fā)電和產(chǎn)熱。

15.權(quán)利要求12的設(shè)備，其中將脫硫器排放的部分氣體進(jìn)料至CO₂分離單元，以將所述氣流分割為車(chē)用級(jí)生物甲烷(24)和純CO₂(25)。