[發(fā)明專利]根據(jù)第三和/或第四滲透物中的甲烷濃度調(diào)節(jié)第一滲余物溫度的膜滲透處理有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910725774.3 | 申請日： | 2019-08-07 |
| 公開（公告）號： | CN110813039B | 公開（公告）日： | 2023-06-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | J-M·沙雷爾;V·格拉比耶;G·齊克 | 申請（專利權(quán)）人： | 喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司 |
| 主分類號： | B01D53/22 | 分類號： | B01D53/22 |
| 代理公司： | 北京市中咨律師事務(wù)所 11247 | 代理人： | 冷妮;吳鵬 |
| 地址： | 法國*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 根據(jù) 第三 第四 滲透 中的 甲烷 濃度 調(diào)節(jié) 第一 滲余物 溫度 處理 | ||
用于至少含有甲烷和二氧化碳的原料氣流的膜滲透處理設(shè)施，包括：用于壓縮原料氣流的壓縮機(jī)、能夠接收來自壓縮機(jī)的氣流并供應(yīng)第一滲透物和第一滲余物的第一膜分離單元、能夠接收第一滲余物并供應(yīng)第二滲透物和第二滲余物的第二膜分離單元、能夠接收第一滲透物并供應(yīng)第三滲透物和第三滲余物的第三膜分離單元、能夠接收第三滲余物并供應(yīng)第四滲透物和第四滲余物的第四膜分離單元、用于測量第三滲透物或第四滲透物或組合有第三滲透物和第四滲透物的氣流中的CHsubgt;4/subgt;濃度的至少一個(gè)第一測量裝置及根據(jù)第一測量裝置記錄的測量值來調(diào)節(jié)第二膜分離單元入口處的第一滲余物的溫度的至少一個(gè)調(diào)節(jié)裝置，每個(gè)膜分離單元包括相比于甲烷更能使二氧化碳滲透的至少一個(gè)膜。
本發(fā)明涉及一種通過至少含有甲烷和二氧化碳的氣體流的膜滲透來進(jìn)行處理以產(chǎn)生甲烷含量滿足其使用要求的富含甲烷的氣體流的設(shè)施，以及控制這種設(shè)施的方法。
本發(fā)明特別涉及沼氣的凈化，目的是產(chǎn)生符合注入到天然氣管網(wǎng)的要求的生物甲烷。
沼氣是在沒有氧氣的情況下有機(jī)物質(zhì)分解(厭氧發(fā)酵)產(chǎn)生的氣體，也稱為甲烷化。這可以是自然分解物——因此在沼澤地或家庭垃圾排出物中發(fā)現(xiàn)有沼氣——但沼氣的產(chǎn)生也可以通過在稱為甲烷化轉(zhuǎn)化器(methanizer)或蒸煮器的專用反應(yīng)器中對廢物進(jìn)行甲烷化而實(shí)現(xiàn)。
沼氣由于其主要成分(甲烷和二氧化碳)而成為一種強(qiáng)大的溫室氣體；與此同時(shí)，它也構(gòu)成了可再生能源的來源，在化石燃料日益稀缺的背景下，這種能源是很珍貴的。
沼氣主要含有甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)，其比例可根據(jù)獲得方式而變化，但也含有較少比例的水、氮?dú)狻⒘蚧瘹洹⒀鯕夂臀⒘康钠渌袡C(jī)化合物。
根據(jù)已分解的有機(jī)物質(zhì)和所使用的技術(shù)，雖然基于平均沼氣含量，各組分在干氣中的比例會有所變化：甲烷30-75％，二氧化碳15-60％，氮?dú)?-15％，氧氣0-5％以及微量化合物。
沼氣能以各種方式被投入盈利性使用。在光處理后，沼氣可以在生產(chǎn)現(xiàn)場附近被投入盈利性使用，以供應(yīng)熱量、電力或兩者的混合物(熱電聯(lián)產(chǎn))；高二氧化碳含量降低了其熱值，增加了壓縮和運(yùn)輸?shù)某杀荆⑾拗屏艘赃@種方式在附近將其投入盈利性使用的經(jīng)濟(jì)效益。
更大程度地凈化沼氣使其能夠被更廣泛地使用，特別是沼氣的進(jìn)一步凈化產(chǎn)生已經(jīng)被凈化至天然氣規(guī)格并且可以替代天然氣的沼氣；如此純化的沼氣被稱為“生物甲烷”。因此，生物甲烷補(bǔ)充了在地區(qū)內(nèi)以一定的可再生比例生產(chǎn)的天然氣資源；它可以與化石來源的天然氣用作完全相同的用途。它可以送入天然氣管網(wǎng)、車輛加油站；它也可以被液化，以液化天然氣(LNG)等形式儲存。
生物甲烷投入盈利用途的方式根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r而定：當(dāng)?shù)啬茉葱枨蟆⑵渥鳛樯锛淄槿剂隙煌度胗允褂玫目赡苄裕约疤貏e是附近是否有天然氣運(yùn)輸或配送管網(wǎng)。通過在給定地區(qū)中運(yùn)作的各方(農(nóng)業(yè)、工業(yè)、市政當(dāng)局)之間建立協(xié)同作用，生物甲烷的生產(chǎn)有助于各地區(qū)在能源方面獲得更大的自給自足。
在收集沼氣和獲得可壓縮或液化的最終產(chǎn)品——生物甲烷——之間需要經(jīng)歷許多步驟。
特別地，在處理之前需要幾個(gè)步驟，其目的在于分離二氧化碳以產(chǎn)生純化的甲烷流。第一步是壓縮已經(jīng)產(chǎn)生且在大氣壓下被引入的沼氣，并且可以使用壓縮機(jī)以常規(guī)方式實(shí)現(xiàn)這種壓縮。接下來的步驟旨在消除沼氣中的硫化氫和揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)等腐蝕性組分，所用的技術(shù)通常是變壓吸附(PSA)和活性炭捕獲。接下來是分離二氧化碳的步驟，以便最終獲得用于后續(xù)使用所需純度的甲烷。
二氧化碳是存在于天然氣中的典型雜質(zhì)，并且通常需要將其從天然氣中除去。為此，根據(jù)情況而使用不同的技術(shù)；其中，膜(分離)技術(shù)在CO2含量高時(shí)表現(xiàn)特別好；因此，膜技術(shù)用于分離沼氣中存在的CO2，特別是填埋氣體中的CO2。
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