[发明专利]从流体物流中除去二氧化碳的方法和设备

权利要求书

1.一种流体物流中除去二氧化碳的设备，包含：

具有接近上游端(46)的入口和接近下游端(44)的出口的外壳(22)；

位于外壳(22)中、接近入口、被设置来接收来自入口的流体物流的第一转化-除去部分(30)，其中第一转化-除去部分(30)包含：

被设置来把物流中CO转化成CO₂的第一催化剂部件(24)；以及位于第一催化剂部件(24)下游并与其流动连通的第一膜部件(26)，其中第一膜部件(26)被设置来从物流中选择性的除去CO₂并与第一尾气(38)流动连通；以及

位于外壳(22)中及第一转化-除去部分(30)下游的第二转化-除去部分(32)，第二转化-除去部分(32)被设置来接收来自第一转化-除去部分(30)的物流，其中第二转化-除去部分(32)包含：

被设置来把物流中CO转化成CO₂的第二催化剂部件(24)；以及位于第二催化剂部件(24)下游并与其流动连通的第二膜部件(26)，其中第二膜部件(26)被设置来从物流中选择性的除去CO₂并与第二尾气(40)流动连通。

2.权利要求1的设备，其中第一催化剂部件(24)具有比第二催化剂部件(24)的第二催化剂区域直径和第二催化剂区域容积大的第一催化剂区域直径和第一催化剂区域容积，并且其中第一膜部件(26)可以具有比第二膜部件(26)的第二膜区域直径和第二膜区域容积大的第一膜区域直径和第一膜区域容积。

3.权利要求1-2任何之一的设备，其中设置所述设备从而使得当采用低于或等于化学计量量的水蒸气的大约110％的水蒸气时可以获得大于或等于大约98％的CO转化率。

4.权利要求1-3任何之一的设备，其中第一膜部件(26)能在与第二膜部件(26)不同的温度下运行，并且其中在该不同的温度下，第一膜部件(26)具有大于或等于大约60的CO₂对H₂的选择性。

5.权利要求1-4任何之一的设备，其中第一催化剂部件(24)包括包含铁的第一催化剂，其中第二催化剂部件(24)包括选自由钯、铂、铑，以及包含至少一种前述第二催化剂的结合构成的组的第二催化剂，并且其中第一催化剂与第二催化剂不同。

6.权利要求1-5任何之一的设备，另外包托位于外壳(22)中及第二转化-除去部分(32)下游的第三转化-除去分(34)，第三转化-除去部分(34)被设置来接收来自第二转化-除去部分(32)的物流，其中第三转化-除去部分(34)包含：

被设置来把物流中CO转化成CO₂的第三催化剂部件(24)；以及

位于第三催化剂部件(24)下游并与其流动连通的第三膜部件(26)，其中第三膜部件(26)被设置来从物流中选择性的除去CO₂并与第三尾气(38，40)流动连通。

7.权利要求1-5任何之一的设备，包括总数3-10个转化-除去部分。

8.权利要求1-7任何之一的设备，其中第一膜部件(26)和/或第二膜部件(26)被另外设置来从物流中除去H₂S。

9.一种从流体物流中除去二氧化碳的方法，包含：

把流体物流中CO转化成CO₂以形成第一CO₂物流；

改变第一CO₂物流中的第一反应平衡以增加CO转化成CO₂的驱动力，其中在没有向第一CO₂物流引入别的反应物的情况下改变了反应平衡；

把在第一CO₂物流中另外的CO转化成CO₂以形成第二CO₂物流；

改变第二CO₂物流中的第二反应平衡以增加CO转化成CO₂的驱动力，其中在没有向第二CO₂物流引入别的反应物的情况下改变了反应平衡；

从第二CO₂物流中除去CO₂以获得H₂物流。

10.权利要求9的方法，另外包含向流体物流引入一定量的水蒸气，其中水蒸气的量低于或等于化学计量量的水蒸气的大约110％。