[发明专利]通过使用膜技术的合成气生产

权利要求书

1.一种用于在等离子体重整装置或化学重整装置中由烟道气流和天然气流生产合成气的方法，所述方法包括：

提供来自碳燃烧器或烃燃烧器的烟道气流，并且在第一半透膜装置中将所述流分离为主要为CO₂的第一流和主要包含N₂的第二流；

提供包含CH₄和约2％至40％CO₂的天然气流，并且在第二半透膜装置中分离所述流以提供第一进料流和第三流，所述第一进料流的CO₂含量增加并且包含摩尔比为约50/50(如本文中所限定的)的CO₂和CH₄，所述第三流包含至少约90％的甲烷；

将来自所述第三流的第一子流与所述主要为CO₂的第一流共混以产生包含摩尔比为约50/50的CO₂和CH₄的第二进料流；

在热电联产设备中利用空气使来自所述第三流的第二子流燃烧以产生电力；

将来自所述热电联产设备的排气流递送到第三半透膜装置并且分离出主要为CO₂的第二气流；和

将所述主要为CO₂的第二流与所述第三流的第三子流共混以产生包含摩尔比为约50/50的CO₂和CH₄的第三进料流；以及

将由所述第一进料流、第二进料流和第三进料流构成的复合进料流递送到将其转化为合成气的等离子体重整装置或化学重整装置；

由此以环境友好的方法由天然气和烟道气流产生合成气，所述方法被控制为产生运行所述第一膜分离装置、第二膜分离装置和第三膜分离装置以及所述等离子体重整装置或化学重整装置的充足电力。

2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述复合进料流递送到产生合成气流的微波等离子体反应器。

3.根据权利要求2所述的方法，其中将所述合成气流作为原料提供至产生液烃、热和尾气的费-托(F-T)反应器。

4.根据权利要求3所述的方法，其中来自所述F-T反应器的热有助于在所述热电联产设备中产生电力，所述尾气在所述热电联产设备中燃烧或者与所述排气流或所述烟道气流合并以提供额外的二氧化碳。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述第二半透膜装置采用选自聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚酰亚胺、聚芳基醚、聚芳基酮、聚碳酸酯、聚砜和聚乙炔的聚合物膜。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述半透膜是二甲基硅氧烷聚合物。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述第一半透膜装置采用聚合物片材作为其半透膜，并且所述第一流渗透穿过所述膜。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述半透膜包括厚度为约0.1微米至10微米的PDMS片材。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述半透膜是作为具有支撑性多孔聚合物膜的层叠体的聚二甲基硅氧烷片材。