[发明专利]用于将合成气发酵中的尾气再循环为乙醇的方法和设备

权利要求书

1.一种将碳质原料转化为合成气发酵产物的方法，所述方法包括：

(a)在合适的气化条件下，将碳质原料和氧化剂引入至气化器，以产生包含CO、H₂和CO₂的粗合成气料流；

(b)任选地将所述粗合成气料流的至少一部分进料至合成气净化单元，以产生中间合成气料流；

(c)将所述粗合成气料流的至少一部分和/或所述中间合成气料流的至少一部分-如果存在的话-进料至酸性气体去除单元，以去除至少一些所述CO₂并产生经调节的合成气料流；

(d)在合适的发酵条件下和在合适的微生物和营养物质的存在下，将所述经调节的合成气料流的至少一部分进料至发酵器，以将CO、H₂或CO₂中的一种或多种生物转化为合成气发酵产物；

(e)从所述发酵器的出口捕获尾气，其中所述尾气至少包含CO₂和未转化的CO或H₂；

(f)将第一量的所述尾气以R₁所述的量再循环至所述发酵器，所述R₁是所述第一量与所述尾气的体积比，其中R₁选自0至1；以及

(g)将第二量的所述尾气以R₂所述的量再循环至所述酸性气体去除单元，所述R₂是所述第二量与所述尾气的体积比，其中R₂选自0至1，

其中R₁+R₂大于0；并且

其中R₁+R₂不大于1。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述碳质原料包括生物质。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述氧化剂包括空气、氧气和蒸汽中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述气化器是流化床气化器。

5.如权利要求1所述的方法，包括将所述粗合成气料流的至少一部分进料至合成气净化单元，以产生中间合成气料流。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述酸性气体去除单元另外去除至少一些H₂S,如果存在的话。

7.如权利要求1所述的方法，其中先将所述第一量的所述尾气压缩，之后将其再循环至所述发酵器。

8.如权利要求1所述的方法，其中先将所述第二量的所述尾气压缩，之后将其再循环至所述酸性气体去除单元。

9.如权利要求1所述的方法，其中先将所述第一量和所述第二量的所述尾气单独压缩，之后将它们分别再循环至所述发酵器和所述酸性气体去除单元。

10.如权利要求1所述的方法，所述方法包括尾气再循环控制策略，用于对选自由以下项组成的组的一个或多个上游参数作出响应：原料类型、氧化剂分布、合成气生成设计或性能、合成气净化设计或性能，以及酸性气体去除设计或性能。

11.如权利要求1所述的方法，所述方法包括尾气再循环控制策略，用于对选自由以下项组成的组的一个或多个发酵器参数作出响应：温度、压力、停留时间、pH、氧化还原电势、营养物质浓度、细胞存活率和细胞活力。

12.如权利要求1所述的方法，所述方法包括尾气再循环控制策略，用于对选自由以下项组成的组的一个或多个发酵器变量作出响应：CO转化率、H₂转化率、CO₂转化率、乙醇选择性、乙醇生产率、乙醇滴定度和乙酸选择性。

13.如权利要求1所述的方法，所述方法包括尾气再循环控制策略，用于控制进入所述发酵器的所述进料中的CO₂含量。