[发明专利]包含杂质凝固的由生物气料流生产生物甲烷的方法

说明书

由包含甲烷、二氧化碳和选自氨、挥发性有机化合物、水、基于硫的杂质(H₂S)和硅氧烷的至少一种杂质的生物气料流生产生物甲烷的方法，其包含：‑干燥生物气料流的第一步骤，‑通过杂质的凝固和脱除而至少部分脱除干燥生物气料流中包含的所述杂质的第二步骤；和‑分离获自第二步骤的生物气中包含的甲烷和二氧化碳以产生生物甲烷料流和CO₂料流的第三步骤。

本发明涉及由包含甲烷、二氧化碳和选自氨、挥发性有机化合物、水、基于硫的杂质(H₂S)和硅氧烷的至少一种杂质的生物气料流生产生物甲烷的方法。

本发明特别涉及生物气的净化，目的是生产符合注入天然气网络的规格的生物甲烷。

生物气是在有机物的无氧降解(厌气发酵)，也称为甲烷化的过程中产生的气体。这可以是自然降解-因此在沼泽地或在生活垃圾填埋场观察到-但生物气的产生也可来自在被称为甲烷化装置(methanizer)或消化器的专用反应器中的废物甲烷化。

由于其主要成分–甲烷和二氧化碳–生物气是强力温室气体；同时，其也构成在化石燃料日益短缺的背景下值得关注的可再生能量来源。

生物气主要含有甲烷(CH₄)和二氧化碳(CO₂)，比例可随其获得方式而变，但也含有较小比例的水、氮气、硫化氢、氧气和痕量的其它有机化合物。

根据已降解的有机物和根据所用技术，组分的比例不同，尽管平均而言，生物气包括，在干气体基础上，30至75％甲烷、15至60％CO₂、0至15％氮气、0至5％氧气和痕量化合物。

生物气以各种方式投入有利可图的使用。其可在光照处理后在生产现场附近投入有利可图的使用，以供应热、电或两者的混合物(热电联产)；高二氧化碳含量降低其热值，提高压缩和运输的成本并限制由此在附近投入有利可图的使用的经济效益。

净化生物气至更大程度赋予其更广泛的用途；特别地，生物气的充分净化产生已净化到天然气规格并可替代天然气的生物气；由此净化的生物气被称为“生物甲烷”。生物甲烷因此用区域内生产的可再生比例(renewable proportion)补充天然气资源；其可投入与化石来源的天然气完全相同的用途。其可供入天然气网络、车辆加气站(vehiclefilling station)；其也可液化从而以液化天然气(LNG)的形式储存，等等。

有利可图地利用生物甲烷的方式取决于当地情况：当地能源需求、其有利可图地用作生物甲烷燃料的可能性，以及特别地，附近是否有天然气运输或分配网络。通过在给定区域中运营的各种团体(农户、制造商、市政当局)之间建立协同作用，生物甲烷的生产有助于该区域获得更大的能源自主性。

在收集生物气与获得生物甲烷(可压缩或液化的最终产品)之间需要完成许多步骤。

特别地，在旨在分离出二氧化碳以产生纯化甲烷料流的处理之前需要几个步骤。

本发明意在提供改进的生产生物甲烷的方法。

本发明的一个解决方案是一种由包含甲烷、二氧化碳和选自氨、挥发性有机化合物、水、基于硫的杂质(H₂S)和硅氧烷的至少一种杂质的生物气料流生产生物甲烷的方法，其包含：

-干燥生物气料流的第一步骤，

-通过杂质的凝固和脱除而至少部分脱除干燥生物气料流中包含的所述杂质的第二步骤；和

-分离获自第二步骤的生物气中包含的甲烷和二氧化碳以产生生物甲烷料流和CO₂料流的第三步骤。

图1图解这三个步骤。

视情况而定，根据本发明的方法可具有一个或多个下列特征：