BR112015010492B1

BR112015010492B1 - Aparelhagem para separação de gases, instalação para produção de biogás, e métodos para seu controle

Info

Publication number: BR112015010492B1
Application number: BR112015010492-4A
Authority: BR
Inventors: Markus Ungerank; Harald Roegl
Original assignee: Evonik Fibres Gmbh
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2013-10-09
Publication date: 2021-10-05
Also published as: IL238397B; US20150336046A1; HRP20191705T1; EP2919888B1; JP2016505354A; KR20150083855A; SI2919888T1; IL238397A0; EP2919888A1; WO2014075850A1; AU2013347150B2; EA032909B1; JP6400017B2; PL2919888T3; US9770687B2; EA201500531A1; ZA201503318B; CA2891492C; PH12015501063A1; MY185177A

Abstract

CONTROLE DE COMPOSIÇÃO DE GÁS DE UM SISTEMA DE SEPARAÇÃO DE GASES TENDO MEMBRANAS. A presente invenção refere-se a um método para o controle de ima instalação de produção de separação de gases, a uma instalação de produção controlada dessa forma e também ao uso da mesma para a separação de misturas de gases, especialmente no processamento de biogás ou gás natural ou gás de síntese.

Description

[0001] A presente invenção se refere a um método para o controle de uma instalação de produção para a separação de gases, a uma instalação de produção controlada dessa forma e também ao uso da mesma para a separação de misturas de gases, especialmente no processamento do biogás ou do gás natural.

[0002] As membranas são conhecidas por tornar relativamente fácil a separação de gases a partir de cada um do outro em um processo acionado por pressão. Embora os gases sejam por certo separados em um custo baixo, a pureza dos produtos obtidos de modo usual também é baixa.

[0003] Especialmente quando ambos os componentes de uma mistura binária de gases são para serem isolados em uma forma verdadeiramente pura, maiores gastos tem que ser devotados à organização técnica das membranas e ao controle do processo do que no caso de um simples dispositivo interconectado de uma única etapa no qual, por exemplo, somente o componente de reatentado tem que ser obtido em uma determinada pureza, enquanto que o permeado pode ser descartado (como com a produção de nitrogênio a partir do ar, por exemplo). Esse aumento em custos é necessário, por exemplo, com a separação do dióxido de carbono e do gás metano (como por exemplo, no gás natural ou no biogás), na qual o metano como um material de valor é suposto de idealmente ser finalizado no produto gás com a finalidade de que o máximo de valor adicionado possa dessa forma ser alcançado, é suposto de finalizar no efluente gasoso em uma concentração muito baixa, se tal, uma vez que o metano é um gás de estufa e não é suposto de ser passado para dentro da atmosfera. Existe um cenário similar com a separação do gás de síntese em monóxido de carbono e hidrogênio.

[0004] Uma diferença de pressão de cada componente entre o lado do retido e o lado do permeado da membrana é a força que aciona a separação em uma separação clássica de uma mistura binária de gases com uma membrana. Para um determinado nível de pressão no lado do retido uma determinada quantidade da mistura de gases pode ser impulsionada através da membrana com a finalidade de ser obtida uma determinada concentração do componente mais vagaroso no gás do retido. Se, em seguida a composição do gás de alimentação for mudada, as composições do gás do retido e do gás do permeado também irá mudar. O sistema é submetido à mesma mudança quando a taxa do gás de alimentação é mudada, Normalmente, as mudanças na concentração no gás do retido e/ou no gás do permeado são consideradas como a variável controlada e por esse motivo, tanto a taxa do gás de alimentação ou a pressão do retido são ajustadas de tal forma que a concentração desejada no permeado e/ou no retido é estabelecida. Os exemplos de tais regimes de controle são encontrados, por exemplo, nas EP 1 324 815, US 4,806,132 e US 5,281,253.

[0005] Como mencionado, os produtos finais bastante puros são quase sempre isolados com a utilização de dispositivos de etapas múltiplas de membranas interconectadas. Os exemplos dos mesmos são encontrados no WO 2012/000727 e nas US 6,565,626 e US 6,168,649.

[0006] As concentrações das correntes de produto em um dispositivo interconectado de uma unida etapa ou de etapa de retido de duas etapas ou de três etapas não pode ser ajustado sem que influencie as duas concentrações na relação de uma com a outra. A mudança, por exemplo, da pressão do retido na corrente de produto do retido (= pressão principal ou de operação do sistema), a composição do permeado também muda como a da composição do retido. A mesma lógica se aplica a mudança na velocidade do gás de alimentação.

[0007] O uso de um arranjo de três etapas interconectadas como descrito no WO 2012/000727 A1 separa uma mistura de gás metano de CO2 de tal forma que o gás metano é obtido em um rendimento acima de 99% enquanto as purezas dos gases retidos e dos gases permeados excedem distintamente 97%. Este processo separa dessa forma uma mistura de gases de dois ou mais componentes em um arranjo de três etapas interconectadas de tal modo que dois componentes podem ser isolados, em uma forma relativamente pura quando a mistura de gases for uma mistura binária. Se, no entanto, m durante este processo a composição do gás em bruto muda ou de uma quantidade maior ou menos do gás em bruto é para ser processada, a composição do gás retido e do gás permeado irá mudar de forma considerável em cada caso, o que não é desejável A conexão de uma tal instalação de produção de separação de gases a uma instalação de produção de biogás, por exemplo, é por consequência problemática. Isso é devido a que as mudanças na corrente de alimentação são buscadas para ser corrigidas através de uma mudança na pressão principal (= pressão de operação ou a pressão na corrente do produto retido, ou a pressão no produto do gás retido), o fluxo do volume do gás retido também irá mudar. Isso não é desejável em muitos casos, uma vez que o gás nesses casos é alimentado em uma linha de transporte e esta ultima exige um mínimo de pressão e quase sempre um volume mínimo e/ou máximo. Por consequência, algumas propostas da técnica precedente, por exemplo, na EP 1 324 815, para a instalação de produção de mais um compressor na corrente do produto para regular a pressão com relação à linha de transporte. Isso é desvantajoso com relação à energia e ao custo e inconveniente em termos de tecnologia de controle e por esse motivo não é atrativo comercialmente. Além disso, como explicado acima, um arranjo de três etapas interconectado não pode ser usado para influenciar a qualidade do gás permeado independentemente da qualidade do retido através do ajuste da pressão principal.

[0008] Por consequência, continua a haver uma grande necessidade com relação a instalações para a separação de mistura de gases e/ou controle das mesmas que podem ser conectadas a uma fonte de gás que tenha uma composição variável dos gases, pressões e velocidades e que possa entregar dois ou mais produtos em alta pureza de forma simultânea, em uma qualidade consistente e em uma pressão do produto de gás consistente.

[0009] É um objetivo da presente invenção o de prover um método para o controle de uma instalação de produção de separação de gases e uma instalação de produção de separação de gases controlada dessa forma em que as desvantagens dos métodos e das instalações da técnica precedente respectivamente estejam ausentes ou muito reduzidas.

[00010] É um objetivo específico o de prover um método e uma instalação de produção que seja capaz de suprir dois ou mais produtos em alta pureza de forma simultânea. É um objetivo bastante específico o de prover um método e uma instalação de produção que sejam cada um capaz de suprir dois ou mais produtos em alta pureza de forma simultânea, mesmo se a composição de gás em bruto e/ou a pressão e/ou o volume variem. Essa instalação de produção ou este método deve de forma mais específica facilitar o suprimento de qualidades consistentes, isto é, dentro de faixas estreitas de variação, de preferência em operação contínua.

[00011] O método/instalação de produção da presente invenção devem ser especificamente flexíveis em um objetivo especifico e as qualidades do material retido e do permeado devem ser controláveis independentemente um do outro. Em um objetivo bastante especifico, deve ser possível que a capacidade da instalação de produção para ser ajustada, por exemplo, conformada às mudanças no fluxo de gás em bruto, sem que tenha de liberar ou fechar áreas de membrana, e/ou modular a pressão principal (pressão da corrente do produto de gás retido) para ser obtidas correntes de produtos de gás as quais, sem uma outra compressão adicional, sejam uteis como uma, de preferência, alimentação para uma linha de transporte de gás continua.

[00012] O sistema de controle da presente invenção deve ser de preferência simples e que posa ser opcionalmente integrado em instalações existentes.

[00013] Outros objetivos não referidos para serem explicitados se tornarão aparentes a partir do contexto total da presente descrição, exemplos, reivindicações e desenhos.

[00014] Os objetivos da presente invenção são alcançados através de uma aparelhagem de acordo com as reivindicações 1 e 17 e através de um método de acordo com a reivindicação 9, respectivamente.

[00015] O método da presente invenção e a aparelhagem da presente invenção são caracterizados em que eles dizem respeito a um arranjo de membranas interconectadas que compreende pelo menos uma etapa de separação da corrente de alimentação 1, uma etapa de separação do material retido 2 e uma etapa de separação do material permeado 3 em que a segunda corrente do material permeado (9a + 9b) da etapa de separação do material retido 2 e a terceira corrente do material retido (10a + 10b) da etapa de separação do material permeado 3 são reciclados e misturados com a corrente de gás em bruto. Através do controle das velocidades de fluxo das duas correntes (9a) e (10a) e por esse motivo a pressão do material permeado na etapa de separação do material retido 2 e/ou a pressão do material retido da etapa de separação do material permeado 3, os inventores tiveram sucesso surpreendente em alcançar os objetivos declarados.

[00016] Por meio disso os inventores tiveram êxito na provisão de um método e uma instalação de produção (fábrica) em cada um dos quais as purezas e os rendimentos das correntes de produto da etapa de separação do material retido 2 e na etapa de separação do material permeado 3 podem ser controlados independentemente um do outro. Os rendimentos muito altos acoplados com purezas muito boas podem ser obtidos mesmo no caso de flutuações, na corrente de gás em bruto.

[00017] O método da presente invenção ainda torna possível a manutenção constante da pressão principal (pressão do material retido na etapa de separação do material retido 2), de tal forma que a instalação de produção da presente invenção pode ser ligada a uma linha de transporte de gás sem dispositivos adicionais de compressão.

[00018] A instalação de produção da presente invenção é especificamente útil para o processamento de correntes de gás em bruto a partir de fabricas de biogás. Em instalações deste tipo, a quantidade de gás em bruto gerada e a composição do gás em bruto mudam muito quase sempre. As flutuações são compensadas com facilidade através do controle provido pela presente invenção.

[00019] O controle provido pela presente invenção é simples e pode ser integrado em instalações de separação de gases existentes.

[00020] O método da presente invenção também é flexível devido a que dois ou mais tipos diferentes de sensores podem ser usados de forma isolada ou em conjunto. As composições das correntes podem ser usadas paro controle das pressões nas etapas de separação 21 e 3, bem como as velocidades de fluxo das correntes supridas para essas etapas de separação. Notavelmente com a utilização de sensores de velocidade de fluxo, um método econômico, rápido, preciso e simples é tornado disponível depois da calibração.

[00021] Em consequência, a presente invenção proporciona aparelhagens de acordo com as reivindicações 1 e 17 e um método de acordo com a reivindicação 9. As modalidades de preferência estão protegidas nas reivindicações dependentes.

[00022] A presente invenção será descrita em maior detalhe mais abaixo aqui, neste pedido de patente. Primeiro alguns termos e expressões importantes serão definidos.

[00023] A proporção de permeabilidade dos gases individuais determina a seletividade da membrana com relação à separação de dois gases e dessa forma indica quão eficiente a membrana seja capaz da separação de uma mistura de gases com relação aos dois componentes. O termo material permeado se aplica a toda a corrente gerada no lado de baixa pressão da membrana, dos módulos de membranas ou da etapa de separação por membrana.

[00024] Gás permeado se refere ao componente ou componentes que a membrana, o módulo de membranas ou a etapa de separação por membrana cada uma, se enriquece na corrente de permeado, quando comparado com a respectiva corrente de entrada.

[00025] Material retido se refere a corrente total gerada no lado de pressão elevada da membrana, dos módulos de membrana, ou na etapa de separação por membrana e que não passa através da membrana.

[00026] Gás retido se refere ao componente ou aos componentes que a membrana, o módulo de membranas ou a etapa de separação por membrana cada uma, se enriquece na corrente de material retido, quando comparado com a respectiva corrente de entrada.

[00027] Gás em bruto/mistura de gás em bruto/corrente de gás em bruto 17 se refere a uma mistura de gases de dois ou mais gases e a uma corrente dessa mistura de gases, que estão, cada um para serem separados com a utilização do método da presente invenção e/ou na aparelhagem da presente invenção.

[00028] Corrente de alimentação 5 se refere a uma corrente de gás suprida para a corrente de alimentação suprida para a etapa de separação 1. Esta corrente pode corresponder a corrente de gás em bruto 17 respectivamente para a corrente de gás em bruto comprimida através de um compressor, no inicio do método. Depois da reciclagem da segunda corrente de permeado (9b) e da terceira corrente de material retido (10b), a corrente de alimentação 5 é composta pelos gases da corrente de gás em bruto 17, da corrente do segundo permeado (9b) respectivamente da corrente do terceiro material retido (10b). A corrente de alimentação 5 pode ser obtida através das correntes (9b) e (10b) sendo misturadas tanto ambas com a corrente de gás em bruto não comprimida 17 ou ambas com a corrente de gás em bruto comprimida ou uma com a corrente de gás em bruto não comprimida e a outra com a corrente de gás em bruto comprimida, ou através das correntes (9b) e (10b) sendo misturadas com a corrente de gás em bruto 17 no compressor. As combinações das versões descritas acima também fazem parte do assunto da presente invenção.

[00029] Etapa de separação da corrente de alimentação 1 se refere a uma etapa de separação por membrana para a separação da corrente de alimentação 5 em uma primeira corrente de permeado e uma primeira corrente de material retido 6 e (7), respectivamente.

[00030] A etapa de separação do material retido 2 se refere a uma etapa de separação por membrana (que pode ser idêntica ou diferente em construção com relação a etapa de separação da corrente de alimentação 1) para a separação da primeira corrente de material retido 7 em uma segunda corrente de permeado e uma segunda corrente de material retido (9a + 9b) e 8, respectivamente

[00031] Etapa de separação do permeado 3 se refere a uma etapa de separação por membrana (a construção da qual pode ser idêntica ou diferente a partir daquela da etapa de separação da corrente de alimentação 1 e/ou da etapa de separação do material retido 2) para a separação da primeira corrente do permeado 6 em uma terceira corrente de permeado e em uma terceira corrente de material retido 11 e (10a + 10b) respectivamente.

[00032] As modalidades de preferência e específicas descritas abaixo aqui, neste pedido de patente e também os desenhos de preferência e especificamente adequados, e também os desenhos e as descrições dos desenhos serão usados em seguida para prover uma elucidação meramente ilustrativa da invenção; isto é, a invenção não está limitada a essas modalidades e usos a titulo de exemplo, ou as combinações específicas de características dentro das modalidades individuais a titulo de exemplo.

[00033] As características individuais indicadas e /ou mostradas em conexão com modalidades de exemplo concretas são estão restritas a essas modalidades de exemplo ou com relação à combinação com outras características dessas modalidades de exemplo, porém podem ser combinadas quanto tecnicamente possíveis com quaisquer outras versões mesmo embora essas versões não estejam discutidas separadamente no presente documento.

[00034] Sinais de referência idênticos nas figuras individuais e ilustrações dos desenhos indicam componentes idênticos ou similares ou componentes que agem de uma maneira idêntica ou similar. As representações nos desenhos também ilustram aquelas características sem sinais de referência, sem levar em conta se essas características foram descritas em seguida ou não. Por outro lado, as características que estão incluídas na presente descrição , porém não estão visíveis ou mostradas nos desenhos também são aparentes com facilidade para as pessoas versadas na técnica.

[00035] A presente invenção se refere a uma aparelhagem para a separação de gases, que compreende como etapas de separação por membrana pelo menos uma etapa de separação de uma corrente de alimentação 1, uma etapa de separação de material retido 2 e uma etapa de separação de permeado 3 e também, pelo menos um compressor 4 e/ou pelo menos um, de preferência uma ou duas bombas á vácuo , na qual a referida etapa de separação da corrente de alimentação 1 separa uma corrente de alimentação 5 que consiste de dois ou mais componentes, em uma primeira corrente de permeado 6 e uma primeira corrente de material retido 7, a referida etapa de separação do material retido 2 divide a referida primeira corrente de material retido 7 em uma segunda corrente de permeado (9a + 9b), em que (9a) caracteriza a parte da corrente é montante do referido dispositivo de controle 18 e à jusante da referida etapa de separação do retentado 2, e (9b) caracteriza a parte da corrente à jusante do referido dispositivo de controle 18 e a referida parte da corrente (9b) é suprida para a referida corrente de alimentação 5, e uma segunda corrente de retentado 8 que é removida como o produto ou para processamento posterior, a referida etapa de separação do permeado 3 divide a referida primeira corrente de permeado 6 em uma terceira corrente de retentado (10 a + 10b), na qual (10a) caracteriza a parte da corrente á montante do referido dispositivo de controle 19 e à jusante da referida etapa de separação do permeado 3 e (10b) caracteriza a parte da corrente à jusante do referido dispositivo de controle 19, e a referida parte da corrente (10b) é suprida para a referida corrente de alimentação 5 e uma terceira corrente de permeado 11 que é removida como o produto ou para processamento posterior, ou descartada.

[00036] A aparelhagem da presente invenção é caracterizada em que - a referida segunda corrente do permeado (9a + 9b) compreende pelo menos um dispositivo de controle do permeado 18 com o qual a pressão do permeado da referida etapa de separação do material retido 2 pode ser elevada ou abaixada e que é controlado com base nos valores medidos a partir de um ou mais dispositivos de medição 20a na referida primeira corrente de permeado 7 e/ou um ou mais dispositivos de medição 20b na referida segunda corrente de permeado 8, e/ou - a referida terceira corrente de material retido (10a + 10b) compreende pelo menos um dispositivo de controle do material retido 19 com o qual a pressão do material retido da referida etapa de separação do permeado 3 pode ser elevada ou abaixada e que é controlada com base de valores medidos a partir de um ou mais dispositivos de medição 21 na primeira corrente de permeado 6 e/ou um ou mais dispositivos de medição 21b na referida terceira corrente de permeado 11.

[00037] O método/aparelhagem da presente invenção é notável por ter sido configurado de tal forma que mesmo com composições ou quantidades ou pressões variáveis da corrente de gás em bruto 17 que é suprida para a corrente de alimentação 5 junto com a segunda corrente de permeado (9b) e a terceira corrente de material retido (10b), o controle provido através da presente invenção é capaz de assegurar um rendimento e uma qualidade consistentes com relação aos dois produtos das correntes de gás 8 e 11. Deve ser enfatizado de modo específico que as purezas das correntes dos produtos de gás 8 e 11 podem ser controladas de forma independente uma da outra; isto é, o controle sobre a pureza d o rendimento das duas correntes de produto foi desacoplado com sucesso - em contraste aos métodos da técnica precedente. Os dispositivos de controle 18 e 19 usados de acordo com a presente invenção, que estão dispostos nas correntes de retorno (9a + 9b) e (10a + 10b) são responsáveis por isso.

[00038] "Dispositivos de controle" no contexto da presente invenção são para serem entendidos como significando dispositivos, componentes estruturais, instalações ou parte de instalações que tornem possíveis a elevação ou o abaixamento da pressão nas correntes de retorno (9a) e (10a). Uma relação não completa de dispositivos de controle possíveis inclui: válvulas de abaixamento de pressão ou de elevação de pressão, dispositivos de despressurização de gás, bombas de vácuo, insufladores, dispositivos de compressão, especialmente compressores.

[00039] Os dispositivos de controle 18 e 19 são regulados com valores medidos determinados através de dispositivos de medição 20a, 20b, (21a) e 21b.

[00040] Em uma primeira modalidade da presente invenção, os dispositivos de medição 20b e 21b determinam os parâmetros das correntes de produto 8 e 11 tal como, por exemplo, o conteúdo de um ou mais componentes nas correntes de gás. Os parâmetros das correntes de produto de gás 8 e 11 podem ser determinados com os dispositivos de medição 20b e 21b online ou offline, dependendo dos meios de medição usados. Uma medição online é de preferência devido a que a regulação pode ser mais rápida como um resultado. Uma pessoa versada na técnica conhece dispositivos de medição adequados. No entanto e de preferência, eles são dispositivos de medição de gases capazes de medir a composição das correntes de gás com relação a um ou mais componentes, especialmente dispositivos de medição em linha que medem diretamente na corrente de gás (através de absorção infravermelha ou velocidade sônica, densidade, Coreolis, por exemplo) e dispositivos de medição externos de acordo com os mesmos princípios de medição, que tiram uma amostra a partir da corrente e medem a mesma tanto de forma continua como de forma não contínua. Esses dispositivos tem a vantagem de que a composição pode ser determinada de forma muito rápida e está imediatamente disponível como uma variável de entrada no sistema de controle.

[00041] No caso de uma variação na composição do gás em bruto ou alguma mudança na quantidade ou na pressão da corrente de gás em bruto 17 e/ou na corrente de alimentação 5, as propriedades, por exemplo, a composição, das correntes de produto 8 e 11 poderão mudar na ausência de qualquer contra controle. Os dispositivos de medição 20b e 21b registram essas mudanças e iniciam uma medida de contra controle através dos dispositivos de controle 18 e 19, de tal forma que a instalação de produção da presente invenção possa ser controlada de tal modo que as propriedades, especialmente as composições, das correntes de produtos de gás 8 e 11 sejam levadas de volta em uma faixa/ corredor predeterminado. A instalação de produção da presente invenção permite o controle simultâneo das duas correntes de produto de gás 8 e 11, ou também mantendo somente uma das duas correntes no corredor predeterminado.

[00042] Nesta primeira modalidade de preferência da presente invenção, por esse motivo, a presente invenção proporciona métodos nos quais a instalação de produção da presente invenção é controlada de acordo com uma ou mais das alternativas que se seguem: i. A concentração de um componente B menos facilmente permeável (opcionalmente também determinada através de um parâmetro que se correlaciona com o mesmo) da referida segunda corrente de material retido 8 cai abaixo de um valor de ponto de ajuste predeterminado, a pressão da referida segunda corrente de permeado (9a) é dessa forma abaixada através do referido dispositivo de controle do permeado 18 até que o referido parâmetro, especificamente a concentração desejada, esteja de volta à faixa do ponto de ajuste. ii. A concentração de um componente B menos facilmente permeável (opcionalmente também determinado através de um parâmetro que se correlaciona com o mesmo) da referida segunda corrente de material retido 8 se eleva acima de um valor de ponto de ajuste predeterminado, a pressão da referida segunda corrente do permeado (9a) é desse modo elevada através do dispositivo de controle do referido permeado 18 até que o referido parâmetro, especificamente a concentração desejada esteja de volta para a faixa do ponto de ajuste. iii. A concentração de um componente B menos facilmente permeável (opcionalmente também determinado através de um parâmetro que se correlaciona com o mesmo) da referida terceira corrente do permeado 11 cai abaixo de um valor de ponto de ajuste predeterminado, a pressão da referida terceira corrente do material retido (10a) é sesse modo elevada através do referido dispositivo de controle do material retido 19 até que o referido parâmetro, de preferência a concentração desejada, esteja de volta á faixa do ponto de ajuste. iv. A concentração de um componente B menos facilmente permeável (opcionalmente também determinado através de um parâmetro que se correlaciona com o mesmo) da referida terceira corrente do permeado 11 se eleva acima de um valor de ponto de ajuste predeterminado, a pressão da referida terceira corrente do permeado (10a) é desse modo abaixada através do dispositivo de controle do referido permeado 19 até que o referido parâmetro, especificamente a concentração desejada esteja de volta para a faixa do ponto de ajuste.

[00043] Em uma segunda modalidade de preferência, a aparelhagem de acordo com a presente invenção compreende dispositivos de medição 20a e 21a. Os dispositivos de medição 20a e 21a determinam os parâmetros da primeira corrente de material retido 7 e da primeira corrente do permeado 6, respectivamente, tal como o volume do fluxo, por exemplo. Nesta modalidade, não são, por consequência, as propriedades das correntes de produto 8 e 11 que são analisadas, porém as propriedades das correntes de gás supridas para a segunda/terceira etapa de separação por membrana.

[00044] Na eventualidade de uma flutuação na composição ou uma mudança na quantidade ou na pressão da corrente de gás em bruto 17 ou da corrente de alimentação 5, isso, sem ter qualquer contra controle, tem um efeito sobre as propriedades, por exemplo, a composição ou as quantidades e pressões, da primeira corrente de permeado 6 e da primeira corrente de material retido 7 respectivamente. Os dispositivos de medição 20a e 21a registram essas mudanças.

[00045] A calibração da instalação de produção torna possível correlacionar essas propriedades da primeira corrente de permeado 6 com a terceira corrente de permeado 11 (segunda corrente de produto) e aquelas da primeira corrente de material retido 7 com aquelas da segunda corrente de material retido 8 (primeira corrente de produto). Por esse motivo, os dispositivos de medição 20a e 21a também podem ser usados para o controle das propriedades, especialmente a composição e o rendimento, das duas correntes de produto 8 e 11. Isso é de novo conseguido com a utilização dos dispositivos de controle 18 e 19. O controle sobre as composições das correntes de produto de gás 8 e 11 também é desacoplado nesta modalidade e eles podem cada um ser regulados de forma independente um do outro. As propriedades da segunda corrente de material retido 8 (primeira corrente de produto) e da terceira corrente de permeado 11 (segunda corrente de produto) são para serem entendidas neste caso como significando os parâmetros que podem ser medidos sobre a corrente específica e qual a instalação de produção da presente invenção é para ser mantida dentro de uma determinada faixa ou manobra em uma determinada faixa. É de preferência específica com relação à composição e/ou a pressão e/ou a velocidade/volume de fluxo das correntes de produto específicas a serem consideradas, uma vez que esses parâmetros têm que estar dentro de determinados limites para a alimentação do gás produto para dentro de um gasoduto. Essas propriedades/parâmetros também são referidas aqui neste pedido de patente como as propriedades correlacionadas com o volume de fluxo específico da primeira corrente de material retido 7 ou da primeira corrente de permeado 6.

[00046] Como explicado, em primeiro lugar tem que ser feita uma calibração de liga/desliga da instalação de produção nesta modalidade da presente invenção. No entanto, esse custo inicial e inconveniência extra são mais compensados pelo fato de que, depois da calibração, uma simples medição da velocidade de fluxo das correntes 6 e 7 pode ser feita, por exemplo, que é mais rápida e mais barata do que, por exemplo, monitorar de forma continua a composição das correntes de produto de gás 8 e 11.

[00047] Os princípios básicos da calibração serão em seguida explicados com a utilização de uma instalação de produção de biogás com um arranjo de três etapas interconectadas da presente invenção como um exemplo. A aparelhagem da presente invenção pode ser calibrada da maneira que se segue:

[00048] Primeiro as concentrações no ponto de ajuste são eleitas com relação ao componente B com menor facilidade de permeação na terceira corrente de permeado 11 e na segunda corrente de material retido 8. Em seguida, a composição, por exemplo, da corrente de gás em bruto 17 é variada e os dispositivos de medição 20a e 21a são usados para a determinação das mudanças nos parâmetros objetivados, a calibração do volume de fluxo neste exemplo, da primeira corrente de material retido 7 e da primeira corrente do permeado 8. Ao mesmo tempo, os dispositivos de medição 20b e 21b através dos sensores de gás, por exemplo, são usados para a determinação das mudanças nas composições da terceira corrente de permeado 11 e da segunda corrente de material retido 8. Além disso, a pressão do permeado na etapa de separação do material retido 2 e a pressão do material retido na etapa de separação do permeado 3 são medidos. Com a utilização dos dispositivos de controle 18 e 19 o referido permeado e, respectivamente as pressões do material retido podem ser ajustadas até que a concentração do ponto de ajuste do componente B na terceira corrente do permeado 11 e na segunda corrente do material retido 8 seja restaurada. Em seguida é possível plotar os fluxos de volume medidos da primeira corrente de material retido 7 contra a pressão do permeado da etapa de separação do material retido 2 e os fluxos de volume da primeira corrente de permeado 6 contra a pressão do material retido da etapa de separação do permeado 3. A Figura 2 mostra a titulo de exemplo, como a pressão no permeado da etapa de separação do material retido 2 tem que ser ajustada para ser mantida uma concentração consistente com relação ao componente B com menos facilidade de permeação na corrente do material retido 8. Tem que ser mencionado que a composição do gás da corrente de gás em bruto neste contexto ocasiona uma translocação paralela das curvas. Isso também é aparente na Figura 2, onde a trajetória da curva da pressão necessária do permeado da etapa de separação do material retido 2 como uma função do fluxo de volume da primeira corrente do material retido 7, é indicada com relação a três composições diferentes do gás em bruto (45, 55 e 65% do componente B). Como pode ser observado, o resultado é uma curva distinta separada para cada uma das composições do gás em bruto.

[00049] Quando o objetivo da separação é meramente para assegurar uma quantidade mínima para o componente B com menos facilidade de permeação na segunda corrente de material retido 8, o método da presente invenção pode ser simplificado através d abstenção da determinação de varias curvas com relação as concentrações diferentes do pior permeado do gás em bruto e somente utilizando a curva de operação com a concentração mais alta do componente A com melhor facilidade de permeação. Alternativamente, somente a curva de operação coma concentração mais baixa do componente B com menos facilidade de permeação pode ser usada. Quando a concentração do componente B com menos facilidade de permeação no gás em bruto aumenta, pode ser realmente necessário o aumento da pressão na etapa de permeado 2 com a finalidade de que a concentração do componente B com menos facilidade de permeação no material retido do gás na etapa 2 pode ser mantida constante. Quando a pressão não é ajustada, a concentração do componente B no material retido da etapa 2 se eleva, porém vais ficar sempre acima do ponto de ajuste mínimo definido quando é usada a linha de calibração com a concentração mais baixa do componente B no gás em bruto.

[00050] Embora duas ou mais curvas em composições de gás diferentes resultem no caso da corrente de material retido 8, os dados com relação a pressão do material retido da etapa de separação do permeado 3 versus o fluxo de volume da primeira corrente de permeado 6 pode ser sobre uma curva (ver a Figura 3 como um exemplo).

[00051] Através da utilização das funções matemáticas derivadas a partir das curvas obtidas, então é possível - somente através da medição do volume de fluxo com a utilização dos dispositivos de medição 20a e/ou 21a - assegurar um controle rápido da instalação de produção mesmo sem a medição mais cara e inconveniente das concentrações nas correntes de produto coma utilização dos dispositivos de medição 20b e 21b, mesmo quando a composição do gás em bruto muda ou mesmo quando mais gás é para ser processado.

[00052] No caso de quantidades variáveis de gás em bruto é vantajoso com relação aos dispositivos de controle (dispositivos controladores) do compressor receber um sinal a partir de um medidor de níveis de enchimento na instalação de produção de biogás (como por exemplo, bolsa de gás ou pressão no fermentador) ou a partir de um sensor na corrente de gás em bruto 17. O compressor pode em seguida também ser controlado de tal forma que o nível do ponto de ajuste do biogás em bruto é preservado. A instalação de produção em seguida se autoregula de acordo com o mecanismo de regulagem descrito acima. Os detalhes com relação a essa modalidade de preferência são encontrados abaixo aqui, neste pedido de patente.

[00053] Os medidores de velocidade de fluxo (peso ou volume) são de preferência para serem usados como os dispositivos de medição 20a e/ou 21a. Os parâmetros podem ser determinados através dos dispositivos de medição 20a e 21a online ou offline. Uma medição online é a de preferência. Uma pessoa versada na técnica conhece os dispositivos de medição adequados.

[00054] Em consequência, a invenção nesta modalidade proporciona métodos nos quais a instalação de produção da presente invenção é controlada de preferência de acordo com uma ou mais das alternativas que se seguem: v. O fluxo de volume da referida primeira corrente de material retido 7 (opcionalmente também determinado através de um parâmetro correlacionado com o mesmo) se eleva acima de um valor de ponto de ajuste predeterminado, a pressão da referida segunda corrente de permeado 9a é dessa forma abaixada através do referido dispositivo de controle do permeado 18 até que a pressão necessária seja alcançada de acordo com a curva de calibração e dessa forma a propriedade desejada da segunda corrente do material retido 8, de preferência a composição da referida segunda corrente do material retido 8, esteja de volta na faixa do ponto de ajuste. vi. O fluxo de volume da referida primeira corrente de material retido 7 (opcionalmente também determinado através de um parâmetro correlacionado com o mesmo) cai para abaixo de um valor de ponto de ajuste predeterminado, a pressão da referida segunda corrente de permeado 9a é por esse motivo aumentada através do referido dispositivo de controle do permeado 18 até que a pressão necessária seja alcançada com base na curva de calibração e dessa forma a propriedade desejada da referida segunda corrente de material retido 8, de preferência a composição da referida segunda corrente do material retido 8 é levado de volta para a faixa do ponto de ajuste. vii. O fluxo de volume da referida primeira corrente de permeado 6 (opcionalmente também determinado através de um parâmetro correlacionado com o mesmo) se eleva para acima de um valor de ponto de ajuste predeterminado, a pressão da referida terceira corrente de material retido 10a é por esse motivo elevada através do referido dispositivo de controle do material retido 19 até que a pressão necessária seja alcançada com base na curva de calibração e dessa forma a propriedade desejada da referida terceira corrente do permeado 11, de preferência a composição da referida terceira corrente do permeado 11 seja levada de volta para a faixa do ponto de ajuste. viii. O fluxo de volume da referida primeira corrente de permeado 6 (opcionalmente também determinado através de um parâmetro correlacionado com o mesmo) cai para abaixo de um valor de ponto de ajuste predeterminado, a pressão da referida terceira corrente do material retido 10a é dessa forma abaixada através do referido dispositivo de controle do material retido 19 até que a pressão necessária seja alcançada com base na curva de calibração e dessa forma a propriedade desejada da referida terceira corrente do permeado 11, de preferência a composição da referida terceira corrente do permeado 11 seja levada de volta para a faixa do ponto de ajuste.

[00055] Uma vantagem imensa da instalação de produção de acordo com a presente invenção e do método de acordo com a presente invenção reside na capacidade extremamente flexível da instalação de produção, isto é, na capacidade para variar a produção da instalação de produção e para conformar a mesma com a procura pelo produto de gás. Isso como mencionado, pode ser feito sem a liberação ou o fechamento das áreas de membrana. Em uma modalidade de preferência da presente invenção, o desempenho da instalação de produção da presente invenção e aumentada ou abaixada através da mudança do rendimento do volume do referido compressor 4, e uma mudança resultante na concentração do referido componente B de menos facilidade de permeação na referida segunda corrente de material retido 8 é contra atacada através dos métodos alternativos de i/ii e/ou uma mudança resultante na concentração do referido componente B de menos facilidade de permeação na terceira corrente do permeado 11 é contra atacada através dos métodos alternativos iii/iv e/ou uma mudança resultante na velocidade de fluxo da referida primeira corrente de material retido 7 é contra atacada de acordo com os métodos alternativos v/vi e/ou uma mudança resultante na velocidade de fluxo da referida primeira corrente de permeado 6 é contra atacada de acordo com os métodos alternativos vii/viii.

[00056] Os métodos de i até viii acima descritos podem ser combinados um com o outro e/ou formas híbridas podem ser usadas. Os dispositivos de medição 20a, 20b, 21a ou 21b se referem a dispositivos de medição individuais, máquina, etc., porém também a combinações ou conjuntos de dois ou mais dispositivos conectados, máquinas, etc.. Os dispositivos de medição 20a, 20b, 21a ou 21b podem ser combinados um com o outro de um modo flexível nas diversas alternativas do método. Por exemplo, um dispositivo de medição 20a pode ser usado em conjunto com um dispositivo de medição 20b para a regulagem dos dispositivos de controle do permeado 18. Neste caso, poderia haver um sistema de medição de backup por mio do qual os sistemas de medição possam ser checados e contra checados um contra o outro. Dessa forma, é possível averiguar, por exemplo, se um dispositivo de medição tenha falhado. As modalidades correspondentes da presente invenção podem ser encontradas com facilidade a partir da descrição e dos exemplos da presente invenção por uma pessoa versada na técnica e também estão englobadas pela invenção.

[00057] Dependendo dos dispositivos de medição e/ou de controle usados e também do número dos mesmos, pode ser vantajoso pelo menos um dispositivo de processamento de dados (não mostrado nas Figuras), de preferência pelo menos um computador, para ser conectado entre os dispositivos de medição e de controle. Isso proporciona um controle central fácil sobre os aparelhos e método da presente invenção e uma maneira de registrar e coordenar as varias etapas de valores e de regulação medidas. As soluções técnicas correspondentes estão comercialmente disponíveis e/ou são conhecidas daquelas pessoas versadas na técnica e são co- englobadas pelo escopo da presente invenção.

[00058] É de preferência específica que os medidores de fluxo sejam usados como dispositivos de medição 20a ou 21a, na referida primeira corrente de material retido 7 e/ou na referida primeira corrente de permeado 7 no método da apresente invenção.

[00059] É da mesma forma de preferência específica o uso de um dispositivo de medição online ou offline 20b e/ou 21b na referida segunda corrente do material retido 8 e na referida terceira corrente do permeado 11 para a determinação da composição da mistura específica do gás.

[00060] Além das correntes 9a + 9b e 10a + 10b que são controladas através dos dispositivos de controle 18 e 19 como descrito acima, a presente invenção também engloba modalidades nas quais ainda outros controles de circuito de aberto/ fechado são incorporados à aparelhagem e métodos.

[00061] Em uma outra modalidade de preferência, a aparelhagem da presente invenção compreende um dispositivo de controle 24 (não mostrado nas Figuras) para a regulação do desempenho do compressor 4, de preferência a velocidade de rotação do mesmo e dessa forma o rendimento de volume do mesmo. Um transformador de frequência seria um exemplo do mesmo.

[00062] O dispositivo de controle é usado de preferência para o ajuste do desempenho do compressor com relação à quantidade de gás em bruto (a produção de biogás em um fermentador, por exemplo) para ser separada ou a quantidade do gás produto (como por exemplo, a corrente de metano na corrente de material retido 8) a ser produzido. A mudança na quantidade da produção do gás em bruto (como por exemplo, o biogás em bruto a partir de uma instalação de produção de biogás) pode ser lida, por exemplo, em um indicador dos níveis de enchimento com relação a um armazenamento intermediário do gás em bruto ou com relação à pressão do gás em bruto em um fermentador. Quando os níveis de enchimento ou a pressão no fermentador se eleva, a capacidade de separação da instalação de produção por membrana pode ser aumentada através do aumento da velocidade de rotação do dispositivo de compressão. A pressão no fermentador ou o nível de enchimento no armazenamento intermediário pode dessa forma ser mantido constante ou abaixado, se, por contraste, o níveis de enchimento no armazenamento intermediário ou a pressão no fermentador é diminuída, a capacidade de separação da instalação de produção com membrana pode ser abaixada através da redução da velocidade de rotação do compressor e, por meio disso o nível de enchimento no armazenamento intermediário ou a pressão no fermentador ser mantida constante ou abaixada. Uma mudança no fluxo de volume de alimentação 5 como um resultado de uma mudança na velocidade de rotação do compressor poderá resultar em uma mudança na composição da corrente de material retido 8 e com relação a corrente de permeado 11. Uma vantagem imensa sobre a parte da presente invenção é que essa mudança pode ser evitada através dos mecanismos de controle de circuito fechado descritos acima nesta invenção. Através da provisão dessa forma de controle da instalação de produção com relação a capacidade e a qualidade dos gases produzidos, então a presente invenção torna possível a capacidade de separação da instalação de produção e a composição das correntes de produto de gás 8 e 11 de ser controlada independentemente uma da outra. Por esse motivo, a capacidade da instalação de produção pode ser mudada dentro de determinados limites através dos dispositivos de controle 18 e 19 e o dispositivo de controle do compressor sem que sejam mudadas as qualidades do gás produzido nas correntes 8 e 11, sem que tenha que ser ajustada a pressão do material retido nas etapas de separação 1 e 2, e sem que as áreas das membranas tendo que ser liberadas ou fechadas.

[00063] Esta flexibilidade em capacidade pode ficar restrita a uma determinada faixa de velocidades do compressor e por isso o rendimento do volume de gás, que é determinado pelo projeto da instalação de produção, especialmente com relação a pressão nas etapas de preparação, proporções de áreas de membranas nas etapa individuais de separação 1, 2 e 3, e especialmente com relação aos dispositivos de controle 18 e 19 e a largura de banda dos mesmos com relação ao ajuste da pressão nas respectivas correntes de gás 9a e 10a. Se, por exemplo, a pressão mínima possível na corrente do permeado 9a é de 0,3 bar, então este é o parâmetro de limitação com relação ao fluxo do volume do gás de alimentação 5. Um aumento adicional no fluxo de volume do gás de alimentação 5 poderá significar que a concentração do componente B mais lento na corrente do material retido 8 poderá cair abaixo do valor do ponto de ajuste e por consequência o ponto de operação desejado da instalação de produção não possa mais ser mantido. O mesmo se mantém no caso em que a pressão do permeado 9a não posa ser aumentada para mais do que, por exemplo, a pressão ambiente. Essa pressão, em tão, limita a redução no fluxo do volume de alimentação 5 , uma vez que uma redução adicional no fluxo do volume de alimentação 5 poderia ocasionar com que o conteúdo do componente B de menos facilidade de permeação no material retido 8 se eleve para cima do valor do ponto de ajuste.

[00064] "Dispositivo controlador" aqui, neste pedido de patente, é para ser entendido como se referindo a unidade de controle do compressor, que controla o desempenho do compressor, de preferência a velocidade de rotação do mesmo. Esse dispositivo controlador pode ser configurado de tal forma que ele processe os dados medidos a partir dos sensores na corrente de gás em bruto 17 e/ou nos armazenamentos à montante ou os dispositivos de produção. Por exemplo, o sinal a partir do dispositivo de medição pode em seguida ser usado para o controle de um transformador de frequência de um dispositivo de compressão. Os compressores apropriados e os dispositivos controladores ou de controle estão comercialmente disponíveis e são conhecidos daquelas pessoas versadas na técnica.

[00065] A modalidade descrita acima, isto é, o controle e o ajuste do desempenho do compressor, pode ser usada para assegurar que a capacidade de separação da instalação de produção é conformada com relação às exigências da produção do gás em bruto e/ou das quantidades necessárias de produtos de gases 8 e 11. As flutuações na composição do gás das correntes 8 e 11 devido a quantidade de gás em bruto 17 a ser processada e a variação da composição da mesma, são compensadas através dos dispositivos de controle 18 e 19.

[00066] Em outra modalidade de preferência, a aparelhagem da presente invenção é configurada de tal forma que a mudança nas quantidades do gás reciclado a partir da referida segunda corrente do permeado 9b e/ou da terceira corrente do material retido (10b) seja equalizada, de preferência de forma automática, através de uma regulação da quantidade suprida de gás em bruto, a partir da corrente de gás em bruto 17. Isso ocorre especificamente de preferência sem a mudança da velocidade de rotação do referido compressor. Isso permite o uso de compressores não ajustáveis, mais simples e de menos custo.

[00067] Os dispositivos de medição 22 e 23 empregados nesta modalidade podem ser sensores de gás, medidores de volume ou de velocidade de fluxo de massa ou manômetros na segunda corrente de permeado (9b) e/ou na terceira corrente do material retido 10b. A velocidade de alimentação do gás em bruto é controlada de preferência através de um dispositivo d controle da corrente de gás em bruto 25 na corrente de gás em bruto. O dispositivo de controle na corrente de gás em bruto tem que ser capaz de substituir a quantidade perdida (= diferença entre a quantidade aspirada do dispositivo de compressão e a soma total das correntes recicladas 9b e 10b). Isso é conseguido, por exemplo, através da construção do dispositivo de controle da corrente de gás em bruto como uma medição de pressão no lado de sucção do dispositivo de compressão 4. Um aparelho de dosagem (como por exemplo, uma válvula análoga ajustada ou um insuflador, ou uma unidade de compressão) controlada através dessa medição de pressão podem em seguida manter uma pressão consistente através das quantidades alimentadas diferentemente do gás em bruto 17. Se o gás em bruto estiver sob uma pressão que esteja de acordo com as especificações da pressão de aspiração do compressor, a quantidade de gás em bruto necessária além das correntes de retorno 9b e 10b também podem ser aspiradas diretamente através do compressor sem qualquer dispositivo adicional de controle do gás em bruto 17. De novo um dispositivo de processamento de dados pode ser conectado entre os dispositivos de medição 22 e 23 e também os dispositivos de controle da corrente de gás em bruto 25.

[00068] Em principio, os dispositivos de processamento de dados acima mencionados podem contemplar dispositivos diferentes, isto é, dois ou mais dispositivos de processamento de dados podem ser usados no método da presente invenção. Esses dispositivos de processamento de dados podem opcionalmente funcionar em rede em conjunto. De preferência, no entanto, somente um dispositivo central de processamento de dados é usado para a supervisão e a regulação de todas as etapas de medição e de controle.

[00069] A aparelhagem da presente invenção, ver a Figura 1 a titulo de exemplo, compreende, como mencionado uma interligação das três etapas de separação com membrana pelo menos. Cada etapa consiste de um ou mais módulos físicos de separação de gases que estão interconectados em paralelo e/ou em série no interior de qualquer uma etapa. A força de acionamento para a separação de gases nos módulos é uma diferença parcial na pressão criada entre os lados do material retido e o permeado nas respectivas etapas de separação por membrana. A diferença parcial em pressão é criada através de um compressor 4 disposto no lado de alimentação na etapa de separação da corrente de alimentação 1, e opcionalmente através de pelo menos uma, de preferência uma ou duas bomba ou bombas à vácuo (não mostradas na Figura 1), à jusante da etapa de d separação 1 da corrente de alimentação, d preferência no lado do permeado da etapa de separação do material retido 2 na segunda corrente do permeado 9a + 9b e/ou no lado do permeado da etapa de separação do permeado 3 na terceira corrente de permeado 11. Algumas vezes pode ser vantajosa a utilização de uma corrente de purga de gás no lado do permeado em uma ou mais das etapas de separação por membrana para a criação/amplificação da diferença parcial de pressão.

[00070] Em uma modalidade de preferência da presente invenção, um compressor 4 comprime a mistura de gás em bruto, ou a mistura de gás da corrente de gás em bruto 17 e a segunda corrente de permeado 9b e/ou a terceira corrente de material retido (10b) até a pressão desejada na faixa a partir de 500 até 10000 kPa (5 até 100 bar), porém, de preferência até uma pressão na faixa a partir de 900 até 7500 kPa (9 até 75 bar). Se a corrente de gás em bruto 17 já tenha a pressão necessária, o dispositivo de compressão 4 necessita somente comprimir a segunda corrente de permeado 9b e/ou a terceira corrente do material retido 10b para a pressão desejada na faixa a partir de 500 até 10000 kPa (5 até 100 bar), porém de preferência até uma pressão na faixa a partir de 900 até 7500 kPa (9 até 75 bar). A corrente de alimentação resultante 5 é introduzida dentro da etapa de separação da corrente de alimentação 1. A etapa de separação da corrente de alimentação 1 separa previamente a mistura de gás em bruto em componentes mais facilmente permeáveis (gás permeado), que passa de modo amplo para dentro do permeado da primeira etapa, e os componentes que são permeados com menos facilidade (gás retido) que são predominantemente retidos pela membrana e que se tornam o material retido. Em uma modalidade de preferência, o método/aparelhagem da presente invenção são configurados de tal forma que a concentração de pelo menos um gás permeado da referida etapa de separação da corrente de alimentação 1, depois do retorno da referida segunda corrente de permeado 9b e da referida terceira corrente de material retido 10b, é elevada na referida corrente de alimentação 5, de preferência em não inferior a 2%, de mais preferência em não menos de do que 3% e ainda de mais preferência em de 3 até 40%, tudo comparado com a concentração na referida corrente de gás em bruto 17. O grau de aumento pode depender da composição da corrente do gás em bruto 17 e é especificamente marcante em baixas concentrações de um gás permeado (10 a 20%). O aumento da concentração de um dos gases permeados é de preferência de entre 2 e 15%, e d mais preferência entre 3 e 8%, quando o conteúdo do gás permeado da corrente de gás em bruto 17 for entre 30 e 70%. Acontece que a produção do gás do material retido de todo o processo aumenta e por essa razão a perda de gás do material retido diminui quando aumenta a concentração de gás permeado na etapa de separação da corrente de alimentação 1. Com relação a um determinado corte da etapa (= proporção do fluxo de permeado para o fluxo de alimentação com relação a etapa sob consideração), distintivamente menos gás permeado passa para dentro do permeado na etapa de separação da corrente de alimentação 1, quando a concentração de pelo menos um componente A que permeia com mais facilidade na etapa d separação da corrente de alimentação 1 ou de um gás permeado A é aumentado na corrente de alimentação 5. Da mesma forma, uma redução foi observada na redução da concentração do componente A ou de um gás permeado A na corrente de alimentação 5 a ser purificada. Dessa forma, o corte na etapa é de entre 10 a 60%, de preferência entre 15 e 55%, e de mais preferência entre 20 e 50% com relação a uma concentração de 50% de um componente A ou de um gás permeado A na corrente de alimentação 5 a ser purificada em uma modalidade de preferência específica da presente invenção, os método/aparelhagem da presente invenção são por consequência configurados de tal forma que o novel do gás ou gases permeado(s) as etapa de separação da corrente de alimentação 1 na corrente de alimentação 5 não é de menos do que 40% em volume, de preferência mais do que 50% em volume e de maior preferência de mais do que 55% em volume, com base no volume da corrente de alimentação 5, depois da reciclagem da segunda corrente de permeado 9b e da terceira corrente do material retido 10b. Esse aumento na concentração com relação aos gases permeados na corrente de alimentação 5, com o explicado, serve para o aumento da eficiência da etapa de separação da corrente de alimentação 1, que por sua vez tem a consequência que menos gás B de material retido para dentro da primeira corrente de permeado 6. Isso por sua vez aumenta a eficiência da etapa de separação do permeado 3 e assegura que menos gás de material retido não desejado passe para dentro da terceira corrente de permeado 10a + 10b aqui também. Notavelmente com a separação dos gases em bruto que contem metano, isso leva á vantagem de que as emissões não desejadas de gás metano de estufa foram distintamente reduzidas.

[00071] Em geral, é de preferência para 20 até 100% e de mais preferência para 40 a 70% do componente A mais facilmente permeável, isto é o gás permeado A, para passar a partir da corrente de alimentação 5 para dentro do permeado na etapa de separação da corrente de alimentação 1.

[00072] O material retido na etapa de separação da corrente de alimentação 1 se desloca - opcionalmente com a redução da pressão através de uma válvula de redução de pressão opcionalmente presente 12 ou com a elevação da pressão - na primeira corrente do material retido 7 para o lado do material retido, na etapa de separação do material retido 2, isto é a segunda corrente de material retido 8, de preferência através de uma válvula de redução de pressão 13 (não mostrada na Figura 1) com a qual a pressão principal no sistema (pressão de operação das etapas de separação 1 e 2 = pressão do material retido das etapas 1 e 2 pode ser mantida e guardada constante. O nível do componente B de menos facilidade de permeação, isto é, um gás de material retido B, é ainda aumentado na etapa de separação do material retido 2 de tal forma que o conteúdo do componente B ou de um gás de material retido B na segunda corrente de material retido 8 seja de mais do que 90%, de preferência de mais do que 95% e de maior preferência de mais do que 97%. Em uma versão de preferência específica, o método/ aparelhagem da presente invenção é por consequência caracterizado em que não inferior a 95%, de preferência não inferior a 97%, de mais preferência de não inferior a 995 e de maior preferência de não inferior a 99,5%, da etapa de separação da corrente de alimentação 91) do componente de material retido importado para dentro da referida aparelhagem com a referida corrente de gás em bruto 17 é exportado através da referida segunda corrente de material retido 8.

[00073] O corte de etapa da etapa de separação do material retido (20 é de entre 10 e 60%, e de preferência entre 20 e 50% com relação a uma concentração de 50% do componente A ou do gás permeado A na primeira corrente do material retido 7

[00074] O permeado do material retido na etapa de separação 2 é reciclado através da segunda corrente de permeado 9b - de mais preferência sem as partes da corrente do permeado 9a ou 9b sendo primeiro supridas para a primeira corrente do material retido 7 à jusante da etapa de separação da corrente de alimentação 1 e mesmo de mais preferência completamente - e suprida para a corrente de alimentação 5 e reprocessado. Isso - como explicado anteriormente em conexão com a definição da expressão "corrente de alimentação" - pode acontecer de varias maneiras dependendo de se um compressor 4 ou mesmo um compressor de estágios múltiplos 4 for usado. No caso de um compressor de um estágio 4, a segunda corrente do permeado 9b é suprida, de preferência para o lado de sucção do compressor 4.

[00075] O permeado da etapa 1 de separação da corrente de alimentação, altamente enriquecido com o componente A ou com um gás permeado A é suprido para a etapa de separação do permeado 3 através da primeira corrente de permeado 6. O dispositivo de controle do material retido 19 na corrente de material retido na etapa de separação do permeado 3, isto é, na terceira corrente de material retido 10a + 10b tem que ser usado para parar a pressão do material retido da etapa de separação do permeado 3 caindo para a pressão ambiente. Dessa forma, a força de acionamento pode ser retida com relação á etapa de separação do permeado 3. A etapa de separação do permeado 3 produz um permeado que tem mais do que 95% e de preferência mais do que 97% e ainda d maior preferência mais do que 99%, de conteúdo do componente A de permeado com mais facilidade de permeação ou de um gás permeado A que é exportado a partir da aparelhagem através da terceira corrente de permeado 11. Em uma modalidade de preferência específica da aparelhagem de acordo com a presente invenção, não superior a 5%, de preferência não superior a 3%, de mais preferência não superior a 1% e de maior preferência não superior a 0,5% da etapa de separação da corrente de alimentação 1 do componente B com menos facilidade de permeação alimentado para a referida aparelhagem com a referida corrente de gás em bruto 17 é exportado através da referida terceira corrente de permeado 11.

[00076] O corte de etapa com relação a etapa de separação do permeado 3 é de preferência entre 50 e 95%, e de mais preferência entre 70 e 93%.

[00077] A terceira corrente do material retido 10b é reciclada, suprida para a corrente de alimentação 5 e reprocessada. Isso pode ser feito de varias maneiras e pode depender, por exemplo, de se o compressor 4 ou mesmo um compresso de estágios múltiplos 4 for usado. No caso de um compressor de um estágio 4, a terceira corrente do material retido 10b é suprida de preferência para o lado de sucção do compressor 4 quando a pressão de aspiração do compressor for de menos do que a pressão da etapa de separação do material retido 3. Quando for usado um compressor de estágios múltiplos, é de preferência introduzir a terceira corrente de material retido 10b dentro do compressor entre duas etapas de compressão quando a pressão da etapa do compressor na etapa específica for de menos do que a pressão do material retido na etapa de separação 3.

[00078] Em outra modalidade de preferência do método/ aparelhagem da presente invenção, ela é configurada especificamente de tal forma que o volume de gás reciclado na referida segunda corrente de permeado 9b e na terceira corrente de material retido 10b aumente no total a menos do que 60% em volume, de preferência de 10 a 50% em volume e mesmo de mais preferência de 20 até 40% em volume, do volume da corrente de gás em bruto 17.A quantidade das correntes de material de gás retido para ser reciclado é controlado de acordo com as purezas requeridas nas correntes de gás produzido 8 e 11. Quanto mais baixas as purezas exigidas, mais pequenas são as correntes de retorno 9b e 10b. As correntes de retorno não especificamente muito afetadas pelo tipo e a seletividade dos módulos de membrana usados das etapas de separação por membrana 1 até 3. Os módulos de membranas que possuem uma seletividade aumentada produzem uma redução distinta nas correntes de retorno 9b e 10b. Da mesma forma, a pressão principal no sistema (= pressão das etapas de separação 1 e 2) influencia a quantidade de gases reciclados. Quanto mais alta a pressão no sistema, mais baixas são as quantidades recicladas. As proporções de área de membranas nas etapas individuais são uma influência adicional. As áreas maiores nas etapas de separação 3, por exemplo, reduzem o fluxo da corrente de retorno, enquanto que, as áreas maiores na etapa de separação 2 aumenta os fluxos da corrente de retorno. Por esse motivo, o método/aparelhagem da presente invenção é notável com relação a assegurar o aumento acima detalhado na concentração do componente permeado na corrente de alimentação 5 a despeito das correntes de retorno muito pequenas. Isso leva a um aumento distinto na eficiência de todo o método.

[00079] Como foi explicado, é especificamente vantajoso o uso de um compressor de estágios múltiplos 4. Isso é devido a que neste caso a descompressão completa do material retido da etapa de separação do permeado 3 pode ser evitada, uma vez que o material retido na etapa de separação do permeado 3 pode ser alimentado entre duas etapas do compressor 4. Uma vez que a etapa de separação do material retido 2 poderá em geral ser operada na faixa de seletividade limitada na eventualidade de descompressão para a pressão de alimentação, pode ser útil com relação a segunda corrente de permeado 9a ser meramente descomprimida para níveis de pressão mais alto de uma unidade de aumento de pressão de estágios múltiplos, isto é, um compressor de estágios múltiplos 4 uma vez que isso reduz os custos de operação da unidade de compressão sem uma piora significativa do resultado da separação. Uma modalidade de preferência específica da presente invenção, por esse motivo utiliza um compressos de múltiplos estágios 4 e supre as correntes de gás 9b e 10b para esse compressor entre dois estágios de compressão em cada caso.

[00080] Em uma modalidade de preferência, a queda de pressão através da etapa de separação da corrente de alimentação 1 é limitada para de 100 a 3000 kPa (1 a 30 bar), de preferência de 200 a 2000 kPa (2 a 20 bar) e de mais preferência entre 300 e 1000 kPa (3 e 10 bar). No mesmo ou de forma alternativa, é de preferência se assegurar que a queda de pressão durante a etapa de separação da corrente de alimentação 1 e da etapa de separação do material retido 2 seja limitada de 100 a 10000 kPa (1 a 100 bar), de preferência entre 500 e 8000 kPa (5 e 80 bar) e com mais preferência entre 1000 e 7000 kPa (10 e 70 bar).

[00081] A aparelhagem/método da presente invenção pode em princípio ser executada com qualquer membrana que seja capaz da separação de misturas binárias de gases ou de misturas de gases múltiplos. Os plásticos são usados de preferência, porém não exclusivamente como os materiais das membranas. É de preferência específica a utilização de poli-imidas, poliamidas, polissulfonas, acetatos de celulose e derivados, óxidos d polietileno, polissiloxanos, polímeros que tenham uma micro porosidade intrínseca, membranas de matriz mista, membranas de transporte facilitado, óxidos de polietileno, óxidos de polipropileno, membranas de carbono ou zeólitos ou as misturas dos mesmos como os plásticos na camada ativa de separação.

[00082] Aa membranas de preferência específica incluem como os materiais para a camada ativa de separação, ou como um material para a membrana completa, uma poli-imida da fórmula geral

na qual 0 < x < 0,5 e 1 > y > 0,5 e R correspondem a um ou mais radicais R idênticos ou diferentes selecionados a partir do grupo quer consiste dos radicais L1, L2, L3 e L4.

[00083] É de preferência específica com relação a um polímero a ser considerado no qual x = 0. Y = 1 e R é 64 moles % de L2, 16 moles % de L3 e 20 moles % de L4. Este polímero está disponível da Evonik Fibres GmbH sob o nome de P84 ou tipo P84 (números CAS 9046-51-9). É dada preferência específica a um polímero que tenha a composição x = 0,4, y = 0,6 e R sendo 80 moles por cento de L2 e 20 moles % de L3. Este polímero está disponível da Evonik Fibres GmbH sob o nome de P84HT ou P84 HT 325. (números CAS 134119-41-8). Da mesma forma é de preferência a utilização de uma mistura das referidas poli-imidas.

[00084] As membranas feitas das poli-imidas de preferência estão disponíveis da Evonik Fibres GmbH sob o nome comercial de Sepuran. Um processo para a produção dessas membranas de preferência está descrito no WO 2011/009919 A1. As membranas descritas nesse Offenlegungsschrift podem ser sempre usadas com preferência no método da presente invenção. Para evitar pura repetição, o conteúdo desse pedido de patente é incorporado aqui, neste pedido de patente em sua totalidade por referência. Foi constatado que essas membranas deram os melhores resultados de separação.

[00085] As membranas são usadas de preferência na forma de membranas de fibra ocas e/ou membranas planas. As membranas são feitas em módulos que são em seguida usadas na tarefa de separação. Todos os módulos de separação de gases conhecidos na técnica podem ser usados como os módulos, por exemplo, porém não exclusivamente os módulos de separação de gases de fibra oca, módulos de separação de gases enrolados em espiral, módulos de separação e gases em coxim ou módulos de separação de gases em feixes de tubos.

[00086] De acordo com a invenção, os módulos de membranas de separação de gases apresentam uma seletividade mista dos componentes A (CO2) e B (CH4) (= proporção da corrente A para a corrente B através da membrana) de não inferior a 30, de preferência de não inferior a 35, de mais preferência de não inferior a 40, ainda de mais preferência de não inferior a 45 e de maior preferência de não inferior a 45 até 80. As membranas de seletividade mais altas apresentam a vantagem d que a separação se torna mais efetiva e menos permeado tem que ser reciclado a partir da etapa de separação do material retido 2 ou menos material retido a partir da etapa de separação do permeado 3. Desse moro, especialmente quando um compressor de estagio único 4 é usado, menos gás tem que ser comprimido duas vezes, o que acarreta vantagens econômicas na operação da instalação de produção. Com muitos módulos de membrana seletiva tendo uma seletividade de 45, somente cerca de 35% do gás importado para dentro da etapa de separação da corrente de alimentação 1 tem gás em bruto que tem que ser comprimido duas vezes, enquanto que uma compressão dupla pode ser de até 300% no caso de um módulo de membrana que tenha uma seletividade de somente 10.Os 35% e 300% são baseados em testes nos quais uma mistura de gases com quantidades equimolares dos componentes A e B (= alimentação) foi aplicada e o gás do material retido da etapa 2 foi de 98,5% do componente B e a corrente d permeado da etapa 3 foi de 99% do componente B.

[00087] É evidente que as membranas comparativamente seletivas podem tornar o processo da apresente invenção mais significativamente econômico para ser operado e que o tamanho do compressor necessário e as necessidades de energia possam ser reduzidas.

[00088] O método/aparelhagem da presente invenção tem de modo mais especifico a vantagem de que ele é um processo de membrana pura e não necessita de limpeza opcional das correntes do permeado e/ou do material retido 11 e 8, respectivamente, com relação a muitas aplicações. Por exemplo, na purificação do biogás ou do mas natural ( = remoção do dióxido de carbono a partir do metano), nenhuma troca da pressão de adsorção ou da limpeza com amina é não é mais necessária com relação a purificação final do material retido, de tal forma que esse material pode ser alimentado para dentro da rede de gás natural.

[00089] Além disso, o método/ aparelhagem da presente invenção pode ser usado para a produção, em um ou ao mesmo tempo, de uma corrente de material retido puro 8 e uma corrente de permeado pura 11 na purificação do biogás ou do gás natural. Ele pode, por esse motivo, se liberado na atmosfera sem grandes perdas de metano e sem um prejuízo maior com relação ao meio ambiente, sem a necessidade de um tratamento adicional do gás através de uma segunda queima catalítica ou térmica ou a utilização de uma instalação de produção combinada de calor e energia. Nenhum gasto de capital em facilidades adicionais da instalação de produção é por consequência necessária, o que leva a um processo de purificação mais econômico com relação ao biogás e ao gás natural.

[00090] A aparelhagem da apresente invenção já está amplamente descrita no WO 2012/000727. O escopo do WO 2012/000727 é por esse motivo totalmente incorporado na descrição da presente invenção por referência.

[00091] O WO 2012/000727 não descreve um sistema de controle para compensar as flutuações na composição ou pressão ou na velocidade de fluxo da corrente de gás em bruto. O WO 2012/000727 discute meramente as variações no desempenho do compressor e as faixas de pressão geral para serem aderidas se for para serem obtidos bons rendimentos e purezas do produto. A presente invenção descreve pela primeira vez um conceito de controle de circuito aberto e fechado de um arranjo de membranas interconectadas como descrito no WO 2012/000727 que também permite uma conexão direta dessa instalação de purificação ás instalações de produção de biogás provendo uma corrente de alimentação variável. É por consequência possível se abster a partir de dispositivos específicos à montante para a provisão de uma corrente aproximadamente constante de gás em bruto. A presente invenção, em consequência, representa um desenvolvimento significativo adicional da instalação de produção e do processo do WO 2012/000727. Isso é especificamente verdadeiro devido a que os dispositivos de controle 18 e 19 e a regulação dos mesmos de acordo com a presente invenção, porém ser usados para assegurar uma qualidade do gás nas correntes 8 e 11, que seja constante ou que ainda varie de acordo com as exigências de variação, mesmo se a quantidade do gás em bruto 17 a ser processado e/ou a quantidade de gases produzidos 8 e/ou 11 a serem produzidas e/ou a composição do gás em bruto mude. Nesse contexto, é vantajoso que para manter as qualidades de gás exigidas nas correntes 8 e 11, a pressão principal no sistema (= pressão de operação nas etapas de separação 1 e 2 e as áreas das membranas nas etapas de separação de 1 até 3 não tenha disso mudadas.

[00092] Uma outra vantagem é que o método/ aparelhagem da presente invenção tem exigências distintamente mais baixas de equipamento e de energia do que os métodos conhecidos na técnica precedente.

[00093] A aparelhagem/método da presente invenção pode ser usado especialmente para a separação de misturas de gases que compreendam dois ou mais gases, em cujo caso é de preferência muito específica com relação a mistura de gases que é separada para ser uma mistura predominantemente, porém não exclusivamente de dióxido de carbono e metano, ou predominantemente, porém, não exclusivamente de hidrogênio e metano, ou predominantemente porém não exclusivamente de monóxido de carbono e hidrogênio. Ou de biogás em bruto ou de gás natural em bruto.

[00094] Os exemplos que se seguem são providos a título de uma melhor explicação e descrição, porém de nenhum modo como limitação da presente invenção. Configuração experimental geral.

[00095] Os testes foram realizados em uma instalação de separação por membrana com a utilização de um arranjo interconectado de três etapas em linha com a Figura 1. - Composição do gás em bruto 54% de metano, 46% de CO2 (= biogás a partir de uma instalação de produção de biogás) - Utilização de três módulos experimentais de 2" de Sepuran Green (1 módulo por etapa) - Pressão principal no sistema (= a pressão na etapa 2 do material retido) foi de 1700 kPa (17 bar) - Pressão do ar 95 kPa (950 mbar) - Pressão da etapa de separação do permeado 3 foi de 100000 kPa (1000 bar) Exemplo 1:

[00096] A finalidade desse teste foi a de encontrar uma linha de calibração com a qual a qualidade do produto gás na corrente do material retido 8 e a qualidade do gás efluente na corrente do permeado 11 posa ser mantida no caso de uma mudança no fluxo de alimentação na corrente de alimentação 5, ou a velocidade do compressor, através da mudança na pressão do permeado na etapa de separação do material retido 2 e através da mudança da pressão do material retido da etapa de separação do permeado 3, respectivamente.

[00097] Para essa finalidade, o desempenho do compressor em um arranjo de operação de 3 etapas interconectadas de acordo com a configuração experimental geral foi levantada em etapas. As pressões na etapa 2 de separação do permeado do material retido e da etapa 3 de separação do material retido do permeado são em seguida mudadas em uma tentativa de manter a concentração do gás efluente 11 e a concentração do produto de gás 8 dentro de uma faixa estreita. Na medida em que o desempenho do compressor aumenta a partir dos 60% iniciais para finalmente 75%, o volume do fluxo de alimentação 5 aumenta a partir de 3,83 m3 por hora para 5,23 m3 por hora, isto é, em 36%. Dentro desse intervalo, a pressão do permeado da etapa de separação do material retido 2 diminui a partir de 95,1 kPa (951 mbar) para 24,1 kPa (241 mbar) e a pressão do material retido da etapa de separação do permeado 3 aumenta a partir de 360 kPa (3,6 bar) para 443 kPa (4,43 bar). De todo os desempenhos do compressor, concentração do produto de gás 8 flutua entre 95,23 e 95,75% de metano e a concentração do gás efluente de metano entre 0,5 e 0,62%. Ambos os valores foram regulados dentro de uma faixa estreita, submetida a erro experimental. Os dados detalhados com relação a este teste estão apresentados abaixo na Tabela 1.

[00098] Além disso, o fluxo de volume foi medido com relação a segunda corrente do material retido 8, a primeira corrente do permeado 6, terceira corrente do permeado 11 ( = gás efluente) e da segunda correte do permeado 9a; Os fluxos de volume da primeira corrente do material retido 7 pode ser determinado através da soma total dos valores do volume de fluxo da segunda corrente de material retido 8 e da segunda corrente do permeado 9a.

[00099] A pressão de permeado da etapa de separação do material retido 2 podem em seguida ser plotada contra o fluxo de volume da primeira corrente do material retido 7 para a determinação de uma curva de calibração para manter a concentração do produto de gás quando a velocidade de alimentação da etapa de separação do material retido 2 mudar, por exemplo, como o resultado de uma mudança na velocidade do compressor ou como uma mudança na composição do gás em bruto (ver a Figura 4).

[000100] A Figura 4 mostra que uma regressão linear com uma boa correlação é obtida. Esse relacionamento podem em seguida ser usado em um sistema de controle para a instalação de produção da presente invenção. Esse sistema de controle uma um valor de fluxo determinado para a primeira corrente de material retido 7 por meio de um medidor de volume de fluxo 20a através do calculo da pressão do permeado de acordo com a equação em linha reta na Figura 4 para a determinação da pressão do permeado exigida na etapa de separação do material retido 2 para manter a concentração do gás produzido. Essa pressão é em seguida ajustada de forma apropriada com a utilização dispositivo de controle 18 na segunda corrente do permeado.

[000101] A pressão do material retido da etapa de separação do permeado 3 pode em seguida ser plotada contra o fluxo de volume da primeira corrente de permeado 6 para determinar de forma análoga uma curva de calibração para a manutenção da concentração do gás efluente na corrente do permeado 11 quando a velocidade de alimentação da etapa de separação do permeado 3, isto é, a primeira corrente de permeado 6 muda, por exemplo como um resultado de uma mudança na velocidade do compressor ou como um resultado de uma mudança na composição do gás em bruto (ver a Figura 5).

[000102] Uma regressão linear com boa correlação também é obtida na Figura 5. Esse relacionamento podem seguida ser usado de forma similar ao procedimento descrito acima com relação à etapa de separação do material retido 2 em um sistema de controle pra a instalação de produção de presente invenção. Primeiro o valor do fluxo da primeira corrente de permeado 6 é determinado através da medição com um medidor de volume de fluxo 21a e usado na equação em linha reta na Figura 5 para a determinação da pressão no material retido necessária na etapa de separação do permeado 3 = a justada com a utilização do dispositivo de controle 19 na terceira coluna de material retido 10 - para a manutenção da concentração do gás efluente na corrente do permeado 11. Exemplo 2.

[000103] O assunto a ser examinado é se, através da mudança da pressão do material retido da etapa de separação do permeado 3, com a utilização do dispositivo de controle 19, na terceira corrente de material retido 10, seja possível se chegar a uma mudança na concentração de metano no gás efluente a partir da instalação de produção (terceira corrente de permeado 11) e para ser obtida uma curva de calibração. No caso em que uma medição da concentração do gás efluente mostrar que uma mudança ocorreu, poderia então ser possível a utilização dessa relação de calibração para o ajuste do conteúdo de metano no gás efluente.

[000104] Para essa finalidade, enquanto é mantida constante a velocidade do compressor, a pressão do material retido da etapa de separação do permeado 3 foi mudada com um dispositivo de controle 19 na terceira corrente de material retido 10 e a mudança resultante na concentração de metano da terceira corrente de permeado 11 (gás efluente) foi medida. Os fluxos de volume da instalação de produção também foram registrados. Os valores estão mostrados na Tabela 2.

[000105] Como a Tabela 2 mostra, a concentração de metano na corrente do gás efluente 11 aumenta como um resultado do aumento da pressão do material retido na etapa de separação do permeado 3. Isso é mostrado de forma gráfica na Figura 6. A regressão é linear com uma correlação muito boa. Esta curva pode se usada como uma curva de calibração para finalidades de controle. Através da inserção da concentração desejada do metano na equação da Figura 6 a pressão correspondente do material retido exigida pode ser determinada.

[000106] Como um ponto de interesse da elevação rápida da velocidade da compressão dupla com relação a diminuição da pressão do material retido na etapa de separação do permeado 3 e por essa razão uma concentração decrescente do metano no gás efluente é mostrada em forma de gráfico na Figura 7. Exemplo 3.

[000107] Uma mudança na pressão do permeado na etapa de separação do material retido 2 com um dispositivo de controle 18 na segunda corrente do permeado 9a pode ser usada para conseguir uma mudança na concentração do metano no produto de gás da instalação de produção (= segunda corrente de material retido 8). Na eventualidade de que uma medição da concentração do produto de gás revele que uma mudança tenha ocorrido, esse relacionamento calibrado pode ser usado para o ajuste do conteúdo de metano do produto de gás.

[000108] Para essa finalidade, a pressão do permeado na etapa de separação do material retido 2 foi mudada, sendo mantida ao mesmo tempo uma velocidade constante no compressor, e a mudança resultante na concentração do metano no produto de gás foi medida. Os valores estão mostrados na Tabela 3.

[000109] Como se torna aparente, a concentração de metano do produto de gás 8 aumenta quando da redução da pressão do permeado na etapa de separação do material retido 2. Isso é mostrado em forma de gráfico na Figura 6.

[000110] A regressão é linear com uma correlação muito boa. A curva pode ser usada como uma curva de calibração para finalidades de controle, Através da inserção da concentração de metano desejada na equação do diagrama 5, a pressão correspondente do permeado requerida pode ser determinada. Descrição das Figuras.

[000111] Figura 1: Arranjo exemplar da invenção interconectado que compreende os dispositivos de medição 20a e 20b, 21a e 21b, 22 e 23 e também os dispositivos de controle 18 e 19. Os dispositivos de controle na corrente de gás em bruto 17 e o dispositivo controlador e de processamento de dados não são mostrados. No entanto, o arranjo e o uso dos mesmos se tornam claramente aparentes a partir do contexto total da descrição. A Figura 1 mostra um arranjo da invenção com a reciclagem das correntes 9b e 10b sobre o lado de sucção do compressor. Os arranjos alternativos explicados na descrição acima, por exemplo, a reciclagem de uma ou mais correntes 9b ou 10b em uma etapa de compressão elevada do compressor 4 ou sem os dispositivos de medição 22 e 23 ou somente com um dispositivo de medição 20a e 20b e/ou 21a e 21b são derivados com facilidade por uma pessoa versada na técnica como uma modificação da Figura 1 e por esse motivo não estão mostrados separadamente. A Figura 1 provida meramente a titulo de elucidação da presente invenção e de nenhum modo como uma limitação do escopo de proteção da mesma.

[000112] Figura 2: A pressão do permeado necessária na etapa de separação do material retido 2 para ser alcançada uma qualidade de material retido de 98,3% do componente B na segunda corrente de material retido 8 e de 0,7% do componente B na terceira corrente do permeado 11 é mostrada como uma função do fluxo de volume da primeira corrente do material retido 7. A proporção de área escolhida para as membranas nas etapas de separação por membranas como se segue: etapa 1: etapa 2; etapa 3 = 2:2:3. Três curvas são mostradas com relação as concentrações diferentes do componente B (CH4 neste caso) de 45, 55 e 65% na corrente de gás em bruto 17.

[000113] Figura 3: A pressão do permeado necessária na etapa de separação do material retido 2 para ser alcançada uma qualidade de material retido de 98,3% do componente B na segunda corrente de material retido 8 e de 0,7% do componente B na terceira corrente do permeado 11 é mostrada como uma função do fluxo de volume da primeira corrente de permeado 6. A proporção de área escolhida para as membranas nas etapas de separação por membranas como se segue: etapa 1: etapa 2; etapa 3 = 2:2:3. Três curvas que se fundem uma com a outra, estão mostradas com relação as concentrações diferentes do componente B (CH4 neste caso) de 45, 55 e 65% na corrente de gás em bruto 17.

[000114] Figura 4: Dependência da pressão do permeado da etapa de separação do material retido 2 sobre a velocidade da alimentação do gás do material retido na etapa de separação 2 para manter a qualidade do gás produzido.

[000115] Figura 5: Dependência da pressão do material retido da etapa de separação do permeado 3 sobre a velocidade da alimentação do gás do permeado na etapa de separação 3 para manter a qualidade do gás efluente.

[000116] Figura 6: Dependência da concentração de metano no gás efluente 11 sobre a pressão do material retido da etapa de separação do permeado 3.

[000117] Figura 7: Dependência da taxa de reciclagem do conteúdo de metano no permeado 11 da etapa de separação do permeado 3.

[000118] Figura 8: Dependência da concentração do metano no gás produzido 8 sobre a pressão do permeado na etapa de separação do material retido 2. Listagem dos sinais de referência: 1: etapa de separação da corrente de alimentação. 2: etapa de separação do material retido. 3: etapa de separação do permeado. 4: compressor de um estágio ou de estágios múltiplos. 5: corrente de alimentação. 6: primeira corrente de permeado. 7: primeira corrente de material retido. 8: segunda corrente de material retido. 9: segunda corrente de permeado que consiste das sub correntes 9a, entre o dispositivo de controle 18 e a etapa de separação do material retido 2, e 9b à jusante do dispositivo de controle 18. 10: terceira corrente de material retido que consiste das sub correntes 10a, entre o dispositivo de controle 19 e a etapa de separação do permeado 3, e 10b à jusante do dispositivo de controle 19. 11: terceira corrente de permeado. 12: válvula opcional de redução de pressão na primeira corrente de material retido 7 (não mostrada nas Figuras). 13: válvula opcional de redução de pressão na segunda corrente de material retido 8 (não mostrada nas Figuras). 14: válvula opcional de redução de pressão na terceira corrente de material retido 10 (não mostrada nas Figuras). 15: bomba à vácuo (não mostrada nas figuras). 16: câmara de misturação (não mostrada nas Figuras). 17: corrente de gás em bruto. 18: dispositivo de controle do permeado na segunda corrente de permeado (também simplesmente referido como o dispositivo de controle 18 na descrição). 19: dispositivo de controle do material retido na terceira corrente de material retido (também simplesmente referido como o dispositivo de controle 19 na descrição). 20a: 1° dispositivo de medição do material retido para a análise da 1a corrente de material retido (também simplesmente referido como o dispositivo de medição 20a na descrição). 20b: 2° dispositivo de medição do material retido para a análise da 2a corrente de material retido (também simplesmente referido como o dispositivo de medição 20b na descrição). 21a: 1° dispositivo de medição do permeado para a análise da 1a corrente de permeado (também simplesmente referido como o dispositivo de medição 21a na descrição). 21b: 2° dispositivo de medição do permeado para a análise da 2a corrente de permeado (também simplesmente referido como o dispositivo de medição 21b na descrição). 22: 3° dispositivo de medição do permeado para a análise da 2a corrente de permeado (também simplesmente referido como o dispositivo de medição 22 na descrição). 23: 3° dispositivo de medição do material retido para a análise da 3a corrente de material retido (também simplesmente referido como o dispositivo de medição 23 na descrição). 24: dispositivo controlador do compressor (não mostrado nas Figuras). 25: dispositivo de controle de gás em bruto para o controle da corrente de gás em bruto 17 (não mostrado nas Figuras).

Claims

1. Aparelhagem para separação de gases, caracterizada pelo fato de que compreende como etapas de separação por membrana pelo menos uma etapa de separação de uma corrente de alimentação (1), uma etapa de separação de material retido (2) e uma etapa de separação de permeado (3) e também pelo menos um compressor 4 disposto no lado de alimentação da referida etapa de separação da corrente de alimentação (1) e/ou pelo menos uma bomba a vácuo dispostas à jusante da referida etapa de separação da corrente de alimentação (1), sendo que a referida etapa de separação da corrente de alimentação (1) separa uma corrente de alimentação (5), que consiste de dois ou mais componentes, em uma primeira corrente de permeado (6) e uma primeira corrente de material retido (7), a referida etapa de separação do material retido (2) divide a referida primeira corrente de material retido (7) em uma segunda corrente de permeado (9a + 9b) , em que (9a) define a parte da corrente à montante de um dispositivo de controle do permeado (18) e à jusante da referida etapa de separação do material retido (2) e (9b) define a parte da corrente à jusante do referido dispositivo de controle do permeado (18) e a referida parte da corrente (9b) é suprida para a referida corrente de alimentação (5) e uma segunda corrente de material retido (8) que é removida como o produto ou processada posteriormente, a referida etapa de separação do permeado (3) divide a referida primeira corrente de permeado (6) em uma terceira corrente de material retido (10a + 10b), sendo que (10a) define a parte da corrente á montante de um dispositivo de controle do material retido (19) e à jusante da referida etapa de separação do permeado (3) e (10b) define a parte da corrente à jusante do referido dispositivo de controle (19), e a referida parte da corrente (10b) é suprida para a referida corrente de alimentação (5) e uma terceira corrente de permeado (11), que é removida como o produto ou para processamento posterior é descartada, a referida segunda corrente de permeado (9a + 9b) compreende pelo menos um dispositivo de controle do permeado (18) com o qual a pressão do permeado da referida etapa de separação do material retido (2) pode ser elevada ou abaixada e que é controlado com base em valores medidos a partir de um ou mais dispositivos de medição (20a) na referida primeira corrente de material retido (7) e/ou um ou mais dispositivos de medição (20b) na referida segunda corrente de material retido (8), e/ou a referida terceira corrente de material retido (10a + 10b) compreende, pelo menos um dispositivo de controle do material retido (19) com o qual a pressão do material retido da referida etapa de separação do permeado (3) pode ser elevada ou abaixada e que é controlado com base em valores medidos a partir de um ou mais dispositivos de medição (21a) na referida primeira corrente de permeado (6) e/ou um ou mais dispositivos de medição (21b) na referida terceira corrente de permeado (11).

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a pelo menos uma bomba de vácuo está disposta no lado de permeado da referida etapa de separação do material retido (2) em uma segunda corrente de permeado (9a + 9b) e/ou no lado do permeado da referida etapa de separação dom permeado (3) em uma terceira corrente de permeado (11), e/ou os dispositivos de medição (20a) e (20b) são diferentes, e/ou os dispositivos de medição (21a) e (21b) são diferentes.

3. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a referida a primeira corrente de permeado (6) não está submetida à recompressão, e/ou os módulos de membrana de separação de gases que tenham uma seletividade de gases mista de CO2/CH4 não inferior a 30, são usados pelo menos na referida primeira etapa de separação da corrente de alimentação (1), e/ou pelo menos uma das referidas etapas de separação com membranas de (1) a (3) compreende mais do que um módulo de membrana de separação e gases interconectados em paralelo ou em série, e/ou o módulo ou os módulos de separação com membrana consistem de membranas de fibra oca e/ou membranas planas, e/ou a referida aparelhagem é configurada de tal forma que o volume de gás reciclado na segunda corrente de permeado (9b) e na terceira corrente de material retido (10b) some em total em não inferior a 60% em volume do volume da corrente de gás em bruto (17), e/ou a referida aparelhagem é configurada de tal forma que a concentração da pelo menos um gás permeado da referida etapa de separação da corrente de alimentação (1), depois de retornar para a referida segunda corrente de permeado (9b) e a terceira corrente de material retido (10b), é elevada na referida corrente de alimentação (5), por não inferior a 2%, comparado com a concentração na referida corrente de gás em bruto (17).

4. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que os módulos de membrana de separação de gases que tenham uma seletividade de gases mista de CO2/CH4 não inferior a 35, são usados pelo menos na referida primeira etapa de separação da corrente de alimentação (1), porém, em todas as três etapas de separação com membranas de (1) a (3).

5. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que os módulos de membrana de separação de gases que tenham uma seletividade de gases mista de CO2/CH4 não inferior a 40, são usados pelo menos na referida primeira etapa de separação da corrente de alimentação (1), porém, em todas as três etapas de separação com membranas de (1) a (3).

6. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que os módulos de membrana de separação de gases que tenham uma seletividade de gases mista de CO2/CH4 não inferior a 45, são usados pelo menos na referida primeira etapa de separação da corrente de alimentação (1), porém, em todas as três etapas de separação com membranas de (1) a (3).

7. Aparelhagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 6, caracterizada pelo fato de que: os módulos de membrana de separação de gases que tenham uma seletividade de gases mista de CO2/CH4, como definida na reivindicação 3, são usados em todas as três etapas de separação com membranas de (1) a (3), e/ou a referida aparelhagem é configurada de tal forma que a concentração da pelo menos um gás permeado da referida etapa de separação da corrente de alimentação (1), depois de retornar para a referida segunda corrente de permeado (9b) e a terceira corrente de material retido (10b), é elevada na referida corrente de alimentação (5), por de 3 a 40%, comparado com a concentração na referida corrente de gás em bruto (17).

8. Aparelhagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que: a referida segunda corrente de permeado (9b) e a referida terceira corrente de material retido (10b) são encaminhadas para o lado de sucção do referido compressor (4), e/ou sendo que um compressor de estágios múltiplos (4) é usado, , e/ou sendo que o referido compressor (4) é disposto na referida aparelhagem de tal forma que gera um gradiente de pressão na referida etapa de separação da corrente de alimentação (1).

9. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que: um compressor de estágios múltiplos (4) é usado, e a referida segunda corrente de permeado (9b) e/ou a referida terceira corrente de material retido (10b) é/são introduzida(as) dentro do referido compressor (4) entre dos estágios de compressão.

10. Aparelhagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que compreende: um dispositivo controlador (24), o qual se adapta as necessidades de energia do referido compressor (4), para mudanças na referida segunda corrente de permeado (9b) e/ou na referida terceira corrente de material retido (10b) e/ou na referida corrente de gás em bruto (17), e/ou sendo que a referida aparelhagem é configurada de tal forma que as quantidades mudando do gás reciclado a partir da referida segunda corrente de permeado (9b) e/ou da referida terceira corrente de material retido (10b) sejam equalizadas através de uma regulagem da quantidade suprida de gás em bruto.

11. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que: compreende um dispositivo controlador (24), o qual se adapta as necessidades de energia do referido compressor (4) para mudanças na referida segunda corrente de permeado (9b) e/ou na referida terceira corrente de material retido (10b) e/ou na referida corrente de gás em bruto (17), e/ou é configurada de tal forma que as quantidades mudando do gás reciclado a partir da referida segunda corrente de permeado (9b) e/ou da referida terceira corrente de material retido (10b) sejam equalizadas de forma automática através de uma regulagem da quantidade suprida de gás em bruto, através de um dispositivo de controle de gás em bruto (25), sem a mudança da velocidade de rotação do referido compressor (4).

12. Aparelhagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que: são usados dispositivos medidores de fluxo (20a) e/ou (21a) na referida primeira corrente de material retido (7) e/ou na referida primeira corrente de permeado (6), ou sendo que um dispositivo de medição online ou offline (20b) e/ou (21b) é usado na referida segunda corrente de material retido (8) e/ou na referida terceira corrente de permeado (11) para determinar a composição da mistura específica de gás.

13. Aparelhagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de que, os materiais usados para a camada ativa de separação das membranas são plásticos amorfos ou parcialmente cristalinos, tais como, por exemplo, porém não exclusivamente, poli-imidas, poliamidas, polissulfonas, acetatos de celulose e derivados, óxidos de polifenileno, polissiloxanos, polímeros que tenham uma micro porosidade intrínseca, membranas de matriz mista, membranas de transporte facilitado, óxidos de polietileno, óxidos de polipropileno ou as misturas dos mesmos.

14. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o material usado para a camada ativa de separação das membranas é uma poli-imida da fórmula geral

nas quais 0 < x < 0,5, 1 È y È 0,5, e R correspondem a um ou mais radicais R idênticos ou diferentes selecionados a partir do grupo quer consiste dos radicais L1, L2, L3 e L4.

15. Aparelhagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizada pelo fato de que: não inferior a 95%da etapa de separação da corrente de alimentação (1) do componente de material retido levado para dentro da referida aparelhagem com a corrente de gás em bruto (17) são removidos através da referida segunda coluna de material retido (8), e/ou não superior a 5% do componente de material retido da etapa de separação da corrente de alimentação (1) levado para dentro da referida aparelhagem com a referida corrente de gás em bruto (17) são removidos através da terceira corrente de permeado (11).

16. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que: não inferior a 97% da etapa de separação da corrente de alimentação (1) do componente de material retido levado para dentro da referida aparelhagem com a corrente de gás em bruto (17) são removidos através da referida segunda coluna de material retido (8), e/ou não superior a 3% do componente de material retido da etapa de separação da corrente de alimentação (1) levado para dentro da referida aparelhagem com a referida corrente de gás em bruto (17) são removidos através da terceira corrente de permeado (11).

17. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que: não inferior a 99% da etapa de separação da corrente de alimentação (1) do componente de material retido levado para dentro da referida aparelhagem com a corrente de gás em bruto (17) são removidos através da referida segunda coluna de material retido (8), e/ou não superior a 1% do componente de material retido da etapa de separação da corrente de alimentação (1) levado para dentro da referida aparelhagem com a referida corrente de gás em bruto (17) são removidos através da terceira corrente de permeado (11).

18. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que: não inferior a 99,5% da etapa de separação da corrente de alimentação (1) do componente de material retido levado para dentro da referida aparelhagem com a corrente de gás em bruto (17) são removidos através da referida segunda coluna de material retido (8), e/ou não superior a 0,5% do componente de material retido da etapa de separação da corrente de alimentação (1) levado para dentro da referida aparelhagem com a referida corrente de gás em bruto (17) são removidos através da terceira corrente de permeado (11).

19. Método para controle de uma instalação de produção para separação de gase,s como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado de que: (i) quando a concentração de um componente B menos facilmente permeável opcionalmente também determinada através de um parâmetro que se correlaciona com o mesmo, da referida segunda corrente de material retido (8) cai para abaixo de um valor de ponto de ajuste predeterminado, a pressão da referida segunda corrente de permeado (9a) é abaixada através do referido dispositivo de controle do permeado (18) até que a referida concentração/ parâmetro, esteja de volta à faixa do ponto de ajuste; (ii) quando a concentração de um componente B menos facilmente permeável opcionalmente também determinado através de um parâmetro que se correlaciona com o mesmo, da referida segunda corrente de material retido (8) se eleva acima de um valor de ponto de ajuste predeterminado, a pressão da referida segunda corrente do permeado (9a) é elevada através do dispositivo de controle do referido permeado (18) até que a referida concentração/parâmetro, esteja de volta para a faixa do ponto de ajuste, e/ou sendo que (iii) quando a concentração de um componente B menos facilmente permeável, opcionalmente também determinado através de um parâmetro que se correlaciona com o mesmo, da referida terceira corrente do permeado (11) cai para abaixo de um valor de ponto de ajuste predeterminado, a pressão da referida terceira corrente do material retido (10a) é elevada através do referido dispositivo de controle do material retido (19) até que a referida concentração/ parâmetro, esteja de volta á faixa do ponto de ajuste; (iv) quando a concentração de um componente B menos facilmente permeável, opcionalmente também determinado através de um parâmetro que se correlaciona com o mesmo, da referida terceira corrente do permeado (11) se eleva acima de um valor de ponto de ajuste predeterminado, a pressão da referida terceira corrente do permeado (10a) é abaixada através do dispositivo de controle do referido permeado (19) até que a referida concentração/parâmetro, esteja de volta para a faixa do ponto de ajuste.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a concentração é determinada online e/ou offline.

21. Método para controle de uma instalação de produção para separação de gases, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que: (v) quando o fluxo de volume da referida primeira corrente de material retido (7) se eleva acima de um valor de ponto de ajuste predeterminado, a pressão da referida segunda corrente de permeado (9a) é abaixada através do referido dispositivo de controle do permeado (18) até que a composição ou outra propriedade desejada da referida segunda corrente do material retido (8), que é correlacionada através de uma curva de calibração com o referido fluxo de volume da referida primeira corrente de material retido (7) seja levada de volta para a faixa do ponto de ajuste; (vi) quando o fluxo de volume da referida primeira corrente de material retido (7) diminui, a pressão da referida segunda corrente de permeado (9a) é aumentada através do referido dispositivo de controle do permeado (18) até que a composição ou outra propriedade desejada da referida segunda corrente de material retido (8), seja levada de volta para a faixa do ponto de ajuste; e/ou (vii) quando o fluxo de volume da referida primeira corrente de permeado (6) se eleva, a pressão da referida terceira corrente de material retido (10a) é elevada através do referido dispositivo de controle do material retido (19) até que a composição ou outra propriedade da referida terceira corrente do permeado (11), que está correlacionada através de uma curva de calibração com o referido fluxo de volume da referida primeira corrente de permeado (6) seja levada de volta para a faixa do ponto de ajuste; (viii) quando o fluxo de volume da referida primeira corrente de permeado (6) diminui, a pressão da referida terceira corrente do material retido (10a) é dessa forma abaixada através do referido dispositivo de controle do material retido (19) até que a composição ou outra propriedade da referida terceira corrente do permeado (11), que está correlacionada através de uma curva de calibração com o referido fluxo de volume da referida primeira corrente do permeado (6), seja levada de volta para a faixa do ponto de ajuste.

22. Método, de acordo com a reivindicação 21, caraterizado pelo fato de que uma curva de calibração contendo uma correlação entre a velocidade de fluxo e a pressão é usada como uma curva de controle para a manutenção de uma concentração em alguma outra corrente de gás.

23. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 22, caracterizado pelo fato de que: a queda de pressão através da referida etapa de separação da corrente de alimentação (1) é ajustada a partir de 100 a 3000 kPa (1 a 30 bar), e/ou a queda de pressão através da referida etapa de separação da corrente de alimentação (1) é ajustada a partir de 100 a 100000 kPa (1 a 1000 bar),.

24. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que: a queda de pressão através da referida etapa de separação da corrente de alimentação (1) é ajustada a partir de 200 até 2000 kPa (2 até 20 bar), e/ou a queda de pressão através da referida etapa de separação da corrente de alimentação (1) é ajustada a partir de 500 até 8000 kPa (5 até 80 bar).

25. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que: a queda de pressão através da referida etapa de separação da corrente de alimentação (1) é ajustada a partir de 300 a 1000 kPa (3 a 10 bar), e/ou a queda de pressão através da referida etapa de separação da corrente de alimentação (1) é ajustada a partir de 1000 a 7000 kPa (10 a 70 bar).

26. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 25, caracterizado pelo fato de que: a força de acionamento para a tarefa de separação é uma diferença parcial na pressão entre o lado do material retido e o lado do permeado nas etapas específicas de separação por membrana, em que a referida diferença parcial de pressão é gerada através de um compressor (4) que está disposto no lado de alimentação da referida etapa de separação da corrente de alimentação (1) e opcionalmente por pelo menos umabomba a vácuo na referida segunda e/ou terceira corrente de permeado (9a + 9b) e/ou (11) e/ou por uma corrente de gás de purga no lado do permeado, e/ou a pressão do permeado da referida segunda etapa de separação da corrente de alimentação (1) esteja em um estado igual ou elevado com relação á pressão ambiente, de tal forma que ainda exista uma diferença parcial de pressão entre o material retido e o permeado da referida etapa de separação (3) e dessa forma exista uma força de acionamento no caso em que o referido permeado da referida etapa de separação do permeado (3) esteja na pressão ambiente ou que seja aplicada uma pressão negativa.

27. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 26, caracterizado pelo fato de que: um dispositivo de controle (24) se adapte as necessidades de energia do referido compressor (4) para mudanças na segunda corrente de permeado (9b) e/ou na referida terceira corrente de material retido (10b) e/ou a referida corrente de gás em bruto (17), e/ou quantidades em mudança de gás recicladas a partir da referida segunda corrente de permeado (9b) e/ou da referida terceira corrente de material retido (10b) sejam equalizadas através de uma regulação da quantidade suprida de gás em bruto, , ou o desempenho da instalação de produção da presente invenção seja elevada ou abaixada através da mudança do volume de rendimento do referido compressor (4), sendo que uma mudança resultante na concentração do referido componente B de menos facilidade de permeação na referida segunda corrente de material retido (8) seja contra atacada conforme os métodos alternativos (i)/(ii), e/ou uma mudança resultante na concentração do referido componente B de menos facilidade de permeação na referida terceira corrente do permeado (11) seja contra atacada conforme os métodos alternativos (iii)/(iv), e/ou uma mudança na velocidade de fluxo da referida primeira corrente de material retido (7) seja contra atacada de acordo com métodos alternativos (v)/(vi), e/ou uma mudança resultante na velocidade de fluxo da referida primeira corrente de permeado (6) seja contra atacada de acordo com os métodos alternativos (vii)/(viii).

28. Método, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que: um dispositivo de controle (24) se adapte as necessidades de energia do referido compressor (4) para mudanças na segunda corrente de permeado (9b) e/ou na referida terceira corrente de material retido (10b) e/ou a referida corrente de gás em bruto (17), e/ou quantidades em mudança de gás recicladas a partir da referida segunda corrente de permeado (9b) e/ou da referida terceira corrente de material retido (10b) sejam equalizadas, de forma automática, através de uma regulação da quantidade suprida de gás em bruto, através do referido dispositivo de controle do gás em bruto (25), sem a mudança da velocidade de rotação do referido compressor.

29. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 28, caracterizado pelo fato de que: é praticado no contexto de operação de uma instalação de produção de biogás e em que a velocidade de rotação do compressor e por esse motivo o volume do rendimento do referido compressor (4) seja controlado de acordo com os níveis de enchimento da referida instalação de produção de biogás, determinada através da pressão do fermentador ou dos níveis de enchimento do armazenamento intermediário, com a finalidade de que os níveis de enchimento do fermentador e/ou do armazenamento intermediário possa ser mudado ou mantido constante, e/ou a mistura de gás usada seja uma mistura predominantemente, porém não exclusivamente de dióxido de carbono e metano ou predominantemente, porém não exclusivamente de hidrogênio e metano ou predominantemente, porém não exclusivamente de monóxido de carbono e hidrogênio ou de biogás em bruto ou gás natural em bruto.

30. Instalação para produção de biogás, caracterizada pelo fato de que compreende uma aparelhagem, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 18.