CN115178060A - 用于使用包含两个模块的膜分离单元对生物气流进行膜渗透处理的设备 - Google Patents
用于使用包含两个模块的膜分离单元对生物气流进行膜渗透处理的设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115178060A CN115178060A CN202210276354.3A CN202210276354A CN115178060A CN 115178060 A CN115178060 A CN 115178060A CN 202210276354 A CN202210276354 A CN 202210276354A CN 115178060 A CN115178060 A CN 115178060A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- permeate
- retentate
- methane
- biogas stream
- membrane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 88
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 62
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000012465 retentate Substances 0.000 claims abstract description 42
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 6
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 16
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
- B01D53/225—Multiple stage diffusion
- B01D53/226—Multiple stage diffusion in serial connexion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
- B01D53/228—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion characterised by specific membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
- B01D53/229—Integrated processes (Diffusion and at least one other process, e.g. adsorption, absorption)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
- C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
- C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
- C10L3/101—Removal of contaminants
- C10L3/102—Removal of contaminants of acid contaminants
- C10L3/104—Carbon dioxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
- B01D2256/24—Hydrocarbons
- B01D2256/245—Methane
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/50—Carbon oxides
- B01D2257/504—Carbon dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/46—Compressors or pumps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/54—Specific separation steps for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
- C10L2290/548—Membrane- or permeation-treatment for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本发明涉及用于使用包含两个模块的膜分离单元对生物气流进行膜渗透处理的设备。一种用于对至少包含甲烷和二氧化碳的生物气流进行膜渗透处理的设备，包括：‑用于压缩生物气流的压缩机，‑包含2个模块的膜分离单元：第一模块，其能够接收压缩的生物气流并提供第一渗透物、第二渗透物和第三渗透物以及第一渗余物；第二模块，其能够接收来自第一模块的第一渗透物并提供第四渗透物和第二渗余物，‑至少一个用于将第二渗余物和第三渗透物再循环到压缩机的入口的装置，并且其中，每个模块都包括对二氧化碳的渗透性比对甲烷的渗透性高的至少一个膜。本发明还涉及使用该设备对至少包含甲烷和二氧化碳的生物气流进行膜渗透处理的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于对至少包含甲烷和二氧化碳的生物气流进行膜渗透处理以产生富含甲烷的气流的设备。
背景技术
生物气是有机物在无氧条件下降解(厌氧发酵)——也称为甲烷化——过程中产生的气体。这可以是自然降解——因此在沼泽地或生活垃圾填埋场中可以观察到——但生物气的产生也可以通过废弃物在专用反应器(称为甲烷化器或消化器)中的甲烷化产生。
由于其主要成分，即甲烷和二氧化碳，生物气是一种强大的温室气体；同时，它还构成可再生能源的来源，在化石燃料日益稀缺的背景下，这是相当可观的。
生物气主要含有甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)，其比例可根据其获得方式而有所不同，但也含有较小比例的水、氮、硫化氢、氧和微量的其它有机化合物。
取决于已降解的有机物和所使用的技术，各组分的比例不同，但平均而言，生物气包含以干气计30％至75％的甲烷、15％至60％的CO2、0％至15％的氮、0％至5％的氧和微量化合物。
生物气以各种方式提质。经过轻微处理后，它可以在生产现场附近进行提质，以供应热、电或两者的混合(热电联产)；高二氧化碳含量降低了其热值，增加了压缩和运输成本，并且限制了将其提质到这种附近使用的经济优势。
对生物气进行更深入的净化允许其得到更广泛的应用；特别地，生物气的深度提纯使得有可能获得已经提纯到天然气规格并且可以替代天然气的生物气；这样提纯的生物气称为“生物甲烷”。因此，生物甲烷以在区域内生产的可再生部分补充天然气资源；它可以用于与化石来源的天然气完全相同的用途。它可供应天然气网络或汽车加气站；它也可以被液化以采用液化天然气(LNG)的形式储存。
特别地，根据当地情况来确定提质生物甲烷的方式：当地能源需求、提质为生物甲烷燃料的可能性、天然气分布或运输网络附近的存在。通过在特定地区经营的各方(农民、制造商、政府当局)之间产生协同效应，生物甲烷的生产有助于这些地区取得更大的能源自给自足。
在收集生物气和获得生物甲烷之间需要完成几个步骤，最终产品能够被压缩或液化。
特别地，在旨在分离二氧化碳以产生净化甲烷流的处理之前需要几个步骤。第一步骤是压缩已产生并处于大气压下的生物气，并且这种压缩可以通过传统方式使用压缩机来实现。以下步骤旨在洗脱生物气中的腐蚀性成分，即硫化氢和挥发性有机化合物(VOC)；所使用的技术通常是变压吸附(PSA)和活性炭捕集。接下来是分离二氧化碳以最终获得纯度满足其后续使用要求的可用甲烷的步骤。
二氧化碳是一种通常存在于天然气中的污染物，并且通常需要将其从天然气中去除。视情况而定，为此使用了各种技术；其中，膜技术在CO2含量高的情况下尤其有效；因此，它被用于分离来自油烟气体或垃圾填埋气体的生物气中存在的CO2。
用于净化气体的膜气体分离工艺，无论它们使用一个还是多个膜级，都必须能够以低成本生产所需品质的气体，同时最大限度地减少希望提质的气体的损失。因此，在生物气净化的情况下，所进行的分离主要是CH4/CO2分离，该分离需要允许产生根据其用途含有超过85％的CH4、优选超过95％的CH4、更优选地超过97.5％的CH4的气体，同时最大限度地减少残余气体中的CH4损失和净化成本，后者在很大程度上与压缩膜上游的气体的设备的电力消耗相关联。
优选允许生产富含甲烷的气流的设备能够控制甲烷损失。
已知与包含两个膜级的系统相比，包含三个膜级的系统提高了甲烷产率。然而，尽管包含三个膜级的系统可以在不增加中间压缩机成本的情况下特别是提高待提质气体(在生物气的情况下为CH4)的回收程度，但由此推断，没有渗透物的中间压缩，在第三膜中就不会获得良好的分离，因此第三膜级的渗余物包含更大比例的在第三级中尚未渗透的待去除气体。这种待去除、不必要地重新压缩的气体增加了压缩机的电力消耗。因此，在生物气的情况下，在第一膜的渗透物在进入第三膜级之前没有进行中间压缩的情况下，第三膜级的渗余物将使一部分CO2再循环到压缩机的入口。因此，减少再循环CO2的这一比例将是有利的。
因此，仍然需要对用于生物气中所含的甲烷和二氧化碳的膜分离的工艺进行改进，使其能够以非常好的收率获得高纯度的甲烷，同时降低系统的运行成本。
发明内容
本发明的一个解决方案是一种用于对至少包含甲烷和二氧化碳的生物气流1进行膜渗透处理的设备，该设备包括：
-用于压缩生物气流1的压缩机2，
-包含两个模块的膜分离单元：
·第一模块3，其能够接收压缩的生物气流并提供第一渗透物5、第二渗透物6和第三渗透物7以及第一渗余物8，
·第二模块4，其能够接收来自第一模块的第一渗透物5并提供第四渗透物9和第二渗余物10，
-至少一个用于将第二渗余物10和第三渗透物7再循环到压缩机2的入口的装置11，并且
其中，每个模块都包括对二氧化碳的渗透性比对甲烷的渗透性高的至少一个膜。
注意，优选地，单个再循环装置能够实现第二渗余物10以及第二渗透物6和第三渗透物7的组合再循环。
优选地，第四渗透物9被排放到大气中或被提质以回收CO2。
附图说明
图1示出根据本发明的设备的一个示例。
具体实施方式
视情况而定，根据本发明的设备可以具有以下特征中的一个或多个：
-再循环装置11能够将第二渗透物6再循环到压缩机2的入口，
-每个模块内的膜都具有相同的选择性，
-至少一个模块包含具有不同选择性的膜，
-该设备在压缩机2的上游包括至少一个用于预净化生物气流的装置；注意，一个或多个用于预净化生物气流的装置选自用于预净化待处理的生物气的装置，其能够根据要求确保干燥、CO2减少、去除挥发性有机化合物(VOC)的全部或部分功能。
-该设备包括用于测量第一渗余物8的压力的装置P；
-该设备包括用于测量第一渗余物8中的甲烷浓度的装置C；注意，装置P和C可以检查产生的生物甲烷(第一渗余物)是否具有所需的特性；优选地，该设备还将包括用于将测定的压力和/或测定的浓度与目标压力和浓度值进行比较的装置，以及用于在测量值低于目标值的情况下将第一渗余物送回产生生物气流的甲烷化器的装置。
-该设备包括用于根据在第一渗余物8中测定的甲烷浓度来设定第一渗余物8的压力的装置。
-该设备包括用于设定第二渗余物10的压力的装置。
本发明还涉及使用根据本发明的设备对至少包含甲烷和二氧化碳的生物气流1进行膜渗透处理的方法，该方法包括：
a)压缩2生物气流1的步骤，
b)向第一模块3供应压缩的生物气流以产生相对于待处理的生物气流富含甲烷的第一渗余物8以及相对于生物气流富含二氧化碳的第一渗透物5、第二渗透物6和第三渗透物7的步骤；其中第一渗透物5比第二渗透物6和第三渗透物7富含甲烷，
c)向第二模块4供应第一渗透物5以产生相对于第一渗透物5富含甲烷的第二渗余物10和相对于第一渗透物富含二氧化碳的第四渗透物9的步骤，和
d)将第二渗余物10和第三渗透物7再循环11到压缩机2的入口的步骤。
第二渗透物将被回收或送至第二模块4。
视情况而定，根据本发明的方法可以具有以下特征中的一个或多个：
-该方法在压缩步骤2的上游包括至少一个预净化生物气流1的步骤；注意，预净化步骤优选地选自干燥、CO2减少或挥发性有机化合物(VOC)的去除，
-该方法包括测量第一渗余物8的压力的步骤；优选地，该方法将包括将测定的压力与目标压力值进行比较的步骤以及在测定的压力低于目标压力值的情况下将第一渗余物送回产生生物气流的甲烷化器的步骤；
-该方法包括测量第一渗余物8中的甲烷浓度的步骤；优选地，该方法将包括将测定的浓度与目标浓度值进行比较的步骤以及在测定的浓度低于目标浓度值的情况下将第一渗余物送回产生生物气流的甲烷化器的步骤；
-该方法包括根据在第一渗余物8中测定的甲烷浓度来设定第一渗余物8的压力的步骤，
-该方法包括设定第二渗余物10的压力的步骤。将执行该步骤以保持排放口处的甲烷水平尽可能低。
测量步骤、比较步骤和设定步骤由数据传输和数据处理装置自动执行。
注意，取决于待处理的生物气的量，根据本发明的设备可以包括并列的多个膜分离单元，所述膜分离单元包含两个如前文定义的模块。然后生物气流将在这些不同的膜分离单元之间被分流。
本发明提出的解决方案可以简化用于对生物气流进行膜渗透处理的工艺，同时降低其生产成本并保持与包含三个膜级的系统相同的性能。
Claims (15)
1.一种用于对至少包含甲烷和二氧化碳的生物气流(1)进行膜渗透处理的设备，包括：
-用于压缩所述生物气流(1)的压缩机(2)，
-包含两个模块的膜分离单元：
·第一模块(3)，其能够接收压缩的生物气流并提供第一渗透物(5)、第二渗透物(6)和第三渗透物(7)以及第一渗余物(8)，
·第二模块(4)，其能够接收来自所述第一模块的第一渗透物(5)并提供第四渗透物(9)和第二渗余物(10)，
-至少一个用于将第二渗余物(10)和第三渗透物(7)再循环到所述压缩机(2)的入口的装置(11)，并且
其中，每个模块都包括对二氧化碳的渗透性比对甲烷的渗透性高的至少一个膜。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述再循环装置(11)能够将所述第二渗透物(6)再循环到所述压缩机的入口。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的设备，其特征在于，每个模块内包括的膜具有相同的选择性。
4.根据权利要求1和2中任一项所述的设备，其特征在于，至少一个模块包括具有不同选择性的膜。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备在所述压缩机(2)的上游包括至少一个用于预净化所述生物气流(1)的装置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括用于测量所述第一渗余物(8)的压力的装置P。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括用于测量所述第一渗余物(8)中的甲烷浓度的装置C。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述设备包括用于根据在所述第一渗余物(8)中测定的甲烷浓度来设定所述第一渗余物(8)的压力的装置。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括用于设定所述第二渗余物(10)的压力的装置。
10.一种用于使用根据权利要求1至9中任一项所述的设备对至少包含甲烷和二氧化碳的生物气流(1)进行膜渗透处理的方法，所述方法包括：
a)压缩(2)所述生物气流(1)的步骤，
b)向第一模块(3)供应压缩的生物气流(1)以产生相对于待处理的生物气流富含甲烷的第一渗余物(8)和相对于生物气流富含二氧化碳的第一渗透物(5)、第二渗透物(6)和第三渗透物(7)的步骤；其中所述第一渗透物(5)比所述第二渗透物(6)和所述第三渗透物(7)富含甲烷，
c)向第二模块(4)供应所述第一渗透物(5)以产生相对于所述第一渗透物富含甲烷的第二渗余物(10)和相对于所述第一渗透物富含二氧化碳的第四渗透物(9)的步骤，和
d)将所述第二渗余物和第三渗透物再循环(11)到所述压缩机的入口的步骤。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法在压缩步骤的上游包括至少一个预净化所述生物气流的步骤。
12.根据权利要求10和11中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括测量所述第一渗余物(8)的压力的步骤。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括测量所述第一渗余物(8)中的甲烷浓度的步骤。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括根据在所述第一渗余物(8)中测定的甲烷浓度来设定所述第一渗余物(8)的压力的步骤。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括设定所述第二渗余物(10)的压力的步骤。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2102827 | 2021-03-22 | ||
| FR2102827A FR3120803A1 (fr) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | Installation pour le traitement par perméation membranaire d’un flux de biogaz avec une unité de séparation membranaire à deux modules |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115178060A true CN115178060A (zh) | 2022-10-14 |
Family
ID=76523042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210276354.3A Pending CN115178060A (zh) | 2021-03-22 | 2022-03-21 | 用于使用包含两个模块的膜分离单元对生物气流进行膜渗透处理的设备 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US12109528B2 (zh) |
| EP (1) | EP4063000A1 (zh) |
| CN (1) | CN115178060A (zh) |
| FR (1) | FR3120803A1 (zh) |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8394174B2 (en) * | 2009-05-18 | 2013-03-12 | American Air Liquide, Inc. | Processes for the recovery of high purity hydrogen and high purity carbon dioxide |
| LT2919888T (lt) * | 2012-11-14 | 2019-10-10 | Evonik Fibres Gmbh | Dujų sudėties valdymas dujų perskyrimo įrenginiu su membranomis |
| US9375677B2 (en) * | 2013-02-26 | 2016-06-28 | Air Liquide Advanced Technologies U.S. Llc | Helium recovery from natural gas |
| FR3010640B1 (fr) * | 2013-09-16 | 2015-09-04 | Air Liquide | Procede pour une epuration finale de biogaz pour produire du biomethane |
| FR3063437B1 (fr) * | 2017-03-02 | 2019-03-29 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Installation et procede pour le traitement par permeation membranaire d'un flux gazeux d'alimentation comprenant du methane et du dioxyde de carbone |
| EP3498668A1 (de) * | 2017-12-12 | 2019-06-19 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren und anlage zur gewinnung von reinhelium |
| FR3084840B1 (fr) * | 2018-08-08 | 2020-07-31 | Air Liquide | Traitement par permeation membranaire avec ajustement de la temperature du premier retentat en fonction de la concentration en ch4 dans le troisieme et/ou quatrieme permeat |
| EP3632525A1 (en) * | 2018-10-02 | 2020-04-08 | Evonik Fibres GmbH | A device and a process for separating methane from a gas mixture containing methane, carbon dioxide and hydrogen sulfide |
| FR3089820B1 (fr) | 2018-12-14 | 2020-11-27 | Air Liquide | Installation et procédé de traitement par perméation membranaire d'un courant gazeux avec ajustement de la concentration en méthane |
| FR3097450B1 (fr) * | 2019-06-20 | 2021-11-19 | Air Liquide | Traitement d’un flux de méthane comprenant des COV et du dioxyde de carbone par combinaison d’une unité d’adsorption et d’une unité de séparation par membrane |
| FR3097774B1 (fr) * | 2019-06-26 | 2021-05-28 | Air Liquide | Installation pour le traitement d’un flux de méthane et de dioxyde de carbone au moyen d’un compresseur à palettes et d’une unité de séparation par membrane |
| US11285434B2 (en) * | 2020-03-30 | 2022-03-29 | Air Products And Chemicals, Inc. | Membrane process and system for high recovery of a nonpermeating gas |
| FR3110092B1 (fr) * | 2020-05-13 | 2022-08-05 | Air Liquide | Installation et procédé de production de biométhane avec perte de méthane limitée et émission de CO2 limitée |
| KR20230039696A (ko) * | 2020-07-14 | 2023-03-21 | 에보닉 오퍼레이션스 게엠베하 | 가스 스트림으로부터 메탄 및 이산화탄소를 분리하기 위한 설비 및 막 프로세스 |
| US11998872B2 (en) * | 2021-10-12 | 2024-06-04 | Air Products And Chemicals, Inc. | Biogas upgrading apparatus and process |
| US20240001293A1 (en) * | 2022-06-29 | 2024-01-04 | Air Liquide Advanced Technologies U.S. Llc | Production of compressed natural gas from raw biogas using gas separation membranes integrated with compressor train |
-
2021
- 2021-03-22 FR FR2102827A patent/FR3120803A1/fr active Pending
-
2022
- 2022-03-21 EP EP22163329.0A patent/EP4063000A1/fr active Pending
- 2022-03-21 CN CN202210276354.3A patent/CN115178060A/zh active Pending
- 2022-03-22 US US17/700,966 patent/US12109528B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4063000A1 (fr) | 2022-09-28 |
| US20220297055A1 (en) | 2022-09-22 |
| FR3120803A1 (fr) | 2022-09-23 |
| US12109528B2 (en) | 2024-10-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9988326B2 (en) | Method for the final purification of biogas for producing biomethane | |
| US20220152552A1 (en) | Method for purifying biogas through membranes at negative temperatures | |
| US20180250627A1 (en) | Plant and method for the membrane permeation treatment of a gaseous feedstream comprising methane and carbon dioxide | |
| US11504668B2 (en) | Facility and method for the treatment by membrane permeation of a gas stream with adjustment of the third-permeate suctioning pressure | |
| CN111321021A (zh) | 利用调节的甲烷浓度通过膜渗透处理气流的设备和方法 | |
| CN110813040B (zh) | 根据原料气流的压力来调节使用的膜的数量的膜渗透处理 | |
| US11311836B2 (en) | Membrane permeation treatment with adjustment of the temperature of the first retentate as a function of the CH4 concentration in the third and/or fourth permeate | |
| CN110938480A (zh) | 包含杂质凝固的由生物气料流生产生物甲烷的方法 | |
| CN111321022A (zh) | 利用调节的第二渗透物的吸气压力通过膜渗透处理气流的设备和方法 | |
| CN110813038A (zh) | 根据第二渗余物中的ch4浓度调节进料气流压力的膜渗透处理 | |
| US20220298443A1 (en) | Plant and process for obtaining biomethane in accordance with the specificities of a transport network | |
| CN115178060A (zh) | 用于使用包含两个模块的膜分离单元对生物气流进行膜渗透处理的设备 | |
| US20230338889A1 (en) | Facility and method for producing biomethane with limited methane loss and limited co2 emissions | |
| CN112138512A (zh) | 用于借助于叶片式压缩机和膜分离单元处理甲烷和二氧化碳流的设备 | |
| AU2013231263A1 (en) | Combined gas processing | |
| US20220073833A1 (en) | Arrangement for regulation of a plant for the membrane permeation treatment of biogas | |
| US20240115988A1 (en) | Membrane permeate recycle with pressurized anaerobic digesters | |
| Onuţu et al. | Study of the Membrane Performances in Separation of Biomethane from Raw Biogas. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20221014 |