CN117098851A - 用于提高碳转化效率的工艺 - Google Patents

用于提高碳转化效率的工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN117098851A
CN117098851A CN202280026186.0A CN202280026186A CN117098851A CN 117098851 A CN117098851 A CN 117098851A CN 202280026186 A CN202280026186 A CN 202280026186A CN 117098851 A CN117098851 A CN 117098851A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stream
module
gas
fermentation
passed
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
Application number
CN202280026186.0A
Other languages
English (en)
Inventor
R·J·孔拉多
S·D·辛普森
M·E·马丁
J·C·布罗姆利
R·R·罗辛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lanzatech Inc
Original Assignee
Lanzatech Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lanzatech Inc filed Critical Lanzatech Inc
Publication of CN117098851A publication Critical patent/CN117098851A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/02—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment
    • C10K3/026—Increasing the carbon monoxide content, e.g. reverse water-gas shift [RWGS]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2455—Stationary reactors without moving elements inside provoking a loop type movement of the reactants
    • B01J19/2465—Stationary reactors without moving elements inside provoking a loop type movement of the reactants externally, i.e. the mixture leaving the vessel and subsequently re-entering it
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/40—Carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C10G2/35—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of another activation, e.g. radiation, vibration, electrical or electromagnetic means
    • 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
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/12—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing fuels or solvents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M43/00—Combinations of bioreactors or fermenters with other apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
    • C12P7/065—Ethanol, i.e. non-beverage with microorganisms other than yeasts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/18—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic polyhydric
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/54—Acetic acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C25B15/08—Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
    • C25B15/081—Supplying products to non-electrochemical reactors that are combined with the electrochemical cell, e.g. Sabatier reactor
    • 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
    • C10L2290/26—Composting, fermenting or anaerobic digestion fuel components or materials from which fuels are prepared
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M43/00—Combinations of bioreactors or fermenters with other apparatus
    • C12M43/04—Bioreactors or fermenters combined with combustion devices or plants, e.g. for carbon dioxide removal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • 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)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Fodder In General (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

本公开提供例如气体发酵工艺的CO消耗工艺与CO2到CO转化系统的集成。本公开能够利用通过工业工艺生成的包括CO2的气态底物，并且提供一个或多个去除模块，以在包括CO2的气态底物传递到CO2到CO转化系统之前从所述气态底物中去除至少一种成分。本公开还可包括一个或多个压力模块、一个或多个CO2浓度模块、一个或多个O2分离模块和/或水电解模块。通过将由CO消耗工艺产生的CO2再循环到所述CO2到CO转化工艺来提高碳转化效率。

Description

用于提高碳转化效率的工艺
相关申请的交叉引用
本申请要求2021年4月9日提交的第63/173,247号美国临时专利申请的权益，其全部内容以引入的方式并入本文中。
技术领域
本公开涉及用于提高碳转化效率的工艺和方法。确切地说，本公开涉及一氧化碳消耗工艺与工业工艺或与合成气的组合，其中来自工业工艺或合成气的气体经历处理和转化，且通过一氧化碳消耗工艺产生的二氧化碳再循环以提高产物产率。
背景技术
二氧化碳(CO2)占由人类活动引起的全球温室气体排放量的约76％，其中剩下的是甲烷(16％)、氧化亚氮(6％)和氟化气体(2％)(美国环境保护局)。减少温室气体排放，特别是CO2排放，对于制止全球变暖的演变以及随之而来的气候和天气变化至关重要。
早已认识到，催化工艺(如费托工艺(Fischer-Tropsch process))可用于将包括CO2、一氧化碳(CO)和/或氢气(H2)的气体转化成各种燃料和化学品。然而，近来，气体发酵已经成为用于这种气体的生物固定的替代平台。特别是，已经证明C1固定微生物将包括CO2、CO、CH4和/或H2的气体转化成如乙醇和2,3-丁二醇的产物。
这类气体可来源于例如工业工艺，包含来自以下的气体排放物：碳水化合物发酵、气体发酵、水泥制造、制浆造纸、炼钢、炼油及相关工艺、石化生产、焦炭生产、厌氧或好氧消化、气化、天然气开采、原油开采、冶金工艺、铝、铜和/或铁合金的生产和/或精炼、地质储层、费托(Fischer-Tropsch)工艺、甲醇生产、热解、蒸汽甲烷重整、干式甲烷重整、沼气或天然气的部分氧化，和沼气或天然气的自热重整。
为了在如C1固定发酵工艺的CO消耗工艺中优化这些气体的使用，工业气体可需要处理和转化的组合。因此，仍然需要改善工业工艺与CO消耗工艺(包含用于工业气体的处理和转化的工艺)的集成，从而优化碳转化效率。
发明内容
公开了一种用于提高碳转化效率的工艺。工艺包括：a)将含有CO2的气态底物从工业工艺、合成气体工艺或其组合传递到至少一个去除模块以用于从含有CO2的气态底物去除至少一种成分，以产生经处理的气体料流，包括CO2的至少一部分；b)将经处理的气体料流传递到CO2到CO转化系统，以用于转化所述CO2的至少一部分以产生第一富含CO的料流，其中所述CO2到CO转化系统选自逆水煤气反应系统、热催化转化系统、电催化转化系统、部分燃烧系统或等离子体转化系统；c)将所述第一富含CO的料流的至少一部分传递到包括至少一种C1固定微生物的培养物的生物反应器；d)发酵所述培养物以产生一种或多种发酵产物和包括CO2和H2的发酵后气态底物；e)将包括CO2和H2的所述发酵后气态底物的至少一部分传递到至少一个去除模块，以用于从所述发酵后气态底物去除至少一种成分以产生经处理的气体料流；以及f)将经处理的料流的至少一部分再循环到所述CO2到CO转化系统。
工业工艺可选自工业工艺选自发酵、碳水化合物发酵、糖发酵、纤维素发酵、气体发酵、水泥制造、制浆造纸、制钢、炼油、石化生产、焦炭生产、厌氧消化、好氧消化、天然气提取、原油提取、地质储层、冶金工艺、铝、铜和/或铁合金的精炼、铝、铜和或铁合金的生产、直接空气捕获或其任何组合；或合成气体工艺是选自煤的气化、精炼残留物的气化、石油焦气化、生物质的气化、木质纤维素材料的气化、废料木的气化、黑液的气化、市政固体废弃物的气化、市政液体废弃物的气化、工业固体废弃物的气化、工业液体废弃物的气化、垃圾衍生燃料的气化、污水的气化、污水污泥的气化、来自废水处理的污泥的气化、沼气的气化、垃圾填埋气的重整、沼气的重整、甲烷的重整、石脑油重整、部分氧化或其任何组合。
富H2料流可以使用水电解器产生，并且富H2料流的至少一部分可在传递到生物反应器之前与富含CO的料流共混，或富H2料流的至少一部分可传递到生物反应器；或富H2料流的至少一部分可在传递到生物反应器之前与富含CO的料流共混且富H2料流的至少一部分可传递到生物反应器。
富含CO的料流从CO2到CO转化系统的加工可以在传递到生物反应器之前传递到去除模块。至少一种成分可从以下中去除：a)富含CO的料流；b)含CO2的气体底物；和c)发酵后气态底物；且可选自含硫化合物、芳香族化合物、炔烃、烯烃、烷烃、链烯、含氮化合物、氧气、含磷化合物、颗粒物、固体、氧气、卤代化合物、含硅化合物、羰基化合物、金属、醇、酯、酮、过氧化物、醛、醚、焦油和萘。通过去除模块从富含CO的料流去除的至少一种成分可包括氧气。所去除和/或所转化的至少一种成分是微生物抑制剂和/或催化剂抑制剂。所去除的至少一种成分可以通过发酵步骤产生、引入和/或浓缩。所去除的至少一种成分可由CO2到CO转化系统产生、引入和/或浓缩。
C1固定微生物可以是一氧化碳营养菌。一氧化碳营养型细菌可以选自包括以下的组：穆尔氏菌属(Moorella)、梭菌属(Clostridium)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、醋杆菌属(Acetobacterium)、真杆菌属(Eubacterium)、丁酸杆菌属(Butyribacterium)、产醋杆菌属(Oxobacter)、甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)和脱硫肠状菌属(Desulfotomaculum)。一氧化碳营养型细菌可为自产乙醇梭菌。
含CO2的气态底物可传递到二氧化碳浓度模块，以增强以下中所含有的二氧化碳的含量：(i)在含有CO2的气态底物传递到一个或多个去除模块之前的含有CO2的气态底物，(ii)在包括至少一部分二氧化碳的经处理气体料流传递到水电解器之前的所述经处理气体料流；和/或(iii)在发酵后气态底物传递到一个或多个去除模块或生物反应器之前的所述发酵后气态底物。来自工业工艺、合成气体工艺或其组合的含有CO2的气态底物可传递到压力模块以产生含有CO2的加压气体料流，然后将含有CO2的加压气体料流传递到第一去除模块。富含CO的料流可以传递到压力模块以产生加压CO料流，并且加压CO流可以传递到生物反应器。
至少一个去除模块可以选自水解模块、酸性气体去除模块、脱氧模块、催化氢化模块、颗粒去除模块、氯去除模块、焦油去除模块或氰化氢抛光模块。
至少一种发酵产物可以选自乙醇、丁酸酯、2,3-丁二醇、乳酸酯、丁烯、丁二烯、甲基乙基酮、乙烯、丙酮、异丙醇、脂质、3-羟基丙酸酯、萜烯、脂肪酸、2-丁醇、1,2-丙二醇或1-丙醇。发酵产物中的至少一种可进一步转化成柴油、喷气燃料和/或汽油的至少一种组分。至少一种发酵产物可包括微生物生物质。可以处理微生物生物质的至少一部分以产生动物饲料的至少一部分。
富含CO的料流可包括至少一部分氧气，并且富含CO的料流的至少一部分可传递到氧气分离模块以从富含一氧化碳的料流中分离至少一部分氧气。
还公开一种用于改进集成工业发酵系统的工艺经济的工艺。工艺包括：a)将包括水的原料传递到水电解器，其中水的至少一部分转化为H2和O2；b)将含有CO2的气态底物传递到逆水煤气变换工艺以产生富含CO的料流；c)将H2的至少一部分和所述富含CO的料流的至少一部分从逆水煤气变换工艺传递到含有至少一种C1固定微生物的培养物的生物反应器；d)发酵所述培养物以产生一种或多种发酵产物和包括CO2和H2的发酵后气态底物；以及e)将所述发酵后气态底物的至少一部分传递回到所述逆水煤气变换工艺。发酵后气态底物中离开生物反应器的CO2的量可以大于引入到生物反应器的未转化CO2的量。发酵工艺执行CO2浓度模块的功能。
附图说明
图1A示出工艺集成方案，其描绘去除模块、CO2到CO转化系统和任选的水电解模块与CO消耗工艺的集成。图1B进一步示出在去除模块之前的压力模块。图1C进一步示出在CO消耗工艺之前的压力模块。
图2示出工艺集成方案，其描绘去除模块、CO2到CO转化系统、任选的O2分离模块和任选的水电解模块与CO消耗工艺的集成。
图3示出工艺集成方案，其描绘在去除模块之前的任选的CO2浓度模块、CO2到CO转化系统、任选的水电解模块和任选的O2分离模块与CO消耗工艺的集成。
图4示出工艺集成方案，其描绘在去除模块之后的任选的CO2浓度模块、CO2到CO转化系统、任选的水电解模块和任选的O2分离模块与CO消耗工艺的集成。
图5示出工艺集成方案，其描绘在任选的压力模块之后的水电解模块的集成，其中来自水电解模块的气体的一部分在传递到CO消耗工艺之前与来自CO2到CO转化系统的气体共混。
图6示出工艺集成方案，其描绘在CO2到CO转化系统之后的另外的去除模块的集成。
具体实施方式
本发明人已经鉴定，生成CO2的工业工艺与CO消耗工艺以及在CO2到CO转化工艺之前的去除工艺的集成能够为生成CO2的工业工艺和CO消耗工艺提供显著的益处，所述CO消耗工艺可以是C1固定发酵工艺。
术语“工业工艺”是指涉及化学、物理、电气和/或机械步骤的用于产生、转化、精炼、重整、提取或氧化物质的工艺。示例性工业工艺包含但不限于碳水化合物发酵、气体发酵、水泥制造、制浆造纸、炼钢、炼油及相关工艺、石化生产、焦炭生产、厌氧或好氧消化、气化(如生物质、液体废物料流、固体废物料流、市政流、化石资源(包含天然气、煤炭和石油)的气化)、天然气提取、原油提取、冶金工艺，铝、铜和/或铁合金的生产和/或精炼、地质储层、费托工艺、甲醇生产、热解、蒸汽甲烷重整、干式甲烷重整、沼气或天然气的部分氧化、直接空气捕获和沼气或天然气的自热重整。在这些实施例中，可以使用任何便利的方法从工业过程中捕获底物和/或C1碳源，然后将其排放到大气中。
术语“来自工业工艺的气体”、“来自工业工艺的气体源”和“来自工业工艺的气态底物”可互换使用来指代来自工业工艺的废气、工业工艺的副产物、工业工艺的联产物、在工业工艺内再循环的气体和/或在工业设施内用于能量回收的气体。在一些实施例中，来自工业工艺的气体是变压吸附(PSA)尾气。在一些实施例中，来自工业工艺的气体是通过CO2提取工艺获得的气体，所述提取工艺可涉及胺洗涤或使用碳酸酐酶溶液。
“C1”是指单碳分子，例如CO、CO2、甲烷(CH4)或甲醇(CH3OH)。“C1含氧化合物”是指还包含至少一个氧原子的单碳分子，例如CO、CO2或CH3OH。“C1碳源”是指充当本公开的微生物的部分或唯一碳源的单碳分子。举例来说，C1碳源可包括CO、CO2、CH4、CH3OH或甲酸(CH2O2)中的一种或多种。优选地，C1碳源包括CO和CO2中的一种或两种。“C1固定微生物”是具有从C1碳源产生一种或多种产物的能力的微生物。通常，本公开的微生物为C1固定细菌。
“底物”是指碳源和/或能量来源。底物通常呈气态并且包含C1碳源，例如CO、CO2和/或CH4。优选地，底物包括CO或CO和CO2的C1碳源。底物还可以包含其他非碳组分，如H2、N2或电子。如本文所用，“底物”可指代用于本公开的微生物的碳源和/或能量来源。
术语“共底物”是指虽然不一定是用于产物合成的主要能量和材料来源，但是当与另一底物(如主要底物)组合时，可以用于产物合成的物质。
“包括CO2的气态底物”、“包括CO2的气体”或“包括CO2的气态源”可包含包括CO2的任何气体。气态底物通常将包括显著比例的CO2，优选地按体积计至少约5％到约100％的CO2。另外，气态底物可包括氢气(H2)、氧气(O2)、氮气(N2)和/或CH4中的一种或多种。如本文所使用，CO、H2和CH4可被称为“富能量气体”。
如本文所使用的术语“碳捕获”是指从包括CO2和/或CO的料流中固定包含CO2和/或CO的碳化合物，和a)将CO2和/或CO转化成产物，b)将CO2和/或CO转化成适合长期存储的物质，c)将CO2和/或CO捕集在适合长期存储的物质中或d)这些工艺的组合。
术语“增加效率”、“增加的效率”等是指反应的速率和/或输出的增加，如将CO2和/或CO转化成产物的速率增加，和/或产物浓度增加。“增加效率”在相对于发酵工艺使用时包含但不限于增加以下中的一个或多个：催化发酵的微生物的生长速率、在较高产物浓度下的生长和/或产物产生速率、每消耗的底物体积所产生的所需产物的体积、产生所需产物的产生速率或水平和与发酵的其它副产物相比产生的所需产物的相对比例。
如本文所用，“反应物”是指存在于化学反应中并且在反应期间被消耗以产生产物的物质。反应物是在化学反应期间经历变化的起始材料。在特定实施例中，反应物包含但不限于CO和/或H2。在特定实施例中，反应物是CO2。
“CO消耗工艺”是指其中CO为反应物；CO被消耗以产生产物的工艺。CO消耗工艺的非限制性实例是C1固定气体发酵工艺。CO消耗工艺可涉及产生CO2的反应。举例来说，CO消耗工艺可导致至少一种产物(例如发酵产物)以及CO2的产生。在另一实例中，乙酸生产是CO消耗工艺，其中CO在压力下与甲醇反应。
“气体料流”是指能够例如从一个模块传递到另一模块、从一个模块传递到CO消耗工艺和/或从一个模块传递到碳捕获装置的任何底物料流。
气体料流通常将不是纯CO2料流，并且将包括一定比例的至少一种其它组分。例如，每种来源可以具有不同比例的CO2、CO、H2和各种成分。由于比例变化，必须在将气体料流引入到CO消耗工艺之前对其进行加工。气体料流的加工包含可能是微生物抑制剂和/或催化剂抑制剂的各种成分的去除和/或转化。优选地，催化剂抑制剂在传递到CO2到CO转化工艺之前被去除和/或转化，并且微生物抑制剂在传递到CO消耗工艺之前被去除和/或转化。另外，气体料流可需要经历一个或多个浓缩步骤，由此增加CO和/或CO2的浓度。优选地，在传递到CO2到CO转化工艺之前，气体料流将经历浓缩步骤以增加CO2的浓度。已发现，进入CO2到CO转化工艺的CO2的较高浓度会导致由CO2到CO转化工艺产生的CO的较高浓度。
“去除模块”、“污染物去除模块”、“清除模块”、“处理模块”等包含能够从气体料流转化和/或去除至少一种成分的技术。去除模块的非限制性实例包含水解模块、酸性气体去除模块、脱氧模块、催化氢化模块、颗粒去除模块、氯化物去除模块、焦油去除模块和氰化氢抛光模块。
如本文所用，术语“成分”、“污染物”等是指可在气体料流中发现的微生物抑制剂和/或催化剂抑制剂。在特定实施例中，成分包含但不限于含硫化合物、芳香族化合物、炔烃、烯烃、烷烃、链烯、含氮化合物、含磷化合物、微粒物质、固体、氧气、卤代化合物、含硅化合物、羰基、金属、醇、酯、酮、过氧化物、醛、醚、焦油和萘。优选地，通过去除模块去除的成分不包含CO2。
如本文所用，“微生物抑制剂”是指减慢或阻止特定化学反应或其它过程(包含微生物)的一种或多种成分。在特定实施例中，微生物抑制剂包含但不限于氧气(O2)、氰化氢(HCN)、乙炔(C2H2)和BTEX(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)。
如本文所用，“催化剂抑制剂”、“吸附剂抑制剂”等是指降低化学反应的速率或阻止化学反应的一种或多种物质。在特定实施例中，催化剂抑制剂可包含但不限于硫化氢(H2S)和硫化羰(COS)。
在某些情况下，通过发酵步骤产生、引入和/或浓缩至少一种去除的成分。这些成分中的一种或多种可存在于发酵后气态底物中。举例来说，可通过发酵步骤产生、引入和/或浓缩呈H2S形式的硫。在特定实施例中，在发酵步骤中引入硫化氢。在各种实施例中，所述发酵后气态底物包括硫化氢的至少一部分。硫化氢可以是催化剂抑制剂。如果使用硫化氢，可能会抑制特定的CO2到CO转化工艺。为了将非抑制性发酵后气态底物传递到CO2到CO转化工艺，可需要通过一个或多个去除模块来去除存在于发酵后气态底物中的硫化氢的至少一部分或其它成分。在另一个实施例中，丙酮可通过发酵步骤产生，并且木炭可用作去除模块。
术语“经处理的气体”和“经处理的气体料流”是指已经传递通过至少一个去除模块并且已去除和/或转化一种或多种成分的气体料流。举例来说，“CO2经处理的气体料流”是指已经传递通过一个或多个去除模块的包括CO2的气体。
“浓度模块”等是指能够增加气体料流中的特定组分的含量的技术。在特定实施例中，浓度模块是CO2浓度模块，其中离开CO2浓度模块的气体料流中的CO2的比例高于在传递到CO2浓度模块之前的气体料流中的CO2的比例。在一些实施例中，CO2浓度模块使用脱氧技术从气体料流中去除O2，并且因此增加气体料流中CO2的比例。在一些实施例中，CO2浓度模块使用变压吸附(PSA)技术从气体料流去除H2，并且因此增加气体料流中CO2的比例。在某些情况下，发酵工艺执行CO2浓度模块的功能。在一些实施例中，将气体料流从浓度模块传递到碳捕获和隔离(CCS)单元或提高石油采收率(EOR)单元。
如本文所用，术语“CO2到CO转化系统”是指选自逆水煤气反应系统、热催化转化系统、电催化转化系统、部分燃烧系统和等离子体转化系统的至少一个单元。此前，采用CO2电解模块作为将至少一些收集的CO2转化为CO的工艺。然而，在一些应用中，电力可能成本高昂、不可持续、不可靠或不易获得。因此，需要另一种解决方案来利用可用的CO2废气。CO2到CO转化系统提供此解决方案。CO2到CO转化系统的特定实施例是逆水煤气反应单元或系统。
如本文所用，术语“逆水煤气反应单元”/“rWGR单元”是指用于从二氧化碳和氢气产生水的单元或系统，其中一氧化碳作为副产物。术语“水煤气”被定义为主要由一氧化碳(CO)和氢气(H2)组成的燃料气体。水煤气变换中的术语‘变换’意指改变水煤气组成(CO:H2)比率。可以通过添加CO2来增加比率或通过将蒸汽添加到反应器中来减小比率。逆水煤气反应单元可包括单级或多于一个级。不同级可以在不同温度下进行，并且可以使用不同的催化剂。
术语“热催化转化”，另一种合适的CO2到CO转化系统，是指通过使用热能作为产生CO的反应的驱动力来破坏CO2和其它反应物在催化剂上的稳定原子和分子键的工艺。由于CO2分子具有热力学和化学稳定性，因此如果将CO2用作单一反应物，则需要大量的能量。因此，通常将例如氢气的其它物质用作共反应物以使热力学过程更容易。许多催化剂对于所述过程是已知的，例如金属和金属氧化物以及纳米大小的催化剂金属-有机框架。各种碳材料已用作催化剂的载体。
如本文所用，术语“部分燃烧系统”是指其中氧气供应部分氧化的氧化物要求的至少一部分的系统，并且其中存在的反应物二氧化碳和水基本上转化为一氧化碳和氢气。
术语“等离子体转化”是指CO2转化工艺，集中于等离子体与催化剂的组合，被称作等离子体催化。“等离子体”也称为“第四物质状态”，是除中性地面状态分子之外，由电子、各种类型的离子、基团、激发原子和分子组成的电离气体。用于CO2转化的三种最常见的等离子体类型是：介质阻挡放电(DBD)、微波(MW)等离子体和滑动弧(GA)等离子体。
用于CO2转化的“等离子体转化系统”包括：(i)高过程多功能性，允许进行不同种类的反应(例如，纯CO2分裂，以及在H源存在下的CO2转化，例如CH4、H2或H2O)；(ii)低投资和运营成本；(iii)不要求使用稀土金属；(iv)非常模块化的设置，当等离子体反应器与工厂产量线性地按比例增加时，允许按需生产；以及(v)其可极易与(各种)可再生电力结合。
术语“电解模块”和“电解器”可互换使用，以指代使用电力来驱动非自发反应的单元。电解技术是本领域中已知的。示例性工艺包含碱性水电解、质子或阴离子交换膜(PEM、AEM)电解和固体氧化物电解(SOE)(Ursua等人，《电气与电子工程师协会会报(Proceedingsof the IEEE)》100(2):410-426,2012；Jhong等人，《化学工程最新意见(Current Opinionin Chemical Engineering)》2:191-199,2013)。术语“法拉第效率”是指参考流动通过电解器并转移到还原产物而不是无关工艺中的电子数量的值。SOE模块在高温下操作。低于电解模块的热中性电压时，电解反应是吸热的。高于电解模块的热中性电压时，电解反应是放热的。在一些实施例中，在不增加压力的情况下操作电解模块。在一些实施例中，电解模块在5到10巴的压力下操作。
“CO2电解模块”是指能够将CO2分解成CO和O2的单元并且由以下化学计量反应所定义：2CO2+电力→2CO+O2。使用不同的催化剂还原CO2会影响最终产物。已经表明催化剂(包含但不限于Au、Ag、Zn、Pd和Ga催化剂)对于由CO2生产CO是有效的。在一些实施例中，离开CO2电解模块的气体料流的压力为大约5到7巴。
“水电解模块”和“H2电解模块”是指能够将呈蒸汽形式的H2分解为H2和O2的单元，并且由以下化学计量反应定义：2H2O+电力→2H2+O2。水电解模块将质子还原为H2并将O2-氧化为O2。可将通过电解产生的H2与包括C1的气态底物共混作为一种手段来供应附加原料，并改进底物组成。
H2和CO2电解模块具有2个气体出口。电解模块的一侧(阳极)包括H2或CO(以及其它气体，如未反应的水蒸气或未反应的CO2)。第二侧(阴极)包括O2(以及潜在的其它气体)。被传递到电解工艺的原料的组成可确定CO料流中存在各种组分。举例来说，原料中惰性组分(如CH4和/或N2)的存在可导致那些组分中的一种或多种存在于富含CO的料流中。另外，在一些电解器中，在阴极处产生的O2跨越到生成CO的阳极，和/或CO跨越到阳极侧，从而导致期望的气体产物的交叉污染。
术语“分离模块”用于指代能够将物质分为两种或更多种组分的技术。举例来说，“O2分离模块”可用于将包括O2的气态底物分离成主要包括O2的料流(也称为“富含O2的料流”或“富O2的气体”)和主要不包括O2、不包括O2或仅包括痕量的O2的料流(也称为“O2贫乏料流”或“O2耗乏料流”)。
术语“富含料流”、“富气体”，“高纯度气体”等是指在通过如rWGS单元的模块之后特定组分的比例与进入模块的输入料流中的所述组分的比例相比较大的气体料流。例如，在包括CO2的气态底物通过如rWGS单元的CO2到CO转化系统时，可产生“富含CO的料流”。当水气态底物通过水电解模块时，可产生“富含H2的料流”。从CO2或水电解模块的阳极自动出现“富含O2的料流”；当包括O2的气态底物通过O2分离模块时，也可产生“富含O2的料流”。当包括CO2的气态底物通过CO2浓度模块时，可产生“富含CO2的料流”。
如本文所使用，术语“贫乏料流”、“耗乏气体”等是指在通过如浓度模块或分离模块的模块之后特定组分的比例与进入所述模块的输入料流中所述组分的比例相比较低的气体料流。举例来说，当包括O2的气态底物通过O2分离模块时，可产生O2贫乏料流。O2贫乏料流可包括来自CO2到CO转化系统的未反应的CO2。O2贫乏料流可包括痕量的O2或不包括O2。当包括CO2的气态底物通过CO2浓度模块时，可产生“CO2贫乏料流”。CO2贫乏料流可包括CO、H2和/或如微生物抑制剂或催化剂抑制剂的成分。CO2贫乏料流可包括痕量的CO2或不包括CO2。
在特定实施例中，本公开提供一种集成工艺，其中气体料流的压力能够增加和/或降低。术语“压力模块”是指能够产生(即，增加)或降低气体料流压力的技术。可通过任何合适的方式增加和/或降低气体的压力，例如一个或多个压缩机和/或阀门。在某些情况下，气体料流的压力可低于最优压力，或气体料流的压力可高于最优压力，并且因此可包含降低压力的阀门。压力模块可位于本文所述的任何模块之前或之后。举例来说，可在去除模块之前、在浓度模块之前、在水电解模块之前和/或在CO消耗工艺之前利用压力模块。
“加压的气体料流”是指已通过压力模块的气态底物。“加压的气体料流”也可用来指代满足特定模块的操作压力要求的气体料流。
术语“CO消耗工艺后气态底物”、“CO消耗工艺后尾气”、“尾气”等可互换使用以指代已通过CO消耗工艺的气体。CO消耗工艺后气态底物可包括未反应的CO、未反应的H2和/或由CO消耗工艺产生(或未并行吸收)的CO2。CO消耗工艺后气态底物可进一步传递到一个或多个压力模块、去除模块、CO2浓度模块和/或水电解模块。在一些实施例中，“CO消耗工艺后气态底物”是发酵后气态底物。
术语“期望组成”用于指在例如气体料流的物质中的组分的期望水平和类型。更具体地，如果气体含有特定组分(即，CO、H2和/或CO2)和/或含有特定比例的特定组分和/或不包括特定组分(即，对微生物有害的污染物)和/或不包括特定比例的特定组分，则认为所述气体具有“期望组成”。在确定气体料流是否具有期望的组成时，可以考虑超过一种组分。
虽然底物不必包括任何H2，但根据本公开的方法，H2的存在不应对产物形成有害。在特定实施例中，H2的存在使醇生产的总效率提高。在一个实施例中，底物包括约30体积％或更少的H2、20体积％或更少的H2、约15体积％或更少的H2或约10体积％或更少的H2。在其它实施例中，底物料流包括低浓度的H2，例如，小于5％、或小于4％、或小于3％、或小于2％、或小于1％，或基本上不含H2。
底物还可以包括一定的CO，例如，约1体积％到约80％体积的CO，或1体积％到约30体积％的CO。在一个实施例中，底物包括少于或等于约20体积％的CO。在特定实施例中，底物包括少于或等于约15体积％的CO、少于或等于约10体积％的CO、少于或等于约5体积％的CO或基本上无CO。
可改善底物组成，以提供期望的或最优的H2:CO:CO2比率。所需H2:CO:CO2比率取决于发酵过程的所需发酵产物。对于乙醇，最优的H2:CO:CO2比率将为：其中x>2y，以便满足乙醇生产的化学计量：
在H2的存在下操作发酵工艺具有减少由发酵工艺产生的CO2量的额外益处。例如，包括最少H2的气态底物通常将通过以下化学计量产生乙醇和CO2：6CO+3H2O→C2H5OH+4CO2。随着由C1固定细菌利用的H2的量的增加，产生的CO2的量减少，即，2CO+4H2→C2H5OH+H2O。
当CO是乙醇产生的唯一碳源和能量源时，损失一部分碳成为CO2，如下：
6CO+3H2O→C2H5OH+4CO2(ΔG°＝-224.90kJ/mol乙醇)
随着底物中可用的H2的量增加，所产生的CO2的量减少。在化学计量比为1:2(CO/H2)时，完全避免了CO2的产生。
5CO+1H2+2H2O→1C2H5OH+3CO2(ΔG°＝-204.80kJ/mol乙醇)
4CO+2H2+1H2O→1C2H5OH+2CO2(ΔG°＝-184.70kJ/mol乙醇)
3CO+3H2→1C2H5OH+1CO2(ΔG°＝-164.60kJ/mol乙醇)
底物的组成可能对反应的效率和/或成本有重大影响。举例来说，O2的存在可降低厌氧发酵工艺的效率。取决于底物的组成，可能需要处理、洗涤或过滤所述底物以去除任何不期望的杂质(如毒素、不期望的组分或灰尘颗粒)和/或增加期望组分的浓度。此外，可通过将由CO消耗工艺产生的CO2再循环返回到CO2到CO转化系统来增加碳捕获，从而提高CO消耗工艺的产率。由CO消耗工艺产生的CO2可在通过CO2到CO转化系统之前进行处理。在一个实施例中，CO2到CO转化系统是rWGS单元，其可以是单级或两个或更多个级。
在一些实施例中，在生物反应器中执行CO消耗工艺。术语“生物反应器”包含由一个或多个容器和/或塔或管路布置组成的发酵装置，所述发酵装置包含连续搅拌槽反应器(CSTR)、固定细胞反应器(ICR)、滴流床反应器(TBR)、气泡柱、气升式发酵罐、静态混合器、循环回路反应器、如中空纤维膜生物反应器(HFM BR)等膜反应器或适用于气体-液体接触的其它容器或其它装置。反应器优选地适于接收包括CO、CO2、H2或其混合物的气态底物。反应器可包括并联或串联的多个反应器(级)。举例来说，反应器可包括其中培养细菌的第一生长反应器和第二发酵反应器，来自生长反应器的发酵液可进料到所述第二发酵反应器并且在第二发酵反应器中可生产大部分发酵产物。
在高压下操作生物反应器允许增加从气相到液相的气体质量传递的速率。因此，通常是优选的是，在高于大气压的压力下进行培养/发酵。同样，由于给定气体转化率部分地随底物保留时间而变并且保留时间决定了生物反应器的所需体积，所以使用加压系统可以大大减小所需生物反应器的体积，并且因此大大降低培养/发酵设备的资金成本。这反过来意味着当将生物反应器保持在高压而不是大气压下时，可以减少保留时间，所述保留时间被定义为生物反应器中的液体体积除以输入气体流速。最优反应条件将部分取决于所使用的特定微生物。然而，一般来说，优选的是，在高于大气压的压力下进行发酵。同样，由于给定气体转化率部分地随底物保留时间而变并且实现期望的保留时间又决定了生物反应器的所需体积，所以使用加压系统可以大大减小所需生物反应器的体积，并且因此大大降低发酵设备的资金成本。
除非上下文另有要求，否则本文所用的短语“发酵”、“发酵工艺”、“发酵反应”等旨在涵盖气态底物的生长期和产物生物合成期两者。在某些实施例中，发酵是在不存在碳水化合物底物(如糖、淀粉、木质素、纤维素或半纤维素)的情况下进行。
通常在含有足以允许微生物生长的营养物、维生素和/或矿物质的水性培养基中维持培养。“营养培养基”、“营养物培养基”和“培养基”用于描述细菌生长培养基。优选地，水性培养基是厌氧微生物生长培养基，如最小厌氧微生物生长培养基。合适的培养基是所属领域中众所周知的。术语“营养物”包含可以用于微生物的代谢途径的任何物质。示例性营养素包含钾、维生素B、微量金属和氨基酸。
术语“发酵液”和“培养液”旨在涵盖组分，包含营养物培养基和培养物或一种或多种微生物的混合物。应注意，术语微生物和术语细菌在本文中可互换使用。
本公开的微生物可用气体料流培养以产生一种或多种产物。举例来说，本公开微生物可产生或可被工程化以产生乙醇(WO 2007/117157)、乙酸酯(WO 2007/117157)、丁醇(WO 2008/115080和WO 2012/053905)、丁酸酯(WO 2008/115080)、2,3-丁二醇(WO 2009/151342和WO 2016/094334)、乳酸酯(WO 2011/112103)、丁烯(WO 2012/024522)、丁二烯(WO2012/024522)、甲基乙基酮(2-丁酮)(WO 2012/024522和WO 2013/185123)、乙烯(WO 2012/026833)、丙酮(WO 2012/115527)、异丙醇(WO 2012/115527)、脂质(WO 2013/036147)、3-羟基丙酸酯(3-HP)(WO 2013/180581)、萜烯，包含异戊二烯(WO 2013/180584)、脂肪酸(WO2013/191567)、2-丁醇(WO 2013/185123)、1,2-丙二醇(WO 2014/036152)、1-丙醇(WO2014/0369152)、分支酸衍生产物(WO 2016/191625)、3-羟基丁酸酯(WO 2017/066498)、1,3-丁二醇(WO 2017/0066498)和2,3-丁二醇(WO2016/094334)。除一种或多种目标产物外，本公开的微生物还可以产生乙醇、乙酸酯和/或2,3-丁二醇。在某些实施例中，微生物生物质本身可以被视为产物。这些产物可进一步转化以产生柴油、喷气燃料和/或汽油的至少一种组分。另外，可以进一步处理微生物生物质以产生单细胞蛋白(SCP)。
“微生物”是微观生物，尤其是细菌、古细菌、病毒或真菌。本公开的微生物通常是细菌。如本文所用，对“微生物”的叙述应被视为涵盖“细菌”。
“亲本微生物”是用于生成本公开的微生物的微生物。亲本微生物可以是天然产生的微生物(被称为野生型微生物)或已经过预先修饰的微生物(被称为突变或重组微生物)。本公开的微生物可以被修饰成表达或过表达在亲本微生物中未表达或过表达的一种或多种酶。类似地，本公开的微生物可以被修饰成包括亲本微生物所不含的一种或多种基因。本公开的微生物还可以被修饰成不表达或表达较低量的在亲本微生物中表达的一种或多种酶。在一个实施例中，亲本微生物是自产乙醇梭菌、永达尔梭菌或拉氏梭菌。在一个实施例中，亲本微生物为自产乙醇梭菌LZ1561，其于2010年6月7日根据《布达佩斯条约(BudapestTreaty)》的条款于2010年6月7日保藏在位于德国布伦瑞克省D-38124Inhoffenstraβe 7B的德国微生物菌种保藏中心(Deutsche Sammlung von Mikroorganismen undZellkulturen GmbH(DSMZ))，并且授予登录号为DSM23693。此菌株在国际专利申请第PCT/NZ2011/000144号中进行了描述，所述国际专利申请以WO 2012/015317公开。
术语“衍生自”表示核酸、蛋白质或微生物从不同的(例如亲本或野生型)核酸、蛋白质或微生物修饰或改编，从而产生新的核酸、蛋白质或微生物。此类修饰或改编通常包括核酸或基因的插入、缺失、突变或取代。一般来说，本公开的微生物衍生自亲本微生物。在一个实施例中，本公开的微生物衍生自自产乙醇梭菌、扬氏梭菌或拉氏梭菌。在一实施例中，本公开的微生物衍生自自产乙醇梭菌LZ1561，其以DSMZ登录号DSM23693保藏。
本公开的微生物可以基于功能特性进一步分类。例如，本公开的微生物可以是或可以衍生自C1固定微生物、厌氧菌、产乙酸菌、产乙醇菌(ethanologen)、一氧化碳营养菌(carboxydotroph)和/或甲烷营养菌。
“伍德-永达尔(Wood-Ljungdahl)”是指如由Ragsdale在《生物化学与生物物理学报(Biochim Biophys Acta)》，1784:1873-1898,2008。可预测地，“伍德-扬达尔微生物”是指包括伍德-永达尔途径的微生物。一般来说，本公开的微生物含有天然伍德-永达尔途径。在本文中，伍德-永达尔路径可以是天然的未经修改的伍德-永达尔路径，或者它可以是有一定程度的基因修饰(例如，过表达、异源表达、敲除等)的伍德-永达尔路径，只要所述伍德-永达尔路径仍然起作用以将CO、CO2和/或H2转化为乙酰-CoA即可。
“厌氧菌”是生长不需要O2的微生物。如果存在的O2高于某一阈值，那么厌氧菌可负面地反应或甚至死亡。然而，一些厌氧菌能够耐受低水平的O2(即，0.000001％到5％ O2)。通常，本公开的微生物是厌氧菌。
“产乙酸菌”是使用伍德-永达尔通路作为其能量保存和合成乙酰-CoA以及乙酰-CoA衍生产物如乙酸的主要机制的绝对厌氧细菌(Ragsdale,《生物化学与生物物理学学报》,1784:1873-1898,2008)。具体来说，产乙酸菌使用伍德-永达尔路径作为(1)用于从CO2还原合成乙酰-CoA的机制、(2)末端电子接受、能量保存过程、(3)用于在细胞碳的合成中固定(同化)CO2的机制(Drake，产乙酸菌原核生物(AcetogenicProkaryotes)，见于《原核生物(TheProkaryotes)》，第3版，第354页，NewYork，NY，2006)。所有天然存在的产乙酸菌都是C1固定型、厌氧型、自养型和非甲烷营养型的。通常，本公开的微生物是产乙酸菌。
“产乙醇菌”为产生或能够产生乙醇的微生物。通常，本公开的微生物是产乙醇菌。
“自养菌”是能够在没有有机碳的情况下生长的微生物。相反，自养菌使用无机碳源，如CO和/或CO2。通常，本公开的微生物是自养菌。
“一氧化碳营养菌”是能够利用CO作为碳和能量的唯一来源的微生物。通常，本公开的微生物是一氧化碳营养菌。
“甲烷营养菌”是能够利用甲烷作为碳和能量的唯一来源的微生物。在某些实施例中，本公开的微生物是甲烷营养菌或衍生自甲烷营养菌。在其它实施例中，本公开的微生物不是甲烷氧化菌或不衍生自甲烷氧化菌。
表1提供微生物的代表性列表且鉴别其功能特性。
1伍氏醋酸杆菌可以由果糖产生乙醇，但不能由气体产生乙醇。
2尚未研究大梭菌是否可以依靠CO生长。
3热醋穆尔氏菌的一个菌株穆尔氏菌属HUC22-1据报道由气体产生乙醇。
4尚未研究卵形鼠孢菌是否可以依靠CO生长。
5尚未研究森林土壤醋酸鼠孢菌是否可以依靠CO生长。
6尚未研究类球鼠孢菌是否可以依靠CO生长。
“天然产物”是由未经基因改性的微生物产生的产物。例如，乙醇、乙酸酯和2,3-丁二醇是自产乙醇梭菌、永达尔梭菌和拉氏梭菌的天然产物。“非天然产物”是由经基因改性的微生物产生的产物，而不是由衍生出经基因改性的微生物的未经基因改性的微生物产生的产物。
“选择性”是指目标产物的产量与微生物产生的所有发酵产物的产量的比率。本公开的微生物可以工程化以便以特定选择率或最小选择率产生产物。在一个实施例中，目标产物占由本公开的微生物产生的所有发酵产物的至少约5％、10％、15％、20％、30％、50％或75％。在一个实施例中，目标产物占由本公开的微生物产生的所有发酵产物的至少10％，使得本公开微生物的目标产物选择率为至少10％。在另一个实施例中，目标产物占由本公开的微生物产生的所有发酵产物的至少30％，使得本公开的微生物的目标产物选择率为至少30％。
培养/发酵应该理想地在产生目标产物的适当条件下进行。通常，在厌氧条件下进行培养/发酵。要考虑的反应条件包含压力(或分压)、温度、气体流速、液体流速、培养基pH、培养基氧化还原电势、搅拌速率(如果使用连续搅拌槽反应器)、接种物水平、用于确保液相中的气体不会变成限制的最大气体底物浓度以及避免产物抑制的最大产物浓度。具体地，可以控制底物的引入速率以确保液相中的气体的浓度不会变成限制，因为在气体限制的条件下，产物可能会被培养物消耗。
可以使用本领域已知的任何方法或方法的组合从发酵液中分离或纯化目标产物，所述方法包括例如分馏、蒸发、渗透蒸发、气提、相分离和萃取发酵，包含例如液-液萃取。在某些实施例中，目标产物通过以下从发酵液中回收：从生物反应器中不断去除培养液的一部分、从培养液分离微生物细胞(宜通过过滤)以及从培养液中回收一种或多种目标产物。可例如通过蒸馏回收醇类和/或丙酮。可例如通过吸附于活性炭上而回收酸。分离的微生物细胞优选地返回到生物反应器中。去除目标产物之后残留的游离渗透物也优选地返回到生物反应器中。可以在游离渗透物返回到生物反应器中之前向其中添加另外的营养素(如维生素B)来补充培养基。
图1A示出用于工业工艺110、一个或多个去除模块120、CO2到CO转化系统130、任选的水电解工艺160和CO消耗工艺140的集成的工艺。将来自工业工艺110的包括CO2的气体经由导管112进料到一个或多个去除模块120，以去除和/或转化一种或多种成分128。在一个实施例中，CO2到CO转化系统130是rWGS单元。在一个实施例中，rWGS单元具有单级。在一个实施例中，rWGS单元具有至少两个级。然后，将来自一个或多个去除模块120的经处理的气体经由导管122进料到CO2到CO转化系统130，以用于转化气体料流的至少一部分。在一些实施例中，将来自工业工艺110的包括CO2的气体经由导管114直接进料到CO2到CO转化系统130，以用于转化气体料流的至少一部分；在此实施例中，可在通过工业工艺之前去除如含硫化合物的成分。任选地，作为逆水煤气变换反应的产物产生的可能呈蒸气或蒸汽形式的H2O的至少一部分可以经由导管136从CO2到CO转化系统130再循环到工业工艺110。将经转化的气体料流的至少一部分经由导管132从CO2到CO转化系统130(在此实例中是rWGS单元)传递到CO消耗工艺140。在一些实施例中，将水底物经由导管162进料到水电解模块160以用于转化水底物的至少一部分，并且将富含H2的料流经由导管164传递到CO消耗工艺140。取决于所选择的CO2到CO转化系统130，来自水电解模块160的富含第二H2的料流163可以传递到CO2到CO转化系统130。例如，如果CO2到CO转化系统是rWGS单元，则来自水电解模块160的富含第二H2的料流163传递到CO2到CO转化系统130。图1A示出了第二富含H2的料流163作为从富含H2的料流164分支，然而，在其它实施例中，第二富含H2的料流163可以独立于富含H2的料流164。任选地，可经由导管166将由水电解模块160产生的O2的至少一部分传递到工业工艺110。CO消耗工艺140产生至少一种产物146和CO消耗工艺后气态底物142。
图1A的CO消耗工艺140可以是气体发酵工艺，并且可在接种器和/或一个或多个生物反应器中发生。举例来说，CO消耗工艺140可以是包括至少一种C1固定微生物的培养物的生物反应器中的气体发酵工艺。在其中CO消耗工艺140是气体发酵工艺的实施例中，可发酵培养物以产生一种或多种发酵产物146和发酵后气态底物，如CO消耗工艺气态底物142。
在一些实施例中，图1A的CO消耗工艺140包括产生CO2的反应步骤。在其中CO消耗工艺后气态底物142包括CO2的实施例中，将CO消耗工艺后气态底物142的至少一部分传递到一个或多个去除模块150，以去除和/或转化一种或多种成分158。然后，将包括CO2的经处理气体料流152传递到CO2到CO转化系统130，以用于转化包括CO2的经处理气体料流152的至少一部分，或将包括CO2的经处理气体料流152传递到一个或多个去除模块120，所述一个或多个去除模块从工业工艺110接收包括CO2的气体112。在一些实施例中，将CO消耗工艺后气态底物142传递到从工业工艺110接收包括CO2的气体112的相同的一个或多个去除模块120。在各种实施例中，CO消耗工艺后气态底物142可传递到从工业工艺110接收包括CO2的气体112的一个或多个去除模块120。已发现此处理CO2并将其转化为CO消耗工艺后气态底物的CO的工艺提高碳捕获效率。
在特定实施例中，由图1A的去除模块150去除的至少一种成分由CO消耗工艺140(如气体发酵工艺)产生、引入和/或浓缩。在各种实施例中，由发酵步骤产生、引入和/或浓缩的一种或多种成分包括含硫化合物。在某些情况下，将含硫化合物(如硫化氢)引入到CO消耗工艺140中。发现此硫(以含硫化合物形式存在)降低CO2到CO转化系统130的效率。例如，含硫化合物可以损害在特定实施例中用作CO2到CO转化系统的不同rWGS工艺中使用的一种或多种催化剂。发现一个或多个去除模块150在CO消耗工艺后气态底物被传递到CO2到CO转化系统130之前成功地减少了CO消耗工艺后气态底物中的含硫化合物的量。在CO2到CO转化系统130之前使用去除模块150被发现提高CO2到CO转化系统130的效率。
例如当CO2到CO转化工艺是rWGS单元时，水电解工艺的副产物可以为上文所论述的C1生成工业工艺提供额外益处。本公开的发酵工艺的具体实施例是厌氧工艺，并且取决于经选择用于CO2到CO转化系统选择的技术，O2可以生成为副产物，并且可以分离并通过图1A中的任选导管136，以用于工业工艺110中。CO2到CO转化工艺130的任选的O2副产物136可与工业工艺110集成并且有益地抵消成本，并且在一些情况下，具有进一步降低工业工艺110以及随后的气体发酵的成本的协同作用。在一些实施例中，CO2到CO转化系统将不产生作为副产物的O2。
通常，本文所述的工业工艺通过空气分离得到所需的O2。通过空气分离产生O2是一种能量密集的工艺，其涉及将O2与N2低温分离以实现最高的纯度。取决于所选择的CO2到CO转化系统，通过CO2转化到CO而如线136中产生O2和/或如线166中的水电解，并且替代由空气分离产生的O2，可抵消工业工艺中高达5％的电力成本。
涉及部分氧化反应的若干C1生成工业工艺需要O2输入。示例性工业工艺包含碱性氧炉(BOF)反应、COREX或FINEX制钢工艺、高炉(BF)工艺、铁合金生产工艺、非铁产品制造、石油精炼、石油化工生产、碳水化合物发酵、水泥制造、二氧化钛生产工艺、气化工艺以及它们的任何组合。气化工艺包含但不限于：煤的气化、精炼残留物的气化、生物质的气化、木质纤维素材料的气化、黑液的气化、市政固体废弃物的气化、工业固体废弃物的气化、污水的气化、来自废水处理的污泥的气化、石油焦的气化、天然气的重整、生物气的重整、垃圾填埋气体的重整或它们的任何组合。在这些工业工艺中的一种或多种中，来自CO2到CO转化系统的O2和/或来自水电解的O2可用于抵销或完全代替通常通过空气分离供应的O2。
如图1B和图1C所示，用于工业工艺、一个或多个去除模块、CO2到CO转化系统、任选的水电解工艺和CO消耗工艺的集成的工艺可进一步包含一个或多个压力模块170的集成。举例来说，如图1B所示，将来自工业工艺110的包括CO2的气体112的至少一部分传递到压力模块170，以产生包括CO2的加压气体料流172。然后，将包括CO2的加压气体料流172的至少一部分传递到去除模块120。CO消耗工艺后气态底物142的至少一部分还可通过压力模块170以产生加压尾气，所述加压尾气是包括CO2的加压气体料流172的部分。如图1C所示，将转化的气体料流132的至少一部分从CO2到CO转化系统130传递到压力模块170，以产生包括CO的加压气体料流172，所述包括CO的加压气体料流通过CO消耗工艺140。
图2示出用于工业工艺210、去除模块220、CO2到CO转化系统230、任选的水电解工艺270、CO消耗工艺240和任选的O2分离模块260的集成的工艺。在图2中，CO2到CO转化系统230被选择为rWGS单元。将来自工业工艺210的包括CO2的气体212传递到一个或多个去除模块220，以去除和/或转化一种或多种成分228。然后，将来自一个或多个去除模块220的经处理气体222传递到CO2到CO转化系统230以用于转化经处理气体料流222中的CO2的至少一部分。如果所选择的CO2到CO转化系统产生O2，则任选地，O2的至少一部分可经由导管236从CO2到CO转化系统230进料到工业工艺210。经转化的气体料流232的至少一部分从CO2到CO转化系统230传递到CO消耗工艺240，以产生产物246和CO消耗工艺后气态底物242。在一些实施例中，将水底物272引入到水电解模块270以用于转化水底物的至少一部分以产生被传递到CO消耗工艺240的富含H2的料流274。必要时，富含H2的料流274的一部分可以在料流273中传递到CO2到CO转化系统230。任选地，由水电解模块270产生的O2的至少一部分可在O2料流276中传递到工业工艺210。
在其中CO2到CO转化系统产生O2副产物的特定实施例中，所述工艺包含在CO2到CO转化系统230之后的O2分离模块260以将O2的至少一部分与CO2到CO转化系统230中产生的气体分离。在利用CO2到CO转化系统230下游的O2分离模块260的实施例中，将气体料流234的至少一部分从CO2到CO转化系统230进料到O2分离模块260。在并入有O2分离模块260的实施例中，富含O2的料流264可通过工业工艺210，从而替代工业工艺210中对O2的其它源的需要。在利用CO2到CO转化系统230下游的O2分离模块260的实施例中，O2贫乏料流262的至少一部分从O2分离模块260传递到CO消耗工艺240。在利用CO2到CO转化系统230下游的O2分离模块260的一些实施例中，O2贫乏料流262的至少一部分在线266中从O2分离模块260传递回到CO2到CO转化系统230。在不利用O2分离模块260的实施例中，可将气体料流236的一部分从CO2到CO转化系统230传递到工业工艺210。
在一些实施例中，图2的CO消耗工艺240包括产生CO2的反应步骤。在其中CO消耗工艺后气态底物包括CO2的实施例中，将CO消耗工艺后气态底物的至少一部分经由导管242传递到一个或多个去除模块250，以去除和/或转化一种或多种成分258。然后，将经处理的气体料流252传递到CO2到CO转化系统230以用于转化经处理气体料流252的至少一部分。在特定实施例中，将CO消耗工艺后气态底物242传递到从工业工艺210接收包括CO2的气体212的相同的一个或多个去除模块2 220。在各种实施例中，可将CO消耗工艺后气态底物242和252传递到从工业工艺210接收包括CO2的气体212的一个或多个去除模块220以及一个或多个去除模块250。
图2的CO消耗工艺240可以是气体发酵工艺，并且可在接种器和/或一个或多个生物反应器中发生。举例来说，CO消耗工艺240可以是包括至少一种C1固定微生物的培养物的生物反应器中的气体发酵工艺。在其中CO消耗工艺240是气体发酵工艺的实施例中，可发酵培养物以产生如CO消耗工艺后产物246的一种或多种发酵产物和如CO消耗工艺后气态底物242的发酵后气态底物。
将高纯度的CO2的料流、富含CO2的料流提供到CO2到CO转化系统，例如rWGS单元，提高了CO消耗工艺的碳捕获效率。为了提高料流中的CO2的浓度，可将一个或多个CO2浓度模块并入于工艺中。由CO2到CO转化系统(例如rWGS单元)产生的富含CO的料流，料流可具有在20％至90％之间的CO浓度。
图3示出根据本公开的一个方面的用于工业工艺310与任选的CO2浓度模块370、去除模块320、CO2到CO转化系统330、任选的水电解模块380、CO消耗工艺340和任选的O2分离模块360的集成的工艺。在不包含CO2浓度模块370的实施例中，将来自工业工艺310的包括CO2的气体312传递到去除模块320。在包含CO2浓度模块370的实施例中，将来自工业工艺310的包括CO2的气体314传递到CO2浓度模块370，以便增加气体料流中CO2的浓度并去除一种或多种成分374。将CO2浓缩的气体料流372传递到一个或多个去除模块320，以去除和/或转化一种或多种成分328。然后，将来自一个或多个去除模块320的经处理气体322传递到CO2到CO转化系统330以用于转化经处理的气体料流322的至少一部分。CO2到CO转化系统330可以是rWGS单元。经转化气体料流332的至少一部分从CO2到CO转化系统330传递到CO消耗工艺340。在一些实施例中，成分374是CO和/或H2，其经由导管376传递到CO消耗工艺340。在一些实施例中，将水底物382进料到水电解模块380以用于转化水底物382的至少一部分，以产生被传递到CO消耗工艺340的富含H2的料流384。取决于所选择的CO2到CO转化系统，例如使用H2作为反应物的rWGS单元，富含H2的料流384的一部分可在料流383中传递到CO2到CO转化系统330。当然，代替或补充流383(未示出)，独立的富含H2的料流可以从水电解模块380传递到CO2到CO转化系统。任选地，由水电解模块380生成的富含O2的料流386的至少一部分可传递到工业工艺310。
来自CO2到CO转化系统330的气体料流336的至少一部分可以传递到工业工艺310。在特定实施例中，工艺包含在CO2到CO转化系统330之后的O2分离模块360，其中将气体料流334从CO2到CO转化系统330传递到O2分离模块360，以从气体料流334中分离O2的至少一部分。在CO2到CO转化系统330之后利用O2分离模块360的实施例中，富含O2的料流364的至少一部分从O2分离模块360传递到工业工艺310。在CO2到CO转化系统330之后利用O2分离模块360的实施例中，将O2贫乏料流362的至少一部分从O2分离模块360传递到CO消耗工艺340。在CO2到CO转化系统330之后利用O2分离模块360的一些实施例中，O2贫乏料流366的至少一部分从O2分离模块260传递回到CO2到CO转化系统330。在未利用O2分离模块360的实施例中，气体料流336的一部分可从CO2到CO转化系统330传递到工业工艺310。
在一个或多个去除模块320之前在气体料流314中浓缩CO2减少非所要气体且由此提高CO消耗工艺340的效率，这可为气体发酵工艺。
在一些实施例中，图3的CO消耗工艺340包括产生CO2的反应步骤。在其中CO消耗工艺后气态底物包括CO2的实施例中，将CO消耗工艺后气态底物342传递到一个或多个去除模块350，以去除和/或转化一种或多种成分358。然后，将经处理的气体料流352传递到CO2到CO转化系统330以用于转化经处理气体料流352的至少一部分。在特定实施例中，将CO消耗工艺后气态底物342传递到从工业工艺310接收包括CO2的气体312和或372的一个或多个去除模块320。在各种实施例中，可将CO消耗工艺后气态底物342和352传递到从工业工艺310接收包括CO2的气体312和或372的一个或多个去除模块320以及一个或多个去除模块350。
图3的CO消耗工艺340可以是气体发酵工艺，并且可在接种器和/或一个或多个生物反应器中发生。举例来说，CO消耗工艺可以是包括至少一种C1固定微生物的培养物的生物反应器中的气体发酵工艺。在其中CO消耗工艺340是气体发酵工艺的实施例中，可发酵培养物以产生如CO消耗工艺后产物346的一种或多种发酵产物和如CO消耗工艺后气态底物342的发酵后气态底物。
在特定实施例中，可将CO2浓度模块放置在去除模块之后。图4示出根据本公开的一个方面的用于工业工艺410与去除模块420、任选的CO2浓度模块470、CO2到CO转化系统430、任选的水电解模块480、CO消耗工艺440和任选的O2分离模块460的集成的工艺。在不包含任选的CO2浓度模块470的实施例中，将来自工业工艺410的包括CO2的气体422从去除模块420传递到CO2到CO转化系统430。在包含任选的CO2浓度模块470的实施例中，将来自工业工艺410的包括CO2的气体412传递到一个或多个去除模块420，以去除和/或转化一种或多种成分428。然后，将所得经处理料流424传递到任选的CO2浓度模块470，以便提高CO2浓缩气体料流472中CO2的浓度并去除一种或多种成分474。然后，将CO2浓缩气体料流472传递到CO2到CO转化系统430，以用于转化气体料流的至少一部分。经转化的气体料流432的至少一部分可以从CO2到CO转化系统430传递到CO消耗工艺440。在一些实施例中，成分474是CO和/或H2，其经由导管476传递到CO消耗工艺440。在一些实施例中，将水底物482进料到水电解模块480以用于转化水底物482的至少一部分，以产生被传递到CO消耗工艺440的富含H2的料流484。取决于所选择的CO2到CO转化系统，例如使用H2作为反应物的rWGS单元，富含H2的料流484的一部分可在料流483中传递到CO2到CO转化系统430。当然，代替或补充流483(未示出)，独立的富含H2的料流可以从水电解模块480传递到CO2到CO转化系统。任选地，由水电解模块480生成的富含O2的料流486的至少一部分可传递到工业工艺410。
来自CO2到CO转化系统430的气体料流436的至少一部分可以传递到工业工艺410。在特定实施例中，工艺包含在CO2到CO转化系统430之后的O2分离模块460，以从气体料流434中分离O2的至少一部分。在CO2到CO转化系统430之后利用O2分离模块460的实施例中，将气体料流464的至少一部分从O2分离模块460进料到工业工艺410。在CO2到CO转化系统430之后利用O2分离模块460的实施例中，将O2贫乏料流462的至少一部分从O2分离模块460传递到CO消耗工艺440。在CO2到CO转化系统430之后利用O2分离模块460的一些实施例中，O2贫乏料流466的至少一部分从O2分离模块460传递回到CO2到CO转化系统430。在未利用O2分离模块460的实施例中，气体料流436的一部分可从CO2到CO转化系统430传递到工业工艺410，特别是在所选择的CO2到CO转化系统430产生O2的情况下。
在一些实施例中，图4的CO消耗工艺440包括产生CO2的反应步骤。在其中CO消耗工艺后气态底物包括CO2的实施例中，将CO消耗工艺后气态底物442的至少一部分传递到一个或多个去除模块450，以去除和/或转化一种或多种成分458。然后，将经处理的气体料流452传递到CO2到CO转化系统430以用于转化经处理气体料流452的至少一部分。在特定实施例中，将CO消耗工艺后气态底物442传递到从工业工艺410接收包括CO2的气体412的相同的一个或多个去除模块420。在各种实施例中，可将CO消耗工艺后气态底物442和452传递到从工业工艺410接收包括CO2的气体的一个或多个去除模块420以及一个或多个去除模块450。
图4的CO消耗工艺440可以是气体发酵工艺，并且可在接种器和/或一个或多个生物反应器中发生。举例来说，CO消耗工艺440可以是包括至少一种C1固定微生物的培养物的生物反应器中的气体发酵工艺。在其中CO消耗工艺440是气体发酵工艺的实施例中，可发酵培养物以产生如CO消耗工艺后产物446的一种或多种发酵产物和如CO消耗工艺后气态底物442的发酵后气态底物。
图5示出根据本公开的一个方面的用于工业工艺510与去除模块520、任选的CO2浓度模块570、CO2到CO转化系统530、CO消耗工艺540、任选的O2分离模块560、任选的压力模块580和任选的水电解模块1500的集成的工艺。将来自工业工艺510的包括CO2的气体512传递到一个或多个去除模块520，以去除和/或转化一种或多种成分528。然后，将来自一个或多个去除模块520的经处理气体522传递到CO2到CO转化系统530以用于转化气体料流522的至少一部分。在共混H2的实施例中，水电解模块1500可产生且传递富H2的气体料流1502，以在引入到CO消耗工艺540之前与任选的经加压转化气体料流582共混。
在特定实施例中，本公开提供一个或多个压力模块580以增加来自CO2到CO转化系统530的经转化气体532的压力。在CO2到CO转化系统530之后利用压力模块580的实施例中，气体料流532的至少一部分从CO2到CO转化系统530传递到压力模块580，所述压力模块增加气体料流532的压力并产生传递到CO消耗工艺540的增加力的料流582。
在各种实施例中，水电解模块1500与O2分离模块560和/或压力模块580结合在一起。在各种实施例中，将水底物1506引入到水电解模块1500，并且在将经转化的气体料流582引入到CO消耗工艺540之前将富H2的气体料流1502与经转化的气体料流582共混。在各种实施例中，将富H2的气体料流1504从水电解模块1500直接传递到CO消耗工艺540。取决于所选择的CO2到CO转化系统，例如使用H2作为反应物的rWGS单元，富含H2的料流1510可从水电解模块1500传递到CO2到CO转化系统530。任选地，由水电解模块1500生成的富含O2的料流1508的至少一部分可传递到工业工艺510。
在某些实施例中，根据本公开的一个方面，本公开集成工业工艺510、任选的CO2浓度模块570、去除模块520、CO2到CO转化系统530、任选的O2分离模块560、任选的压力模块580、水电解模块1500和CO消耗工艺540。将来自工业工艺510的包括CO2的气体514传递到任选的CO2浓度模块570，以增加气体料流514中CO2的浓度并去除一种或多种成分574。将来自第一CO2浓度模块570的第一CO2浓缩料流572传递到去除模块520以去除和/或转化一种或多种成分528。然后，将经处理的料流524传递到第二任选的CO2浓度模块570，以增加气体料流524中CO2的浓度并去除一种或多种成分574。将第二CO2浓缩料流572传递到CO2到CO转化系统530以用于转化第二CO2浓缩料流572的至少一部分。可将经转化的气体料流534的至少一部分传递到任选的O2分离模块560，以从经转化的气体料流534中分离O2的至少一部分。可将富O2的气体料流564的至少一部分从任选的O2分离模块560传递到工业工艺510。如果所选择的CO2到CO转化系统530产生O2，则可将富O2的气体料流的至少一部分经由导管536从CO2到CO转化系统530进料到工业工艺510。可将O2耗乏的气体料流562的至少一部分从任选的O2分离模块560传递到任选的压力模块580。将来自任选的压力模块580的加压气体料流582传递到CO消耗工艺540。加压气体料流582可在引入到CO消耗工艺540之前与富H2的气体料流1502共混。
图5的CO消耗工艺540产生产物546和CO消耗工艺后气态底物542。CO消耗工艺可以是气体发酵工艺，并且可在接种器和/或一个或多个生物反应器中发生。在其中CO消耗工艺540是气体发酵工艺的实施例中，可发酵培养物以产生如CO消耗工艺后产物546的一种或多种发酵产物和如CO消耗工艺后气态底物542和或544的发酵后气态底物。可将CO消耗工艺后气态底物542传递到去除模块550，以去除和/或转化一种或多种成分558。在CO消耗工艺之后包含CO2浓度模块570的实施例中，可将CO消耗工艺后气态底物544传递到任选的CO2浓度模块570，以增加料流544中CO2的浓度并去除一种或多种成分574。将所得的富含CO2的料流572传递到去除模块550以去除和/或转化一种或多种成分558。然后，将经处理的气体料流552传递到CO2到CO转化系统530以用于转化气体料流552的至少一部分。在特定实施例中，将CO消耗工艺后气态底物542传递到从工业工艺510接收包括CO2的气体512的相同的一个或多个去除模块520。在各种实施例中，可将CO消耗工艺后气态底物542传递到从工业工艺510接收包括CO2的气体512或572的一个或多个去除模块520和一个或多个去除模块550两者。
本公开大体上提供从气体料流中去除可对下游工艺(例如下游发酵工艺和/或下游模块)有不利影响的成分。在特定实施例中，本公开在各种模块之间提供一个或多个另外的去除模块，以便防止这类不利影响的发生。
在各种情况下，通过CO2到CO转化系统转化包括CO2的气态底物导致一种或多种成分通过CO2到CO转化系统630。在各种实施例中，这在富含CO的料流中产生一种或多种成分。在某些情况下，所述成分包含经转化的O2的部分。在各种实施例中，另外的去除模块是用于从富含CO的料流中去除O2的脱氧模块。
图6示出CO2到CO转化系统630、任选的O2分离模块660、任选的压力模块680与另外的去除模块690的集成。在某些情况下，另外的去除模块690在CO2到CO转化系统630的下游。在其中另外的去除模块690在CO2到CO转化系统630下游的实施例中，将来自CO2到CO转化系统630的气体料流632的至少一部分传递到另外的去除模块690。另外的去除模块690去除和/或转化气体料流632中的一种或多种成分698。另外，在一些实施例中，当利用任选的O2分离模块660时，将来自任选的O2分离模块660的料流662传递到另外的去除模块690以去除和/或转化一种或多种成分698。然后，将经处理的料流692传递到任选的压力模块680。
在某些实施例中，根据本公开的一个实施例，本公开集成工业工艺610、任选的CO2浓度模块670、去除模块620、CO2到CO转化系统630、另外的去除模块690、任选的O2分离模块660、任选的压力模块680、任选的水电解模块1600和CO消耗工艺640。在工业工艺610与去除模块620之间不包含任选的CO2浓度模块670的实施例中，将来自工业工艺610的包括CO2的气体612传递到去除模块620。在工业工艺610与去除模块620之间包含任选的CO2浓度模块670的实施例中，将来自工业工艺610的包括CO2的气体614传递到任选的CO2浓度模块670，以增加气体料流614中CO2的浓度并去除一种或多种成分674。将来自任选的CO2浓度模块670的具有增加的CO2浓度的气体料流672传递到去除模块620，以去除和/或转化一种或多种成分628。在去除模块620与CO2到CO转化系统630之间不包含的CO2浓度模块670的实施例中，经处理的料流622从去除模块620传递到CO2到CO转化系统630。在去除模块620与CO2到CO转化系统630之间包含CO2浓度模块670的实施例中，接着将经处理的料流624传递到任选的CO2浓度模块670，以增加经处理的料流624中CO2的浓度并去除一种或多种成分674。所得富含CO2的料流672从任选的CO2浓度模块670传递到CO2到CO转化系统630，以用于转化富含CO2的料流672的至少一部分。
取决于所选择的CO2到CO转化系统630，可以生成O2，并且如果如此，则可将富O2的气体料流636的至少一部分从CO2到CO转化系统630传递到工业工艺610。可将富CO的气体料流632的至少一部分传递到另外的去除模块690，以去除和/或转化一种或多种成分698。可将经处理的气体料流634的至少一部分传递到任选的O2分离模块660，以从经处理的气体料流634中分离O2的至少一部分。可将富含O2的气体料流664的至少一部分从任选的O2分离模块660传递到工业工艺610。可将O2耗乏的气体料流662的至少一部分从任选的O2分离模块660传递到另外的去除模块690，以去除和/或转化一种或多种成分698。
可将气体料流692的至少一部分从另外的去除模块690传递到任选的压力模块680。将来自任选的压力模块680的加压气体料流682传递到CO消耗工艺640。气体料流692可在引入到CO消耗工艺640之前与富H2的气体料流1602共混。水底物1606可通过水电解模块1600以产生上文论述的富H2的气体料流1602，和/或可经由导管1604从水电解模块1600直接传递到CO消耗工艺640的富H2的气体料流1604。在一些实施例中，可将由水电解模块1600产生的O2在O2料流1608中传递到工业工艺610。
图6的CO消耗工艺640可产生产物646和CO产生工艺后气态底物642和644。CO消耗工艺可以是气体发酵工艺，并且可在接种器和/或一个或多个生物反应器中发生。在其中CO消耗工艺640是气体发酵工艺的实施例中，可发酵培养物以产生如CO消耗工艺后产物646的一种或多种发酵产物和如CO消耗工艺后气态底物642或644的发酵后气态底物。将CO消耗工艺后气态底物644传递到任选的CO2浓度模块670，以增加气体料流644中CO2的浓度并去除一种或多种成分674。所得料流672从任选的CO2浓度模块670传递到去除模块650以去除和/或转化一种或多种成分658。然后，将经处理的气体料流652传递到CO2到CO转化系统630以用于转化所述气体料流的至少一部分。在特定实施例中，将CO消耗工艺后气态底物642或642/672传递到从工业工艺610接收包括CO2的气体612或672的相同的一个或多个去除模块620。在各种实施例中，可将CO消耗工艺后气态底物642或642/672传递到从工业工艺610接收包括CO2的气体612或672且从一个或多个去除模块650接收经处理的气体料流652的一个或多个去除模块620。
在各种实施例中，本公开提供一种包括水的电解以提供至少氢气和任选的氧气的集成工艺，其中为水电解工艺供应的电力至少部分地来源于可再生能源。
尽管底物通常是气态的，但是底物也可以替代形式提供。例如，可以使用微泡分散生成器将底物溶解在用包括CO的气体饱和的液体中。作为另外的实例，底物可以被吸附到固体载体上。
生物反应器中的C1固定微生物通常是一氧化碳营养型细菌。在特定实施例中，一氧化碳营养型细菌选自包括以下的组：穆尔氏菌属、梭菌属、瘤胃球菌属、醋杆菌属、真杆菌属、丁酸杆菌属、产醋杆菌属、甲烷八叠球菌属、甲烷八叠球菌属和脱硫肠状菌属。在各种实施例中，一氧化碳营养型细菌是自产乙醇梭菌。
本文引用的所有参考文献(包括出版物、专利申请和专利)均通过引用特此并入，其程度如同每篇参考文献被单独并且具体地指出通过引用并入并且在本文中被整体阐述。本说明书中对任何现有技术的提及不是并且不应被视为承认现有技术形成了任何国家中所涉及领域中公知常识的一部分。
在描述本发明的上下文中(尤其在随附权利要求书的上下文中)使用术语“一个/种(a/an)”和“所述”以及类似的提及物应解释为涵盖单数和复数，除非本文中另外指明或与上下文明显相矛盾。除非另外指出，否则术语“包含”、“具有”、“包括”和“含有”应解释为开放式术语(即，意味着“包括但不限于”)。替代方案(例如，“或”)的使用应被理解为意指替代方案中的一个、两个或其任何组合。如本文所用的，术语“约”是指所指定范围、值或结构的±20％，除非另有指示。
除非另外指明，否则对本文中值范围的叙述仅旨在用作单独地提及落入所述范围内的每个单独数值的简写方法，并且将每个单独数值并入说明书中，如同在本文中单独地叙述一样。例如，除非另有说明，否则任何浓度范围、百分比范围、比率范围、整数范围、尺寸范围或厚度范围都应理解为包含所述范围内的任何整数的值，并且在适当时包含其分数(例如整数的十分之一和百分之一)。除非另有说明，否则比率是摩尔比，且百分比是按重量计的。
除非本文中另有指示或明显与上下文相矛盾，否则本文所描述的所有方法均可以以任何合适的顺序进行。除非另外声明，否则本文提供的任何和所有实例或示例性语言(即，“如”)的使用仅旨在更好地说明本公开，而不对本公开的范围构成限制。本说明书中的任何语言都不应被解释为将任何未要求保护的元件指示为实践本公开所必须的。
本文描述了本公开的实施例。在阅读前面的描述后，那些实施例的变化对于所属领域的技术人员而言可变得显而易见。诸位发明人预期技术人员可以在适当时采用此类变型，并且诸位发明人旨在使本公开以与本文具体描述的方式不同的其它方式来进行实践。因此，在适用法律允许的情况下，本公开包含所附权利要求中叙述的主题的所有修改和等同物。此外，除非本文另有说明或另外明显与上下文相矛盾，否则本公开涵盖上文所描述的要素呈其所有可能变化形式的任何组合。

Claims (26)

1.一种用于提高碳转化效率的方法，包括：
a.将含有CO2的气态底物从工业工艺、合成气体工艺或其组合传递到至少一个去除模块，以用于从所述含有CO2的气态底物去除至少一种成分，以产生包括CO2的至少一部分的经处理的气体料流；
b.将所述经处理的气体料流传递到CO2到CO转化系统，以用于转化所述CO2的至少一部分以产生第一富含CO的料流，其中所述CO2到CO转化系统选自逆水煤气变换反应系统、热催化转化系统、电催化转化系统、部分燃烧系统或等离子体转化系统；
c.将所述第一富含CO的料流的至少一部分传递到包括至少一种C1固定微生物的培养物的生物反应器；以及
d.发酵所述培养物以产生一种或多种发酵产物和包括CO2和H2的发酵后气态底物；
e.将包括CO2和H2的所述发酵后气态底物的至少一部分传递到至少一个去除模块，以用于从所述发酵后气态底物去除至少一种成分以产生经处理的气体料流；以及
f.将所述经处理的料流的至少一部分再循环到所述CO2到CO转化系统。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述CO2到CO转化系统为逆水煤气变换反应系统，且所述方法还包括使用水电解器生成富H2的料流，且将所述富H2的料流的至少一部分传递到所述逆水煤气变换反应系统或传递到所述逆水煤气变换反应系统上游的位置。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括将包括CO2和H2的所述发酵后气态底物的至少一部分传递到至少一个去除模块，以用于从所述发酵后气态底物去除至少一种成分以产生经处理的气体料流；以及将所述经处理的料流的至少一部分再循环到所述CO2到CO转化系统。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述工业工艺选自发酵、碳水化合物发酵、糖发酵、纤维素发酵、气体发酵、水泥制造、制浆造纸、制钢、炼油、石化生产、焦炭生产、厌氧消化、好氧消化、天然气提取、原油提取、地质储层、冶金工艺、铝、铜和或铁合金的精炼、铝、铜和或铁合金的生产、直接空气捕获或其任何组合；或
所述合成气体工艺选自煤的气化、精炼残留物的气化、石油焦气化、生物质的气化、木质纤维素材料的气化、废料木的气化、黑液的气化、市政固体废弃物的气化、市政液体废弃物的气化、工业固体废弃物的气化、工业液体废弃物的气化、垃圾衍生燃料的气化、污水的气化、污水污泥的气化、来自废水处理的污泥的气化、沼气的气化、垃圾填埋气的重整、沼气的重整、甲烷的重整、石脑油重整、部分氧化或其任何组合。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括使用水电解器产生富H2料流，以及
a.在传递到所述生物反应器之前，将所述富H2料流的至少一部分与所述富含CO的料流共混；
b.将所述富H2料流的至少一部分传递到所述生物反应器；或
c.a)和b)两者。
6.根据权利要求1所述的方法，其中来自所述CO2到CO转化系统的所述富含CO的料流在传递到所述生物反应器之前传递到去除模块。
7.根据权利要求1所述的方法，其中从以下去除的所述至少一种成分
a.所述富含CO的料流；
b.所述含有CO2的气体底物；和或
c.所述发酵后气态底物；
选自含硫化合物、芳香族化合物、炔烃、烯烃、烷烃、链烯、含氮化合物、氧、含磷化合物、颗粒物、固体、氧气、卤代化合物、含硅化合物、羰基化合物、金属、醇、酯、酮、过氧化物、醛、醚、焦油和萘。
8.根据权利要求7所述的方法，其中通过所述去除模块从所述富含CO的料流去除的至少一种成分包括氧气。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所去除和/或所转化的至少一种成分是微生物抑制剂和/或催化剂抑制剂。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述所去除的至少一种成分通过发酵步骤产生、引入和/或浓缩。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所去除的至少一种成分通过所述CO2到CO转化系统产生、引入和/或浓缩。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述C1固定微生物为一氧化碳营养型细菌。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述一氧化碳营养型细菌选自包括以下的组：穆尔氏菌属(Moorella)、梭菌属(Clostridium)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、醋杆菌属(Acetobacterium)、真杆菌属(Eubacterium)、丁酸杆菌属(Butyribacterium)、产醋杆菌属(Oxobacter)、甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)和脱硫肠状菌属(Desulfotomaculum)。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述一氧化碳营养型细菌为自产乙醇梭菌。
15.根据权利要求1所述的方法，其中将所述含有CO2的气态底物传递到二氧化碳浓度模块，以增强以下中所含有的二氧化碳的含量：(i)在所述含有CO2的气态底物传递到所述一个或多个去除模块之前的所述含有CO2的气态底物，(ii)在包括至少一部分二氧化碳的所述经处理气体料流传递到所述水电解器之前的所述经处理气体料流；和/或(iii)在所述发酵后气态底物传递到所述一个或多个去除模块或所述生物反应器之前的所述发酵后气态底物。
16.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述含有CO2的气态底物从所述工业工艺、所述合成气体工艺或其组合传递到压力模块以产生含有CO2的加压气体料流，然后将所述含有CO2的加压气体料流传递到所述第一去除模块。
17.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述富含CO的料流传递到压力模块以产生加压CO料流且将所述加压CO料流传递到所述生物反应器。
18.根据权利要求1所述的方法，其中至少一个去除模块选自水解模块、酸性气体去除模块、脱氧模块、催化氢化模块、微粒去除模块、氯去除模块、焦油去除模块或氰化氢抛光模块。
19.根据权利要求1所述的方法，其中所述发酵产物中的至少一种选自乙醇、丁酸酯、2,3-丁二醇、乳酸酯、丁烯、丁二烯、甲基乙基酮、乙烯、丙酮、异丙醇、脂质、3-羟基丙酸酯、萜烯、脂肪酸、2-丁醇、1,2-丙二醇或1-丙醇。
20.根据权利要求1所述的方法，其中所述发酵产物中的至少一种进一步转化成柴油、喷气燃料和/或汽油的至少一种组分。
21.根据权利要求1所述的方法，其中所述发酵产物中的至少一种包括微生物生物质。
22.根据权利要求20所述的方法，其中处理所述微生物生物质的至少一部分以产生动物饲料的至少一部分。
23.根据权利要求1所述的方法，其中所述富含CO的料流包括至少一部分氧气，并且所述富含CO的料流的至少一部分传递到氧气分离模块以从所述富含一氧化碳的料流中分离至少一部分氧气。
24.一种用于改进集成工业发酵系统的工艺经济的方法，所述方法包括：
a.将包括水的原料传递到水电解器，其中所述水的至少一部分转化为H2和O2；
b.将含有CO2的气态底物传递到逆水煤气变换工艺以产生富含CO的料流；
c.将所述富含CO的料流的至少一部分从所述逆水煤气变换工艺传递到含有至少一种C1固定微生物的培养物的生物反应器；
d.将所述H2的至少一部分传递到所述逆水煤气变换工艺、到所述生物反应器、或到所述逆水煤气变换工艺和所述生物反应器两者；
e.发酵所述培养物以产生一种或多种发酵产物和包括CO2和H2的发酵后气态底物；以及
f.将所述发酵后气态底物的至少一部分传递回到所述逆水煤气变换工艺。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述发酵后气态底物中离开所述生物反应器的CO2的量大于引入到所述生物反应器的未转化CO2的量。
26.根据权利要求24所述的方法，其中所述发酵工艺执行CO2浓度模块的功能。
CN202280026186.0A 2021-04-09 2022-04-08 用于提高碳转化效率的工艺 Pending CN117098851A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163173247P 2021-04-09 2021-04-09
US63/173,247 2021-04-09
PCT/US2022/071637 WO2022217280A1 (en) 2021-04-09 2022-04-08 Process for improving carbon conversion efficiency

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117098851A true CN117098851A (zh) 2023-11-21

Family

ID=83546629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280026186.0A Pending CN117098851A (zh) 2021-04-09 2022-04-08 用于提高碳转化效率的工艺

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20220333140A1 (zh)
EP (1) EP4320248A1 (zh)
JP (1) JP2024514490A (zh)
CN (1) CN117098851A (zh)
AU (1) AU2022253075A1 (zh)
CA (1) CA3213229A1 (zh)
WO (1) WO2022217280A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210371283A1 (en) * 2020-06-02 2021-12-02 John H. Bryden Production of carbon by reducing carbon dioxide by means of induced cavitation
WO2023056218A1 (en) * 2021-10-03 2023-04-06 Lanzatech, Inc. Gas fermentation conversion of carbon dioxide into products

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090031615A1 (en) * 2007-08-01 2009-02-05 General Electric Company Integrated method for producing a fuel component from biomass and system therefor
NZ560757A (en) * 2007-10-28 2010-07-30 Lanzatech New Zealand Ltd Improved carbon capture in microbial fermentation of industrial gases to ethanol
CN103038353A (zh) * 2010-05-04 2013-04-10 新西兰郎泽科技公司 改良的废气发酵
CN103270163A (zh) * 2010-10-22 2013-08-28 新西兰郎泽科技公司 产生烃产物的方法和系统
CA2820941C (en) * 2010-12-20 2018-03-06 Lanzatech New Zealand Limited A fermentation method
CA3074292C (en) * 2017-09-08 2021-08-24 Lanzatech, Inc. Processes and systems for metabolite production using hydrogen rich c1-containing substrates

Also Published As

Publication number Publication date
EP4320248A1 (en) 2024-02-14
WO2022217280A1 (en) 2022-10-13
US20220333140A1 (en) 2022-10-20
CA3213229A1 (en) 2022-10-13
JP2024514490A (ja) 2024-04-02
AU2022253075A1 (en) 2023-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111683731B (zh) 用于提高碳转化效率的工艺
EP3411489B1 (en) Integrated fermentation and electrolysis process
CN117098851A (zh) 用于提高碳转化效率的工艺
CN111918957A (zh) 间歇电解流
CN117157409A (zh) 用于提高碳捕获效率的集成发酵和电解方法
AU2022254777A1 (en) Method of controlling gas fermentation platform for improved conversion of carbon dioxide into products
US20220325216A1 (en) Intermittent feedstock to gas fermentation
KR102675423B1 (ko) 이산화탄소의 제품 전환 개선을 위한 유연한 발효 플랫폼
EA040968B1 (ru) Способ повышения эффективности конверсии углерода
CN117098850A (zh) 用于提供原料的方法和设备
WO2023137333A1 (en) Methods for efficient fermention broth recycle
CN115305264A (zh) 以生物聚合物形式存储能量的方法和系统
CN117120623A (zh) 用于改进二氧化碳转化为产物的灵活发酵平台
EA046101B1 (ru) Интегрированный процесс ферментации и электролиза

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination