EA040968B1 - METHOD FOR INCREASING THE EFFICIENCY OF CARBON CONVERSION - Google Patents

METHOD FOR INCREASING THE EFFICIENCY OF CARBON CONVERSION Download PDF

Info

Publication number
EA040968B1
EA040968B1 EA202091884 EA040968B1 EA 040968 B1 EA040968 B1 EA 040968B1 EA 202091884 EA202091884 EA 202091884 EA 040968 B1 EA040968 B1 EA 040968B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
module
stream
gas stream
gas
electrolysis
Prior art date
Application number
EA202091884
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Кристоф Михалцеа
Роберт Конрадо
Николас БУРДАКОС
Сюелян Ли
Шон Симпсон
Original Assignee
Ланцатек, Инк.
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 Ланцатек, Инк. filed Critical Ланцатек, Инк.
Publication of EA040968B1 publication Critical patent/EA040968B1/en

Links

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к процессам и способам повышения эффективности конверсии углерода. В частности, настоящее изобретение относится к комбинации процесса, расходующего монооксид углерода, с промышленным процессом, причем газ, образующийся в результате промышленного процесса, подвергают очистке и конверсии, а диоксид углерода, образующийся в процессе, расходующем монооксид углерода, рециркулируют для повышения выхода продукта.The present invention relates to processes and methods for improving carbon conversion efficiency. In particular, the present invention relates to a combination of a carbon monoxide consuming process with an industrial process, wherein the gas generated from the industrial process is purified and converted, and the carbon dioxide generated from the carbon monoxide consuming process is recycled to increase product yield.

Уровень техникиState of the art

На долю диоксида углерода (CO2) приходится примерно 76% мировых выбросов парниковых газов, обусловленных деятельностью человека, а остальное составляет метан (16%), закись азота (6%) и фторсодержащие газы (2%) (по данным управления по охране окружающей среды США). Снижение выбросов парниковых газов, в частности CO2, является жизненно необходимым для предотвращения прогрессирования глобального потепления и сопутствующих изменений климата и погоды.Carbon dioxide (CO2) accounts for approximately 76% of global human-caused greenhouse gas emissions, with the remainder being methane (16%), nitrous oxide (6%) and fluorinated gases (2%) (according to the Environmental Protection Agency USA). Reducing greenhouse gas emissions, in particular CO2, is vital to prevent the progression of global warming and the accompanying changes in climate and weather.

Давно известно, что каталитические процессы, такие как процесс Фишера-Тропша, можно использовать для конверсии газов, содержащих СО2, монооксид углерода (CO) и/или водород (Н2), в различные виды топлива и химических соединений. Однако недавно в качестве альтернативной платформы для биологического улавливания таких газов разработана газовая ферментация. В частности, показано, что d-поглощающие микроорганизмы превращают газы, содержащие CO2, СО, CH4 и/или Н2, в такие продукты, как этанол и 2,3-бутандиол.It has long been known that catalytic processes such as the Fischer-Tropsch process can be used to convert gases containing CO 2 , carbon monoxide (CO) and/or hydrogen (H 2 ) into various fuels and chemicals. Recently, however, gas fermentation has been developed as an alternative platform for the biological capture of such gases. In particular, d-scavenging microorganisms have been shown to convert gases containing CO2, CO, CH 4 and/or H 2 into products such as ethanol and 2,3-butanediol.

Такие газы могут быть получены, например, из промышленных процессов, включая выбросы газов из процессов ферментации углеводов, ферментации газов, получения цемента, получения пульпы и бумаги, сталеварения, переработки нефти и сопутствующих процессов, получения нефтехимических продуктов, производства кокса, анаэробного или аэробного разложения, газификации, добычи природного газа, добычи нефти, металлургических процессов, производства и/или очистки алюминия, меди и/или сплавов железа, геологических месторождений, процессов Фишера-Тропша, получения метанола, пиролиза, парового риформинга метана, сухого риформинга метана, частичного окисления биогаза или природного газа и автотермического риформинга биогаза или природного газа.Such gases may be produced, for example, from industrial processes, including emissions from carbohydrate fermentation, gas fermentation, cement production, pulp and paper production, steel making, petroleum refining and related processes, petrochemical production, coke production, anaerobic or aerobic decomposition. gasification, natural gas extraction, oil extraction, metallurgical processes, production and/or purification of aluminum, copper and/or iron alloys, geological deposits, Fischer-Tropsch processes, methanol production, pyrolysis, methane steam reforming, dry methane reforming, partial oxidation biogas or natural gas; and autothermal reforming of biogas or natural gas.

Для оптимизации применения указанных газов в процессах, расходующих СО, таких как процессы ферментации с поглощением С1, может потребоваться комбинация очистки и конверсии промышленного газа. Соответственно, сохраняется потребность в усовершенствованной интеграции промышленных процессов с процессами, расходующими CO, включая способы очистки и конверсии промышленных газов для оптимизации эффективности конверсии углерода.To optimize the use of these gases in CO consuming processes, such as C1 adsorption fermentation processes, a combination of purification and industrial gas shift may be required. Accordingly, there remains a need for improved integration of industrial processes with CO-consuming processes, including industrial gas purification and conversion processes to optimize carbon conversion efficiency.

Краткое описание сущности изобретенияBrief description of the essence of the invention

На этом фоне настоящее изобретение обеспечивает определенные преимущества и достижения по сравнению с известным уровнем техники.Against this background, the present invention provides certain advantages and advances over the prior art.

Несмотря на то, что настоящее изобретение, описанное в данном документе, не ограничено конкретными преимуществами или функциональными особенностями, в настоящем изобретении предложен способ повышения эффективности конверсии углерода, причем указанный способ включает подачу СО2содержащего газообразного субстрата из промышленного процесса в первый модуль очистки для удаления по меньшей мере одного компонента из СО2-содержащего газообразного субстрата с получением первого потока газа очищенного СО2, подачу первого потока газа очищенного СО2 в модуль электролиза СО2 для конверсии по меньшей мере части первого потока газа очищенного СО2 с получением потока с повышенным содержанием CO и первого потока с повышенным содержанием О2 и подачу по меньшей мере части потока с повышенным содержанием CO в процесс, расходующий CO.Although the present invention described herein is not limited to particular advantages or functionalities, the present invention provides a method for improving carbon conversion efficiency, said method comprising supplying a CO2-containing gaseous substrate from an industrial process to a first purification module to remove at least at least one component of the CO 2 -containing gaseous substrate to obtain a first purified CO 2 gas stream, supplying the first purified CO 2 gas stream to the CO 2 electrolysis module to convert at least a portion of the first purified CO 2 gas stream to obtain a stream with an increased content of CO and a first O 2 rich stream and feeding at least a portion of the CO rich stream to a CO consuming process.

В некоторых аспектах способа, описанного в настоящем документе, СО2-содержащий газообразный субстрат из промышленного процесса сначала подают в модуль изменения давления с получением сжатого СО2-содержащего газового потока, и сжатый СО2-содержащий газовый поток подают в первый модуль очистки.In some aspects of the method described herein, a CO2-containing gaseous substrate from an industrial process is first fed into a pressure modulation module to produce a compressed CO2-containing gas stream, and the compressed CO2-containing gas stream is fed into the first purification module.

В некоторых аспектах способа, описанного в настоящем документе, предложенный способ дополнительно включает одно или более из подачи по меньшей мере части первого потока с повышенным содержанием О2 непосредственно в промышленный процесс и подачи по меньшей мере части первого потока с повышенным содержанием О2 в модуль выделения О2 с получением второго потока с повышенным содержанием О2 и потока с пониженным содержанием О2.In some aspects of the method described herein, the proposed method further comprises one or more of feeding at least a portion of the first O 2 enriched stream directly to an industrial process and supplying at least a portion of the first O 2 enriched stream to a recovery module O 2 to obtain a second stream with a high content of O 2 and a stream with a reduced content of O 2 .

В некоторых аспектах способа, описанного в настоящем документе, предложенный способ дополнительно включает одно или более из подачи по меньшей мере части второго потока с повышенным содержанием О2 в промышленный процесс, подачи по меньшей мере части потока с пониженным содержанием О2 в модуль электролиза СО2 и подачи по меньшей мере части потока с пониженным содержанием О2 в процесс, расходующий CO.In some aspects of the method described herein, the proposed method further comprises one or more of supplying at least a portion of the second O2 enriched stream to an industrial process, supplying at least a portion of the O2 reduced stream to a CO2 electrolysis module, and supplying at least a portion of the O2-reduced stream to the CO-consuming process.

В некоторых аспектах способа, описанного в настоящем документе, предложенный способ дополнительно включает подачу по меньшей мере части СО2-содержащего газообразного субстрата из промышленного процесса и/или по меньшей мере части первого потока газа очищенного СО2 в первый модуль концентрирования СО2 с получением первого концентрированного потока СО2 и первого потока с пониженным содержанием СО2.In some aspects of the method described herein, the proposed method further includes supplying at least a portion of the CO2-containing gaseous substrate from the industrial process and/or at least a portion of the first purified CO2 gas stream to the first CO 2 concentration module to obtain a first concentrated stream CO 2 and the first stream with a reduced content of CO 2 .

- 1 040968- 1 040968

В некоторых аспектах способа, описанного в настоящем документе, предложенный способ дополнительно включает подачу по меньшей мере части первого концентрированного потока СО2 в один или более из первого модуля очистки и модуля электролиза СО2.In some aspects of the method described herein, the proposed method further includes feeding at least a portion of the first concentrated CO2 stream to one or more of the first purification module and the CO2 electrolysis module.

В некоторых аспектах способа, описанного в настоящем документе, первый поток с пониженным содержанием СО2 содержит CO и/или H2, и предложенный способ дополнительно включает подачу по меньшей мере части первого потока с пониженным содержанием СО2 в процесс, расходующий CO.In some aspects of the process described herein, the first CO2 reduced stream contains CO and/or H2, and the proposed method further comprises feeding at least a portion of the first CO2 reduced stream to a CO consuming process.

В некоторых аспектах способа, описанного в настоящем документе, предложенный способ включает подачу по меньшей мере части потока с повышенным содержанием CO в модуль изменения давления с получением сжатого потока CO и подачу по меньшей мере части сжатого потока CO в процесс, расходующий CO.In some aspects of the method described herein, the proposed method includes feeding at least a portion of the CO enriched stream to a pressure modulation module to produce a compressed CO stream and feeding at least a portion of the compressed CO stream to a CO consuming process.

В некоторых аспектах способа, описанного в настоящем документе, предложенный способ дополнительно включает подачу водного субстрата в модуль электролиза H2 с получением потока с повышенным содержанием H2 и подачу по меньшей мере части потока с повышенным содержанием H2 в процесс, расходующий CO.In some aspects of the method described herein, the proposed method further comprises supplying an aqueous substrate to an H2 electrolysis module to produce an H2 rich stream and feeding at least a portion of the H2 rich stream to a CO consuming process.

В некоторых аспектах способа, описанного в настоящем документе, процесс, расходующий СО, обеспечивает получение хвостового газа, содержащего СО2.In some aspects of the process described herein, the CO consuming process produces a tail gas containing CO 2 .

В некоторых аспектах способа, описанного в настоящем документе, предложенный способ дополнительно включает одно или более из подачи по меньшей мере части хвостового газа, содержащего СО2, в первый модуль очистки или во второй модуль очистки для удаления по меньшей мере одного компонента из хвостового газа с получением второго потока газа очищенного СО2 и подачи по меньшей мере части хвостового газа, содержащего СО2, во второй модуль концентрирования СО2 с получением второго концентрированного потока СО2 и второго потока с пониженным содержанием СО2.In some aspects of the method described herein, the proposed method further includes one or more of supplying at least a portion of the tail gas containing CO 2 to the first cleaning module or to the second cleaning module to remove at least one component from the tail gas with obtaining a second purified CO 2 gas stream and supplying at least a portion of the tail gas containing CO 2 to the second CO 2 concentration module to obtain a second concentrated CO 2 stream and a second stream with a reduced CO 2 content.

В некоторых аспектах способа, описанного в настоящем документе, по меньшей мере часть хвостового газа, содержащего СО2, подают в модуль изменения давления с получением сжатого потока хвостового газа, и сжатый поток хвостового газа подают в первый модуль очистки и/или во второй модуль очистки.In some aspects of the process described herein, at least a portion of the tail gas containing CO2 is supplied to a pressure modulation module to form a compressed tail gas stream, and the compressed tail gas stream is supplied to a first purification module and/or a second purification module.

В некоторых аспектах способа, описанного в настоящем документе, предложенный способ дополнительно включает подачу по меньшей мере части второго потока концентрированного СО2 в первый модуль очистки или во второй модуль очистки для удаления по меньшей мере одного компонента из хвостового газа с получением второго потока газа очищенного СО2.In some aspects of the method described herein, the proposed method further includes feeding at least a portion of the second stream of concentrated CO 2 to the first purification module or to the second purification module to remove at least one component from the tail gas to obtain a second purified CO gas stream 2 .

В некоторых аспектах способа, описанного в настоящем документе, предложенный способ дополнительно включает подачу по меньшей мере части второго потока газа очищенного СО2 в модуль электролиза СО2.In some aspects of the method described herein, the proposed method further includes supplying at least a portion of the second purified CO2 gas stream to the CO2 electrolysis module.

В некоторых аспектах способа, описанного в настоящем документе, газообразный субстрат, содержащий СО2, из промышленного процесса дополнительно содержит один или более из СО, H2 и CH4.In some aspects of the process described herein, the gaseous CO2 containing substrate from the industrial process further comprises one or more of CO, H2 and CH 4 .

В некоторых аспектах способа, описанного в настоящем документе, промышленный процесс выбран из группы, содержащей ферментацию углеводов, ферментацию газов, получение цемента, получение пульпы и бумаги, сталеварение, переработку нефти и сопутствующие процессы, получение нефтехимических продуктов, производство кокса, анаэробное или аэробное разложение, газификацию, добычу природного газа, добычу нефти, металлургические процессы, производство и/или очистку алюминия, меди и/или сплавов железа, геологические месторождения, процессы Фишера-Тропша, получение метанола, пиролиз, паровой риформинг метана, сухой риформинг метана, частичное окисление биогаза или природного газа и автотермический риформинг биогаза или природного газа.In some aspects of the process described herein, the industrial process is selected from the group consisting of carbohydrate fermentation, gas fermentation, cement production, pulp and paper production, steel making, petroleum refining and related processes, petrochemical production, coke production, anaerobic or aerobic decomposition. , gasification, natural gas extraction, oil extraction, metallurgical processes, production and/or refining of aluminium, copper and/or iron alloys, geological deposits, Fischer-Tropsch processes, methanol production, pyrolysis, methane steam reforming, methane dry reforming, partial oxidation biogas or natural gas; and autothermal reforming of biogas or natural gas.

В некоторых аспектах способа, описанного в настоящем документе, СО2-содержащий газообразный субстрат получен из смеси по меньшей мере двух или более источников.In some aspects of the process described herein, the CO2-containing gaseous substrate is obtained from a mixture of at least two or more sources.

В некоторых аспектах способа, описанного в настоящем документе, первый модуль очистки выбран из группы, состоящей из модуля гидролиза, модуля удаления кислых газов, модуля дезоксигенации, модуля каталитического гидрирования, модуля удаления твердых частиц, модуля удаления хлоридов, модуля удаления дегтя и модуля доочистки циановодорода.In some aspects of the process described herein, the first purification module is selected from the group consisting of a hydrolysis module, an acid gas removal module, a deoxygenation module, a catalytic hydrogenation module, a solids removal module, a chloride removal module, a tar removal module, and a hydrogen cyanide post-treatment module. .

В некоторых аспектах способа, описанного в настоящем документе, по меньшей мере один компонент, удаляемый из СО2-содержащего газообразного субстрата, выбран из группы, состоящей из соединений серы, ароматических соединений, алкинов, алкенов, алканов, олефинов, соединений азота, кислорода, фосфорсодержащих соединений, мелких частиц, твердых веществ, кислорода, галогенированных соединений, кремнийсодержащих соединений, карбонилов, металлов, спиртов, сложных эфиров, кетонов, пероксидов, альдегидов, простых эфиров, дегтей и нафталина.In some aspects of the process described herein, at least one component removed from the CO 2 containing gaseous substrate is selected from the group consisting of sulfur compounds, aromatics, alkynes, alkenes, alkanes, olefins, nitrogen compounds, oxygen, phosphorus compounds, fine particles, solids, oxygen, halogenated compounds, silicon compounds, carbonyls, metals, alcohols, esters, ketones, peroxides, aldehydes, ethers, tar and naphthalene.

В некоторых аспектах способа, описанного в настоящем документе, процесс, расходующий СО, представляет собой процесс ферментации, включающий выращивание по меньшей мере одного каробоксидотрофного микроорганизма. Карбоксидотрофный микроорганизм может представлять собой карбоксидотрофные бактерии.In some aspects of the method described herein, the CO-consuming process is a fermentation process comprising growing at least one caroboxidotrophic microorganism. The carboxydotrophic microorganism may be a carboxydotrophic bacterium.

В некоторых аспектах способа, описанного в настоящем документе, карбоксидотрофные бактерии выбраны из группы, включающей Moorella, Closthdium, Ruminococcus, Acetobacterium, Eubacterium, Butyribacterium, Oxobacter, Methanosarcina, и Desulfotomaculum. В некоторых аспектах способа, описанногоIn some aspects of the method described herein, the carboxydotrophic bacteria are selected from the group consisting of Moorella, Closthdium, Ruminococcus, Acetobacterium, Eubacterium, Butyribacterium, Oxobacter, Methanosarcina, and Desulfotomaculum. In some aspects of the method described

- 2 040968 в настоящем документе, карбоксидотрофные бактерии представляют собой Closthdium autoethanogenum.- 2 040968 in this document, carboxydotrophic bacteria are Closthdium autoethanogenum.

В некоторых аспектах способа, описанного в настоящем документе, процесс ферментации обеспечивает получение продукта ферментации, выбранного из группы, состоящей из этанола, бутирата, 2,3бутандиола, лактата, бутена, бутадиена, метилэтилкетона, этилена, ацетона, изопропанола, липидов, 3гидроксипропионата, терпенов, жирных кислот, 2-бутанола, 1,2-пропандиола и 1-пропанола.In certain aspects of the process described herein, the fermentation process provides a fermentation product selected from the group consisting of ethanol, butyrate, 2,3butanediol, lactate, butene, butadiene, methyl ethyl ketone, ethylene, acetone, isopropanol, lipids, 3hydroxypropionate, terpenes , fatty acids, 2-butanol, 1,2-propanediol and 1-propanol.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

На фиг. 1А, 1В и 1С представлена технологическая схема интеграции, на которой показана интеграция модуля очистки, модуля электролиза СО2 и необязательного модуля электролиза H2 с процессом, расходующим CO. На фиг. 1В дополнительно показан модуль изменения давления, установленный перед модулем очистки. На фиг. 1С дополнительно показан модуль изменения давления, установленный перед процессом, расходующим CO.In FIG. 1A, 1B and 1C are an integration flow diagram showing the integration of a purification module, a CO 2 electrolysis module, and an optional H 2 electrolysis module with a CO consuming process. In FIG. 1B additionally shows a pressure change module installed before the cleaning module. In FIG. 1C additionally shows a pressure change module installed before the process using CO.

На фиг. 2 представлена технологическая схема интеграции, на которой показана интеграция модуля очистки, модуля электролиза СО2, необязательного модуля выделения О2 и необязательного модуля электролиза H2 с процессом, расходующим CO.In FIG. 2 is an integration flow diagram showing the integration of a purification module, a CO2 electrolysis module, an optional O2 recovery module, and an optional H2 electrolysis module with a CO consuming process.

На фиг. 3 представлена технологическая схема интеграции, на которой показана интеграция необязательного модуля концентрирования СО2, расположенного перед модулем очистки, модуля электролиза СО2, необязательного модуля электролиза H2 и необязательного модуля выделения О2с процессом, расходующим CO.In FIG. 3 is an integration flow diagram showing the integration of an optional CO 2 concentration module upstream of the purification module, a CO 2 electrolysis module, an optional H 2 electrolysis module, and an optional O 2 recovery module with a CO consuming process.

На фиг. 4 представлена технологическая схема интеграции, на которой показана интеграция необязательного модуля концентрирования СО2, расположенного после модуля очистки, модуля электролиза СО2, необязательного модуля электролиза H2 и необязательного модуля выделения О2 с процессом, расходующим CO.In FIG. 4 is an integration flow diagram showing the integration of an optional CO 2 concentration module downstream of a purification module, a CO2 electrolysis module, an optional H2 electrolysis module, and an optional O2 recovery module with a CO consuming process.

На фиг. 5 представлена технологическая схема интеграции, на которой показана интеграция модуля электролиза H2, расположенного после необязательного модуля изменения давления, причем часть газа из модуля электролиза H2 смешивают с газом из модуля электролиза СО2 перед его подачей в процесс, расходующий CO.In FIG. 5 is an integration flow diagram showing the integration of an H2 electrolysis module downstream of the optional pressure modulation module, where a portion of the gas from the H 2 electrolysis module is mixed with the gas from the CO 2 electrolysis module prior to being fed into the CO consuming process.

На фиг. 6 представлена технологическая схема интеграции, на которой показана интеграция дополнительного модуля очистки, установленного после модуля электролиза СО2.In FIG. 6 is an integration flow chart showing the integration of an additional purification module installed after the CO 2 electrolysis module.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

Авторами настоящего изобретения установлено, что интеграция промышленного процесса, в котором образуется СО2, с процессом, расходующим СО, а также с процессом очистки, который осуществляют до процесса электролиза СО2, обеспечивает возможность достижения существенного преимущества для промышленного процесса, в котором образуется СО2, и для процесса, расходующего СО, который может представлять собой процесс ферментации с поглощением С1.The inventors of the present invention have found that the integration of an industrial process that generates CO 2 with a process that consumes CO, as well as a purification process that is carried out before the process of electrolysis of CO2, provides a significant advantage for the industrial process that produces CO2, and for a process that consumes CO, which may be a fermentation process with absorption of C1.

Термин промышленный процесс относится к процессу получения, конверсии, очистки, риформинга, экстракции или окисления субстрата, включающему химические, физические, электрические и/или механические стадии. Иллюстративные промышленные процессы включают, но не ограничиваются ими, ферментацию углеводов, ферментацию газов, получение цемента, получение пульпы и бумаги, сталеварение, переработку нефти и сопутствующие процессы, получение нефтехимических продуктов, производство кокса, анаэробное или аэробное разложение, газификацию (такую как газификация биомассы, жидких сточных потоков, потоков твердых отходов, бытовых стоков, ископаемых ресурсов, включая природный газ, уголь и нефть), добычу природного газа, добычу нефти, металлургические процессы, производство и/или очистку алюминия, меди и/или сплавов железа, геологические месторождения, процессы Фишера-Тропша, получение метанола, пиролиз, паровой риформинг метана, сухой риформинг метана, частичное окисление биогаза или природного газа и автотермический риформинг биогаза или природного газа. В таких вариантах реализации субстрат и/или источник ^-углерода можно улавливать из промышленного процесса до его выброса в атмосферу с применением любого стандартного способа.The term industrial process refers to a process for obtaining, converting, purifying, reforming, extracting or oxidizing a substrate, including chemical, physical, electrical and/or mechanical steps. Exemplary industrial processes include, but are not limited to, carbohydrate fermentation, gas fermentation, cement production, pulp and paper production, steelmaking, petroleum refining and related processes, petrochemical production, coke production, anaerobic or aerobic decomposition, gasification (such as biomass gasification). , liquid waste streams, solid waste streams, domestic effluents, fossil resources including natural gas, coal and oil), natural gas extraction, oil extraction, metallurgical processes, production and/or refining of aluminium, copper and/or iron alloys, geological deposits , Fischer-Tropsch processes, methanol production, pyrolysis, steam methane reforming, dry methane reforming, partial oxidation of biogas or natural gas, and autothermal reforming of biogas or natural gas. In such embodiments, the substrate and/or source of N-carbon can be captured from the industrial process prior to its release to the atmosphere using any standard method.

Термины газ из промышленного процесса, источник газа из промышленного процесса и газообразный субстрат из промышленного процесса могут быть использованы взаимозаменяемо для обозначения отходящего газа промышленного процесса, побочного продукта промышленного процесса, совместного продукта промышленного процесса, газа, возвращаемого в цикл промышленного процесса, и/или газа, используемого на промышленном предприятии для рекуперации энергии. В некоторых вариантах реализации газ из промышленного процесса представляет собой хвостовой газ короткоцикловой адсорбции (PSA). В некоторых вариантах реализации газ из промышленного процесса представляет собой газ, полученный в процессе экстракции СО2, который может включать аминную очистку или использование раствора карбонангидразы.The terms industrial process gas, industrial process gas source, and industrial process gaseous substrate can be used interchangeably to refer to industrial process off-gas, industrial process by-product, industrial process co-product, industrial process recycle gas, and/or gas used in an industrial plant for energy recovery. In some embodiments, the gas from the industrial process is a pressure swing adsorption (PSA) tail gas. In some embodiments, the industrial process gas is a gas obtained from a CO2 extraction process, which may include amine scrubbing or the use of a carbonic anhydrase solution.

С1 относится к молекуле, содержащей один атом углерода, например СО, СО2, метан (СР4) или метанол (СН3ОН). d-оксигенат относится к молекуле, содержащей один атом углерода, которая также содержит по меньшей мере один атом кислорода, например СО, СО2 или СН3ОН. Источник C1углерода относится к молекуле, содержащей один атом углерода, которая служит в качестве частичного или единственного источника углерода для микроорганизма согласно настоящему изобретению. НаприC1 refers to a molecule containing one carbon atom, such as CO, CO 2 , methane (CP 4 ) or methanol (CH3OH). d-oxygenate refers to a molecule containing one carbon atom, which also contains at least one oxygen atom, such as CO, CO 2 or CH 3 OH. A C1 carbon source refers to a molecule containing one carbon atom that serves as a partial or sole carbon source for a microorganism according to the present invention. For example

- 3 040968 мер, источник Cl-углерода может содержать один или более из СО, СО2, СН4, СН3ОН или муравьиной кислоты (СН2О2). Предпочтительно источник О-углерода содержит один или оба из CO и СО2. C1поглощающий микроорганизм представляет собой микроорганизм, который может вырабатывать один или более продуктов из источника О-углерода. Как правило, микроорганизм согласно настоящему изобретению представляет собой С1-поглощающие бактерии.- 3 040968 measures, the source of Cl-carbon may contain one or more of CO, CO2, CH 4 , CH 3 OH or formic acid (CH2O2). Preferably the O-carbon source contains one or both of CO and CO2. A C1 scavenging microorganism is a microorganism that can produce one or more products from an O-carbon source. Typically, the microorganism of the present invention is a C1-absorbing bacteria.

Субстрат относится к источнику углерода и/или энергии. Как правило, субстрат является газообразным и содержит источник О-углерода, например СО, СО2 и/или CH4. Предпочтительно субстрат содержит источник О-углерода, представляющий собой CO или CO и СО2. Субстрат может дополнительно содержать другие неуглеродные компоненты, такие как H2, N2 или электроны. В данном контексте субстрат может относиться к источнику углерода и/или энергии для микроорганизма согласно настоящему изобретению.The substrate refers to a source of carbon and/or energy. Typically, the substrate is gaseous and contains a source of O-carbon, such as CO, CO2 and/or CH 4 . Preferably the substrate contains an O-carbon source which is CO or CO and CO2. The substrate may additionally contain other non-carbon components such as H2, N2 or electrons. In this context, a substrate may refer to a source of carbon and/or energy for a microorganism according to the present invention.

Термин совместный субстрат относится к субстрату, который, несмотря на то, что он необязательно является первичным источником энергии и вещества для синтеза продукта, может быть использован для синтеза продукта при его объединении с другим субстратом, таким как первичный субстрат.The term co-substrate refers to a substrate which, while not necessarily the primary source of energy and material for product synthesis, can be used to synthesize a product when combined with another substrate such as the primary substrate.

СО2-содержащий газообразный субстрат, СО2-содержащий газ или СО2-содержащий газообразный источник может включать любой газ, содержащий СО2. Газообразный субстрат обычно содержит значительную часть СО2, предпочтительно по меньшей мере от примерно 5 до примерно 100% СО2 по объему. Кроме того, газообразный субстрат может содержать один или более из водорода (H2), кислорода (О2), азота (N2) и/или CH4. В данном контексте СО, H2 и CH4 могут быть упомянуты как газы с высоким содержанием энергии.The CO2-containing gaseous substrate, CO2-containing gas, or CO2-containing gaseous source may include any gas containing CO2. The gaseous substrate typically contains a significant portion of CO2, preferably at least about 5 to about 100% CO2 by volume. In addition, the gaseous substrate may contain one or more of hydrogen (H 2 ), oxygen (O 2 ), nitrogen (N 2 ) and/or CH 4 . In this context, CO, H 2 and CH 4 may be referred to as high energy gases.

Термин улавливание углерода в данном контексте относится к поглощению углеродных соединений, включая СО2 и/или СО, из потока, содержащего СО2 и/или СО, и либо а) конверсию СО2 и/или CO в продукты, b) конверсию СО2 и/или CO в вещества, подходящие для длительного хранения, с) улавливание СО2 и/или CO веществами, подходящими для длительного хранения, либо d) комбинацию указанных процессов.The term carbon capture in this context refers to the absorption of carbon compounds, including CO2 and/or CO, from a stream containing CO2 and/or CO, and either a) conversion of CO2 and/or CO to products, b) conversion of CO2 and/or CO into substances suitable for long-term storage, c) capturing CO2 and/or CO with substances suitable for long-term storage, or d) a combination of these processes.

Термины повышение эффективности, повышенная эффективность и т.п. относятся к увеличению скорости и/или выхода реакции, например к увеличению скорости конверсии СО2 и/или CO в продукты, и/или к увеличению концентрации продукта. При использовании в отношении процесса ферментации, повышение эффективности включает, но не ограничивается ими, увеличение одного или более из показателей скорости роста микроорганизмов, катализирующих ферментацию, скорости роста и/или выработки продукта при повышенных концентрациях продукта, объема требуемого продукта, получаемого на единицу объема потребленного субстрата, скорости выработки или степени выработки требуемого продукта и относительного содержания выработанного требуемого продукта по сравнению с другими побочными продуктами ферментации.Terms efficiency improvement, increased efficiency, etc. refer to an increase in the rate and/or yield of a reaction, for example an increase in the rate of conversion of CO 2 and/or CO to products, and/or an increase in product concentration. When used in relation to a fermentation process, efficiency enhancement includes, but is not limited to, an increase in one or more of the growth rate of microorganisms catalyzing the fermentation, the rate of growth and/or production of product at higher product concentrations, the volume of product desired produced per unit volume consumed the substrate, the rate of production or degree of production of the desired product, and the relative content of the desired product produced compared to other fermentation by-products.

Реагент в данном контексте относится к субстрату, который присутствует в химической реакции и расходуется во время реакции с образованием продукта. Реагент представляет собой исходный материал, который подвергается изменению в процессе химической реакции. В конкретных вариантах реализации реагент включает, но не ограничивается ими, CO и/или Н2. В конкретных вариантах реализации реагент представляет собой СО2.A reactant in this context refers to a substrate that is present in a chemical reaction and is consumed during the reaction to form a product. A reagent is a starting material that undergoes change during a chemical reaction. In specific embodiments, the reagent includes, but is not limited to, CO and/or H 2 . In specific embodiments, the reagent is CO 2 .

Процесс, расходующий СО относится к процессу, в котором реагентом является СО; CO расходуется с образованием продукта. Неограничивающий пример процесса, расходующего СО, представляет собой процесс ферментации газа с поглощением С1. Процесс, расходующий СО, может включать реакцию с образованием СО2. Например, процесс, расходующий СО, может приводить к образованию по меньшей мере одного продукта, такого как продукт ферментации, а также СО2. В другом примере процесс, расходующий СО, представляет собой получение уксусной кислоты, в котором CO приводят во взаимодействие с метанолом под давлением.A CO-consuming process refers to a process in which CO is the reactant; CO is consumed to form a product. A non-limiting example of a process that consumes CO is a gas fermentation process that absorbs C1. A process that consumes CO may include a reaction to form CO2. For example, a process that consumes CO may result in the formation of at least one product, such as a fermentation product, as well as CO2. In another example, a process that consumes CO is the production of acetic acid, in which CO is brought into contact with methanol under pressure.

Поток газа относится к любому потоку субстрата, который можно подавать, например, из одного модуля в другой, из одного модуля в процесс, расходующий СО, и/или из одного модуля в устройство улавливания углерода.Gas flow refers to any substrate flow that can be fed, for example, from one module to another, from one module to a CO consuming process, and/or from one module to a carbon capture device.

Газовые потоки обычно не представляют собой чистый поток СО2 и имеют некоторое содержание по меньшей мере одного другого компонента. Например, каждый источник может иметь различное содержание СО2, СО, Н2 и различные компоненты.The gas streams are usually not a pure CO 2 stream and have some content of at least one other component. For example, each source may have a different content of CO 2 , CO, H 2 and different components.

Вследствие непостоянства их содержания газовый поток необходимо подвергать обработке перед его подачей в процесс, расходующий CO. Переработка газового потока включает удаление и/или конверсию различных компонентов, которые могут быть ингибиторами микробов и/или ингибиторами катализатора. Предпочтительно ингибиторы катализатора удаляют и/или подвергают конверсии до подачи в модуль электролиза, а ингибиторы микробов удаляют и/или подвергают конверсии до подачи в процесс, расходующий CO. Кроме того, может потребоваться обработка газового потока на одной или более стадиях концентрирования, на которых увеличивают концентрацию CO и/или СО2. Предпочтительно газовый поток подвергают стадии концентрирования для увеличения концентрации СО2 перед подачей в модуль электролиза. Обнаружено, что более высокие концентрации СО2, подаваемого в модуль электролиза, обеспечивают более высокие концентрации СО, выходящего из модуля электролиза.Due to the variability of their content, the gas stream must be treated before it is fed into a process that consumes CO. The processing of the gas stream includes the removal and/or conversion of various components that may be microbial inhibitors and/or catalyst inhibitors. Preferably the catalyst inhibitors are removed and/or converted prior to being fed to the electrolysis module and the microbial inhibitors are removed and/or converted prior to being fed to the CO consuming process. In addition, it may be necessary to treat the gas stream in one or more concentration steps that increase the concentration of CO and/or CO2. Preferably, the gas stream is subjected to a concentration step to increase the CO2 concentration before being fed into the electrolysis module. It has been found that higher concentrations of CO 2 fed into the electrolysis module provide higher concentrations of CO leaving the electrolysis module.

- 4 040968- 4 040968

Модуль очистки, модуль удаления примесей, модуль подготовки, модуль переработки и т.п. включают технологии, которые могут обеспечивать конверсию и/или удаление по меньшей мере одного компонента из потока газа. Неограничивающие примеры модулей очистки включают модули гидролиза, модули удаления кислых газов, модули дезоксигенации, модули каталитического гидрирования, модули удаления твердых частиц, модули удаления хлоридов, модули удаления дегтя и модули доочистки циановодорода.Purification module, impurity removal module, preparation module, processing module, etc. include technologies that can convert and/or remove at least one component from a gas stream. Non-limiting examples of purification modules include hydrolysis modules, acid gas removal modules, deoxygenation modules, catalytic hydrogenation modules, particulate removal modules, chloride removal modules, tar removal modules, and hydrogen cyanide post-treatment modules.

Термины компоненты, примеси и т.п. в данном контексте относятся к ингибиторам микробов и/или ингибиторам катализатора, которые могут находиться в потоке газа. В конкретных вариантах реализации такие компоненты включают, но не ограничиваются ими, соединения серы, ароматические соединения, алкины, алкены, алканы, олефины, соединения азота, фосфорсодержащие соединения, мелкие частицы, твердые вещества, кислород, галогенированные соединения, кремнийсодержащие соединения, карбонилы, металлы, спирты, сложные эфиры, кетоны, пероксиды, альдегиды, простые эфиры, дегти и нафталин. Предпочтительно компонент, удаляемый в модуле очистки, не содержит СО2.Terms components, impurities, etc. in this context refers to inhibitors of microbes and/or inhibitors of the catalyst, which may be in the gas stream. In specific embodiments, such components include, but are not limited to, sulfur compounds, aromatics, alkynes, alkenes, alkanes, olefins, nitrogen compounds, phosphorus compounds, fine particles, solids, oxygen, halogenated compounds, silicon compounds, carbonyls, metals , alcohols, esters, ketones, peroxides, aldehydes, ethers, tars and naphthalene. Preferably, the component removed in the cleaning module does not contain CO2.

Ингибиторы микробов в данном контексте относятся к одному или более компонентам, которые замедляют или препятствуют конкретной химической реакции или иному процессу с участием микробов. В конкретных вариантах реализации ингибиторы микробов включают, но не ограничиваются ими, кислород (О2), циановодород (HCN), ацетилен (С2Н2) и ВТЕХ (бензол, толуол, этилбензол, ксилол).Microbial inhibitors in this context refer to one or more components that slow down or interfere with a specific chemical reaction or other process involving microbes. In specific embodiments, microbial inhibitors include, but are not limited to, oxygen (O2), hydrogen cyanide (HCN), acetylene (C2H2), and BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, xylene).

Ингибитор катализатора, ингибитор адсорбента и т.п. в данном контексте относятся к одному или более веществам, которые снижают скорость или препятствуют химической реакции. В конкретных вариантах реализации ингибиторы катализаторов могут включать, но не ограничиваются ими, сероводород (H2S) и карбонилсульфид (COS).Catalyst inhibitor, adsorbent inhibitor, and the like. in this context refer to one or more substances that slow down or interfere with a chemical reaction. In specific embodiments, catalyst inhibitors may include, but are not limited to, hydrogen sulfide (H2S) and carbonyl sulfide (COS).

В некоторых случаях на стадии ферментации получают, вводят и/или концентрируют по меньшей мере один удаляемый компонент. Один или более из таких компонентов могут присутствовать в газообразном субстрате после ферментации. Например, на стадии ферментации можно получать, вводить и/или концентрировать серу в форме H2S. В конкретных вариантах реализации на стадии ферментации вводят сероводород. В различных вариантах реализации газообразный субстрат после ферментации содержит по меньшей мере часть сероводорода. Сероводород может быть ингибитором катализатора. Поэтому сероводород может замедлять действие определенных модулей электролиза. Для подачи в электролизер не ингибирующего газообразного субстрата после ферментации может потребоваться удаление по меньшей мере части сероводорода или другого компонента, присутствующего в газообразном субстрате после ферментации, с помощью одного или более модулей очистки. В другом варианте реализации на стадии ферментации может быть получен ацетон, и в качестве модуля очистки может быть использован древесный уголь.In some cases, the fermentation step produces, introduces and/or concentrates at least one removable component. One or more of these components may be present in the gaseous substrate after fermentation. For example, the fermentation step can produce, introduce and/or concentrate sulfur in the form of H2S. In specific embodiments, hydrogen sulfide is introduced during the fermentation step. In various embodiments, the gaseous substrate after fermentation contains at least a portion of hydrogen sulfide. Hydrogen sulfide may be a catalyst inhibitor. Therefore, hydrogen sulfide can slow down the action of certain electrolysis modules. In order to supply a non-inhibitory post-fermentation substrate gas to the electrolytic cell, at least a portion of the hydrogen sulfide or other component present in the post-fermentation substrate gas may need to be removed by one or more purification modules. In another embodiment, acetone may be produced in the fermentation step and charcoal may be used as a purification module.

Термины очищенный газ и поток очищенного газа относятся к потоку газа, пропущенному через по меньшей мере один модуль очистки, из которого удален и/или в котором изменен один или более компонентов. Например, поток очищенного газа СО2 относится к СО2-содержащему газу, пропущенному через один или более модулей очистки.The terms purified gas and purified gas stream refer to a gas stream passed through at least one purification module from which one or more components have been removed and/or modified. For example, a CO2 purified gas stream refers to a CO2-containing gas passed through one or more purification modules.

Модуль концентрирования и подобные термины относятся к технологии, которая может увеличивать содержание определенного компонента в газовом потоке. В конкретных вариантах реализации модуль концентрирования представляет собой модуль концентрирования СО2, причем содержание СО2 в газовом потоке, выходящем из модуля концентрирования СО2, выше по сравнению с содержанием СО2 в газовом потоке до его подачи в модуль концентрирования СО2. В некоторых вариантах реализации в модуле концентрирования используют технологию дезоксигенации для удаления О2 из газового потока и увеличения содержания СО2 в указанном потоке газа. В некоторых вариантах реализации в модуле концентрирования СО2 используют технологию короткоцикловой адсорбции (PSA) для удаления Н2 из потока газа и увеличения содержания СО2 в указанном газовом потоке. В некоторых случаях процесс ферментации выполняет функцию модуля концентрирования СО2. В некоторых вариантах реализации газовый поток из модуля концентрирования подают в установку улавливания и хранения углерода (CCS) или в установку увеличения нефтеотдачи (EOR).Concentration modulus and similar terms refer to technology that can increase the content of a particular component in a gas stream. In particular embodiments, the concentration module is a CO2 concentration module, wherein the CO2 content of the gas stream exiting the CO 2 concentration module is higher than the CO 2 content of the gas stream prior to its entry into the CO 2 concentration module. In some embodiments, the concentration module uses deoxygenation technology to remove O2 from a gas stream and increase the CO2 content of said gas stream. In some embodiments, the CO2 concentration module uses pressure swing adsorption (PSA) technology to remove H2 from a gas stream and increase the CO2 content of said gas stream. In some cases, the fermentation process acts as a CO2 concentration module. In some embodiments, the gas stream from the concentration module is fed to a carbon capture and storage (CCS) or enhanced oil recovery (EOR) unit.

Термины модуль электролиза и электролизер могут быть использованы взаимозаменяемо для обозначения установки, в которой используют электричество для осуществления несамопроизвольной реакции. Технологии электролиза известны в данной области техники. Иллюстративные процессы включают электролиз щелочного водного раствора, электролиз с протонной или анионообменной мембраной (РЕМ, АЕМ) и электролиз твердых оксидов (SOE) (Ursua et al., Proceedings of the IEEE 100(2):410-426, 2012; Jhong et al., Current Opinion in Chemical Engineering 2:191-199, 2013). Термин фарадеевская эффективность представляет собой значение, которое обозначает количество электронов, пропущенных через электролизер и перенесенных на восстановленный продукт, а не участвующих в побочных процессах. Модули SOE работают при повышенных температурах. Ниже термонейтрального напряжения модуля электролиза реакция электролиза является эндотермической. Выше термонейтрального напряжения модуля электролиза реакция электролиза является экзотермической. В некоторых вариантах реализации модуль электролиза эксплуатируют без избыточного давления. В некоторых вариантах реализации модуль электролиза эксплуатируют при давлении 5-10 бар.The terms electrolysis module and cell can be used interchangeably to refer to a plant that uses electricity to carry out a non-spontaneous reaction. Electrolysis technologies are known in the art. Illustrative processes include alkaline aqueous solution electrolysis, proton or anion exchange membrane electrolysis (PEM, AEM), and solid oxide electrolysis (SOE) (Ursua et al., Proceedings of the IEEE 100(2):410-426, 2012; Jhong et al. ., Current Opinion in Chemical Engineering 2:191-199, 2013). The term Faraday efficiency is a value that refers to the number of electrons passed through the cell and transferred to the reduced product, and not involved in side processes. SOE modules operate at elevated temperatures. Below the thermoneutral voltage of the electrolysis module, the electrolysis reaction is endothermic. Above the thermoneutral voltage of the electrolysis module, the electrolysis reaction is exothermic. In some embodiments, the electrolysis module is operated without excess pressure. In some embodiments, the electrolysis module is operated at a pressure of 5-10 bar.

- 5 040968- 5 040968

Модуль электролиза СО2 относится к установке, которая может обеспечивать расщепление СО2 на CO и О2, и действует по следующей стехиометрической реакции: 2СО2+электричество^2СО+О2. Использование различных катализаторов для восстановления СО2 влияет на конечный продукт. Показано, что катализаторы, включая, но не ограничиваясь ими, катализаторы на основе Au, Ag, Zn, Pd и Ga, эффективны для получения CO из СО2. В некоторых вариантах реализации давление потока газа, выходящего из модуля электролиза СО2, составляет примерно 5-7 бар изб.The CO2 electrolysis module refers to a plant that can split CO2 into CO and O2 , and operates according to the following stoichiometric reaction: 2CO2+electricity^2CO+O2. The use of different catalysts for CO 2 reduction affects the final product. Catalysts, including but not limited to those based on Au, Ag, Zn, Pd and Ga, have been shown to be effective in producing CO from CO 2 . In some embodiments, the pressure of the gas stream exiting the CO 2 electrolysis module is about 5-7 barg.

Модуль электролиза Н2, модуль электролиза воды и модуль электролиза Н2О относится к установке, которая может обеспечивать расщепление Н2О в форме пара на Н2 и О2, и действует по следующей стехиометрической реакции: 2Н2О+электричество^2Н22. Модуль электролиза Н2О обеспечивает восстановление протонов до Н2 и окисление О2- до О2. Н2, получаемый электролизом, можно смешивать с d-содержащим газообразным субстратом в качестве способа обеспечения дополнительного количества сырья и улучшения состава субстрата.H 2 electrolysis module, water electrolysis module and H 2 O electrolysis module refers to a plant that can split H 2 O in the form of steam into H 2 and O 2 , and operates according to the following stoichiometric reaction: 2H 2 O + electricity ^ 2H 2 +O 2 . The H 2 O electrolysis module ensures the reduction of protons to H 2 and the oxidation of O 2- to O 2 . The H 2 produced by electrolysis can be mixed with a d-containing gaseous substrate as a way to provide additional feedstock and improve the composition of the substrate.

Модули электролиза Н2 и СО2 имеют 2 выходных отверстия для газа. Одна сторона модуля электролиза, анод, содержит Н2 или CO (и другие газы, такие как непрореагировавшие водяные пары или непрореагировавший СО2). Вторая сторона, катод, содержит О2 (и возможно другие газы). Состав сырья, пропускаемого в процессе электролиза, может определять наличие различных компонентов в потоке CO. Например, присутствие в сырье инертных компонентов, таких как СН4 и/или N2, может приводить к присутствию одного или более указанных компонентов в потоке с повышенным содержанием CO. Кроме того, в некоторых электролизерах О2, образующийся на катоде, проходит через анодную сторону, где образуется СО, и/или CO пропускают через анодную сторону, что приводит к перекрестному загрязнению требуемых газообразных продуктов.H2 and CO2 electrolysis modules have 2 gas outlets. One side of the electrolysis module, the anode, contains H 2 or CO (and other gases such as unreacted water vapor or unreacted CO 2 ). The second side, the cathode, contains O 2 (and possibly other gases). The composition of the feedstock passed through the electrolysis process can determine the presence of various components in the CO stream. For example, the presence of inert components such as CH 4 and/or N 2 in the feed may result in the presence of one or more of these components in the CO rich stream. In addition, in some electrolyzers, O 2 generated at the cathode passes through the anode side where CO is produced and/or CO is passed through the anode side resulting in cross-contamination of the desired gaseous products.

Термин модуль выделения использован для описания технологии, которая может обеспечивать разделение вещества на два или более компонентов. Например, модуль выделения О2 может быть использован для разделения О2-содержащего газообразного субстрата на поток, содержащий, главным образом, О2 (также упоминаемый как поток с повышенным содержанием О2 или газ, обогащенный О2), и поток, который, в основном, не содержит О2, не содержит О2 или содержит лишь следовые количества О2 (также упоминаемый как поток с пониженным содержанием О2 или поток, обедненный О2).The term release modulus is used to describe a technology that can separate a substance into two or more components. For example, an O 2 separation module can be used to separate an O 2 -containing gaseous substrate into a stream containing primarily O 2 (also referred to as an O 2 rich stream or an O 2 rich gas) and a stream which, in essentially no O2, no O2, or only trace amounts of O 2 (also referred to as an O 2 depleted or O 2 depleted stream).

В данном контексте термины поток с повышенным содержанием, обогащенный газ, газ высокой чистоты и подобные термины относятся к газовому потоку, имеющему более высокое содержание определенного компонента после пропускания через такой модуль, как модуль электролиза, по сравнению с содержанием указанного компонента в потоке, входящем в данный модуль. Например, поток с повышенным содержанием СО может быть получен при пропускании СО2-содержащего газообразного субстрата через модуль электролиза СО2. Поток с повышенным содержанием Н2 может быть получен при пропускании водного газообразного субстрата через модуль электролиза Н2. Поток с повышенным содержанием О2 автоматически образуется на аноде в модуле электролиза СО2 или Н2; поток с повышенным содержанием О2 также может быть получен при пропускании О2-содержащего газообразного субстрата через модуль разделения О2. Поток с повышенным содержанием СО2 может быть получен при пропускании СО2-содержащего газообразного субстрата через модуль концентрирования СО2.As used herein, the terms rich stream, rich gas, high purity gas, and similar terms refer to a gas stream having a higher content of a particular component after passing through a module such as an electrolysis module, compared to the content of said component in the stream entering the this module. For example, a CO rich stream can be obtained by passing a CO 2 containing gaseous substrate through a CO 2 electrolysis module. An H 2 rich stream can be obtained by passing an aqueous gaseous substrate through an H 2 electrolysis module. A stream with a high content of O 2 is automatically formed at the anode in the CO 2 or H 2 electrolysis module; an O2 rich stream can also be obtained by passing an O2-containing gaseous substrate through an O 2 separation module. A CO 2 rich stream can be obtained by passing a CO 2 -containing gaseous substrate through a CO 2 concentration module.

В данном контексте термины поток с пониженным содержанием, обедненный газ и подобные термины относятся к газовому потоку, имеющему более низкое содержание определенного компонента после пропускания через такой модуль, как модуль концентрирования или модуль разделения, по сравнению с содержанием указанного компонента в потоке, входящем в данный модуль. Например, поток с пониженным содержанием О2 может быть получен при пропускании О2-содержащего газообразного субстрата через модуль разделения О2. Поток с пониженным содержанием О2 может содержать непрореагировавший СО2 из модуля электролиза СО2. Поток с пониженным содержанием О2 может содержать следовые количества О2 или может не содержать О2. Поток с пониженным содержанием СО2 может быть получен при пропускании СО2-содержащего газообразного субстрата через модуль концентрирования СО2. Поток с пониженным содержанием СО2 может содержать СО, Н2 и/или такой компонент, как ингибитор микробов или ингибитор катализатора. Поток с пониженным содержанием СО2 может содержать следовые количества СО2 или может не содержать СО2.As used herein, the terms depleted stream, lean gas, and similar terms refer to a gas stream having a lower content of a particular component after passing through a module such as a concentration module or a separation module, compared to the content of said component in the stream entering the given module. For example, an O 2 reduced stream can be obtained by passing an O 2 -containing gaseous substrate through an O 2 separation module. The O 2 reduced stream may contain unreacted CO 2 from the CO 2 electrolysis module. The O 2 reduced stream may contain trace amounts of O 2 or may contain no O 2 . A CO2 reduced stream can be obtained by passing a CO2 containing gaseous substrate through a CO2 concentration module. The CO2 reduced stream may contain CO, H2 and/or a component such as a microbial inhibitor or a catalyst inhibitor. The CO2 reduced stream may contain trace amounts of CO2 or may not contain CO2.

В конкретных вариантах реализации настоящего изобретения предложен интегрированный способ, в котором давление газового потока можно увеличивать и/или уменьшать. Термин модуль изменения давления относится к технологии, которая может обеспечивать создание (т.е. увеличение) или уменьшение давления газового потока. Давление газа можно увеличивать и/или уменьшать любыми походящими способами, например, с помощью одного или более компрессоров и/или клапанов. В некоторых случаях газовый поток может иметь субоптимальное давление, или давление газового потока может быть выше оптимального и, следовательно, можно использовать клапан для снижения давления. Модуль изменения давления может быть расположен до или после любого модуля, описанного в настоящем документе. Например, модуль изменения давления можно использовать до модуля очистки, до модуля концентрирования, до модуля электролиза и/или до процесса, расходующего CO.In particular embodiments of the present invention, an integrated process is provided in which the pressure of the gas stream can be increased and/or decreased. The term pressure modulus refers to technology that can create (ie increase) or decrease the pressure of a gas stream. The pressure of the gas may be increased and/or decreased by any suitable means, for example by means of one or more compressors and/or valves. In some cases, the gas stream may have a sub-optimal pressure, or the pressure of the gas stream may be higher than the optimum pressure and, therefore, a valve may be used to reduce the pressure. The pressure modulation module may be located before or after any of the modules described herein. For example, a pressure modulation module may be used prior to a purification module, prior to a concentration module, prior to an electrolysis module, and/or prior to a CO-consuming process.

Сжатый газовый поток относится к газообразному субстрату, пропущенному через модуль измеCompressed gas flow refers to the gaseous substrate passed through the measuring module

- 6 040968 нения давления. Сжатый газовый поток также может быть использован для описания газового потока, который соответствует требованиям рабочего давления конкретного модуля.- 6 040968 pressure gauge. The compressed gas stream can also be used to describe a gas stream that meets the operating pressure requirements of a particular module.

Термины газообразный субстрат после процесса, расходующего СО, хвостовой газ после процесса, расходующего СО, хвостовой газ и т.п. могут быть использованы взаимозаменяемо для описания газа, прошедшего через процесс, расходующий CO. Газообразный субстрат после процесса, расходующего СО, может содержать непрореагировавший СО, непрореагировавший Н2 и/или СО2, образованный (или параллельно не расходованный) в процессе, расходующем CO. Газообразный субстрат после процесса, расходующего СО, можно дополнительно подавать в один или более из модуля изменения давления, модуля очистки, модуля концентрирования СО2 и/или модуля электролиза. В некоторых вариантах реализации газообразный субстрат после процесса, расходующего СО представляет собой газообразный субстрат после ферментации.Terms gaseous substrate after the CO-consuming process, tail gas after the CO-consuming process, tail gas, etc. can be used interchangeably to describe a gas that has gone through a CO-consuming process. The gaseous substrate after the CO consuming process may contain unreacted CO, unreacted H2 and/or CO2 formed (or concurrently not consumed) in the CO consuming process. The gaseous substrate from the CO consuming process may be further supplied to one or more of a pressure change module, a purification module, a CO2 concentration module, and/or an electrolysis module. In some embodiments, the gaseous substrate after the CO-consuming process is the gaseous substrate after fermentation.

Термин требуемый состав использован для обозначения требуемого содержания и типа компонентов в веществе, таком как, например, газовый поток. Более конкретно, газ считают имеющим требуемый состав, если он содержит определенный компонент (т.е. СО, Н2 и/или СО2) и/или содержит определенный компонент в определенном количестве, и/или не содержит определенный компонент (т.е. примесь, вредную для микроорганизмов), и/или не содержит определенный компонент в определенном количестве. Можно учитывать более одного компонента при определении того, имеет ли газовый поток требуемый состав.The term required composition is used to indicate the required content and type of components in a substance, such as, for example, a gas stream. More specifically, a gas is considered to have the required composition if it contains a certain component (i.e. CO, H2 and/or CO2) and/or contains a certain component in a certain amount, and/or does not contain a certain component (i.e. an impurity harmful to microorganisms) and/or does not contain a certain component in a certain amount. More than one component may be considered in determining whether a gas stream has the desired composition.

Несмотря на то, что субстрат не обязательно содержит Н2, наличие Н2 не должно оказывать неблагоприятное воздействие на образование продукта в соответствии со способами настоящего изобретения. В конкретных вариантах реализации изобретения наличие Н2 приводит к улучшению общей эффективности выработки спирта. В одном варианте реализации субстрат содержит примерно 30% или менее Н2 по объему, 20% или менее Н2 по объему, примерно 15% или менее Н2 по объему или примерно 10% или менее Н2 по объему. В других вариантах реализации изобретения поток субстрата содержит низкие концентрации Н2, например менее 5%, или менее 4%, или менее 3%, или менее 2%, или менее 1%, или по существу не содержит Н2.Although the substrate does not necessarily contain H2, the presence of H2 should not adversely affect the formation of the product in accordance with the methods of the present invention. In specific embodiments of the invention, the presence of H2 leads to an improvement in the overall efficiency of alcohol production. In one embodiment, the substrate contains about 30% or less H2 by volume, 20% or less H2 by volume, about 15% or less H2 by volume, or about 10% or less H2 by volume. In other embodiments, the substrate stream contains low concentrations of H 2 , such as less than 5%, or less than 4%, or less than 3%, or less than 2%, or less than 1%, or essentially no H 2 .

Субстрат также может содержать некоторое количество СО, например от примерно 1 до примерно 80% CO по объему, или от 15 до примерно 30% CO по объему. В одном из вариантов реализации субстрат содержит менее или ровно примерно 20% CO по объему. В конкретных вариантах реализации субстрат содержит менее или ровно примерно 15% CO по объему, менее или ровно примерно 10% CO по объему, менее или ровно примерно 5% CO по объему или по существу не содержит CO.The substrate may also contain some CO, such as from about 1 to about 80% CO by volume, or from 15 to about 30% CO by volume. In one embodiment, the substrate contains less than or exactly about 20% CO by volume. In specific embodiments, the substrate contains less than or exactly about 15% CO by volume, less than or exactly about 10% CO by volume, less than or exactly about 5% CO by volume, or substantially no CO.

Состав субстрата может быть улучшен для обеспечения требуемого или оптимального соотношения Н2:СО:СО2. Требуемое соотношение Н2:СО:СО2 зависит от требуемого продукта ферментации в процессе ферментации. Для этанола оптимальное соотношение Н2:СО:СО2 представляет собойThe composition of the substrate can be improved to provide the desired or optimal ratio of H 2 :CO:CO 2 . The required ratio of H 2 :CO:CO 2 depends on the desired fermentation product in the fermentation process. For ethanol, the optimal ratio of H 2 :CO:CO 2 is

где x>2y, для удовлетворения стехиометрии получения этанолаwhere x>2y, to meet the ethanol production stoichiometry

U)//3 + (у)СО + f^^CO3 -> f^)c3^OH+U)// 3 + (y)CO + f^^CO 3 -> f^)c 3 ^OH+

Эксплуатация процесса ферментации в присутствии Н2 имеет дополнительное преимущество уменьшения количества СО2, образующегося в процессе ферментации. Например, газообразный субстрат, содержащий минимальное количество Н2, обычно превращается в этанол и СО2 со следующей стехиометрией: 6СО+ЗН2О^С2Н5ОН+4СО2. Поскольку количество Н2, используемого C1-поглощающими бактериями, увеличивается, то количество образующегося СО2 уменьшается, т.е. 2CO'4n2 >С2Н5ОН'Н2О.Operating the fermentation process in the presence of H 2 has the added benefit of reducing the amount of CO 2 generated during the fermentation process. For example, a gaseous substrate containing a minimal amount of H 2 usually turns into ethanol and CO 2 with the following stoichiometry: 6CO+3H 2 O^C 2 H 5 OH+4CO 2 . As the amount of H 2 used by C1-consuming bacteria increases, the amount of CO 2 produced decreases, i.e. 2CO'4n2 >C2H5OH'H2O.

Если CO является единственным источником углерода и энергии для выработки этанола, то часть углерода теряется на образование СО2 по уравнениюIf CO is the only source of carbon and energy for the production of ethanol, then part of the carbon is lost to the formation of CO 2 according to the equation

СО + 3 Н2О -> С2Н5ОН + 4 СО2 (AG0 = -224,90 кДж/моль этанола)CO + 3 H 2 O -> C 2 H 5 OH + 4 CO 2 (AG 0 \u003d -224.90 kJ / mol of ethanol)

При увеличении количества Н2, доступного в субстрате, уменьшается количество образующегося СО2. При стехиометрическом соотношении 1:2 (CO/H2), образование СО2 полностью исключено.With an increase in the amount of H 2 available in the substrate, the amount of CO 2 formed decreases. With a stoichiometric ratio of 1:2 (CO/H 2 ), the formation of CO 2 is completely excluded.

СО + 1 Н2+ 2 Н2О -> 1 С2Н5ОН + 3 СО2 (AG0 = -204,80 кДж/моль этанола)CO + 1 H 2 + 2 H 2 O -> 1 C 2 H 5 OH + 3 CO 2 (AG 0 \u003d -204.80 kJ / mol of ethanol)

СО + 2 Н2 + 1 Н2О -> 1 С2Н5ОН + 2 СО2 (AG0 = -184,70 кДж/моль этанола)CO + 2 H 2 + 1 H 2 O -> 1 C 2 H 5 OH + 2 CO 2 (AG 0 \u003d -184.70 kJ / mol of ethanol)

СО + 3 Н2 -> 1 С2Н5ОН + 1 СО2 (AG0 = -164,60 кДж/моль этанола)CO + 3 H 2 -> 1 C 2 H 5 OH + 1 CO 2 (AG 0 \u003d -164.60 kJ / mol of ethanol)

Состав субстрата может существенно влиять на эффективность и/или стоимость реакции. Например, присутствие О2 может снижать эффективность процесса анаэробной ферментации. В зависимости от состава субстрата может потребоваться обработка, очистка или фильтрация субстрата для удаления нежелательных примесей, таких как токсины, нежелательнее компоненты или частицы пыли, и/или дляThe composition of the substrate can significantly affect the efficiency and/or cost of the reaction. For example, the presence of O2 can reduce the efficiency of an anaerobic fermentation process. Depending on the composition of the substrate, it may be necessary to treat, clean or filter the substrate to remove undesirable contaminants such as toxins, unwanted components or dust particles, and/or to

- 7 040968 увеличения концентрации требуемых компонентов. Кроме того, улавливание углерода может быть увеличено посредством рециркуляции СО2, образующегося в процессе, расходующем СО, в модуль электролиза СО2 для увеличения выхода процесса, расходующего CO. СО2, образующийся в процессе, расходующем СО, можно подвергать очистке до подачи в модуль электролиза СО2.- 7 040968 increasing the concentration of the required components. In addition, carbon capture can be increased by recycling the CO2 generated in the CO consuming process to the CO2 electrolysis module to increase the yield of the CO consuming process. The CO2 generated in the CO2 consuming process can be purified before being fed into the CO2 electrolysis module.

В некоторых вариантах реализации процесс, расходующий СО, осуществляют в биореакторе. Термин биореактор включает устройство для ферментации, состоящее из одной или более емкостей и/или башен или трубопроводов, которые включают смесительный реактор непрерывного действия (CSTR), реактор с иммобилизованными клетками (ICR), реактор с орошаемым слоем (TBR), барботажную колонну, газлифтный ферментер, статический смеситель, циркуляционный петлевой реактор, мембранный реактор, такой как половолоконный мембранный биореактор (HFM BR), или другую емкость или другое устройство, подходящее для контакта газа с жидкостью. Реактор предпочтительно выполнен с возможностью приема газообразного субстрата, содержащего СО, СО2, Н2 или их смеси. Реактор может содержать несколько реакторов (ступеней), расположенных параллельно или последовательно. Например, реактор может содержать первый реактор выращивания, в котором выращивают бактерии, и второй реактор ферментации, в который можно подавать ферментативный бульон из реактора выращивания, и в котором можно получать основную часть продуктов ферментации. Эксплуатация биореактора при повышенном давлении обеспечивает возможность увеличения скорости массопереноса газа из газовой фазы в жидкую фазу. Соответственно, обычно предпочтительно осуществлять выращивание/ферментацию при давлении выше атмосферного давления. Кроме того, поскольку данная скорость конверсии газа отчасти зависит от времени пребывания субстрата в реакторе, а достижение требуемого времени пребывания определяет необходимый объем биореактора, то применение систем под давлением может значительно уменьшить необходимый объем биореактора и, следовательно, капитальные затраты на оборудование для выращивания/ферментации. Это, в свою очередь, означает, что время пребывания, определяемое как объем жидкости в биореакторе, деленный на скорость подачи газового потока, может быть сокращено, если биореакторы поддерживают при повышенном давлении, а не при атмосферном давлении. Оптимальные условия реакции отчасти зависят от конкретных используемых микроорганизмов. Однако, как правило, предпочтительно осуществлять ферментацию при давлении выше атмосферного давления. Кроме того, поскольку данная скорость конверсии газа отчасти зависит от времени пребывания субстрата в реакторе, а достижение требуемого времени удерживания, в свою очередь, определяет необходимый объем биореактора, то применение систем под давлением может значительно уменьшить необходимый объем биореактора и, следовательно, капитальные затраты на ферментативное оборудование.In some embodiments, the CO consuming process is carried out in a bioreactor. The term bioreactor includes a fermentation apparatus consisting of one or more vessels and/or towers or pipelines, which include a continuous stirred cell reactor (CSTR), an immobilized cell reactor (ICR), a trickled bed reactor (TBR), a bubble column, a gas lift a fermenter, a static mixer, a circulating loop reactor, a membrane reactor such as a hollow fiber membrane bioreactor (HFM BR), or other container or other device suitable for gas-liquid contact. The reactor is preferably configured to receive a gaseous substrate containing CO, CO2, H2 or mixtures thereof. The reactor may contain several reactors (stages) arranged in parallel or in series. For example, the reactor may comprise a first growth reactor in which bacteria are grown and a second fermentation reactor into which fermentation broth can be fed from the growth reactor and where most of the fermentation products can be obtained. Operation of the bioreactor at elevated pressure makes it possible to increase the rate of gas mass transfer from the gas phase to the liquid phase. Accordingly, it is generally preferred to carry out the cultivation/fermentation at a pressure above atmospheric pressure. In addition, since this gas conversion rate is partly dependent on the residence time of the substrate in the reactor, and achieving the required residence time determines the required volume of the bioreactor, the use of pressurized systems can significantly reduce the required volume of the bioreactor and, therefore, the capital cost of the growth/fermentation equipment. . This in turn means that the residence time, defined as the volume of liquid in the bioreactor divided by the gas flow rate, can be reduced if the bioreactors are maintained at elevated pressure rather than at atmospheric pressure. Optimum reaction conditions depend in part on the particular microorganism used. However, it is generally preferred to carry out the fermentation at a pressure above atmospheric pressure. In addition, since this gas shift rate depends in part on the residence time of the substrate in the reactor, and the achievement of the required retention time in turn determines the required volume of the bioreactor, the use of pressurized systems can significantly reduce the required volume of the bioreactor and, therefore, capital costs for enzymatic equipment.

Если из контекста не следует иное, то выражения ферментация, процесс ферментации, реакция ферментации и т.п. в данном контексте включают и фазу выращивания, и фазу биосинтеза газообразного субстрата. В некоторых вариантах реализации ферментацию проводят без углеводных субстратов, таких как сахар, крахмал, лигнин, целлюлоза или гемицеллюлоза.Unless the context implies otherwise, the expressions fermentation, fermentation process, fermentation reaction, etc. in this context, both the growth phase and the gaseous substrate biosynthesis phase are included. In some embodiments, the fermentation is carried out without carbohydrate substrates such as sugar, starch, lignin, cellulose, or hemicellulose.

Культуру обычно выдерживают в водной культуральной среде, которая содержит питательные вещества, витамины и/или минералы, достаточные для возможности роста микроорганизмов. Питательная среда среда для выращивания и культуральная среда использованы для описания среды для выращивания бактерий. Предпочтительно водная культуральная среда представляет собой среду для выращивания анаэробных микроорганизмов, такую как минимальная питательная среда для анаэробных микроорганизмов. Подходящие среды хорошо известны в данной области техники. Термин питательное вещество включает любое вещество, которое может быть использовано для метаболизма микроорганизма. Иллюстративные питательные вещества включают калий, витамины В, следовые металлы и аминокислоты.The culture is usually maintained in an aqueous culture medium which contains sufficient nutrients, vitamins and/or minerals to allow the growth of microorganisms. Culture medium growth medium and culture medium are used to describe a medium for growing bacteria. Preferably, the aqueous culture medium is an anaerobic microorganism growth medium, such as a minimal anaerobic microbial growth medium. Suitable media are well known in the art. The term nutrient includes any substance that can be used for the metabolism of a microorganism. Exemplary nutrients include potassium, B vitamins, trace metals, and amino acids.

Термины ферментативный бульон и бульон включают смесь компонентов, включая питательную среду и культуру, или один или более микроорганизмов. Следует отметить, что термин микроорганизм и термин бактерия в данном контексте использованы взаимозаменяемо.The terms fermentation broth and broth include a mixture of components, including a growth medium and a culture, or one or more microorganisms. It should be noted that the term microorganism and the term bacterium are used interchangeably in this context.

Микроорганизм согласно настоящему изобретению можно выращивать с использованием газового потока с получением одного или более продуктов.The microorganism of the present invention can be grown using the gas stream to produce one or more products.

Например, микроорганизм согласно настоящему изобретению может вырабатывать или может быть создан для выработки этанола (WO 2007/117157), ацетата (WO 2007/117157), бутанола (WO 2008/115080 и WO 2012/053905), бутирата (WO 2008/115080), 2,3-бутандиола (WO 2009/151342 и WO 2016/094334), лактата (WO 2011/112103), бутена (WO 2012/024522), бутадиена (WO 2012/024522), метилэтилкетона (2бутанона) (WO 2012/024522 и WO 2013/185123), этилена (WO 2012/026833), ацетона (WO 2012/115527), изопропанола (WO 2012/115527), липидов (WO 2013/036147), 3-гидроксипропионата (3-НР) (WO 2013/180581), терпенов, включая изопрен (WO 2013/180584), жирных кислот (WO 2013/191567), 2бутанола (WO 2013/185123), 1,2-пропандиола (WO 2014/036152), 1-пропанола (WO 2014/0369152), продуктов из хоризмата (WO 2016/191625), 3-гидроксибутирата (WO 2017/066498) и 1,3-бутандиола (WO 2017/0066498). Помимо одного или более целевых продуктов микроорганизм согласно настоящему изобретению также может вырабатывать этанол, ацетат и/или 2,3-бутандиол. В некоторых вариантах реализации сама микробная биомасса может считаться продуктом. Такие продукты можно подвергать дополнительной конверсии с получением по меньшей мере одного компонента из дизеля, авиационногоFor example, the microorganism according to the present invention can produce or can be created to produce ethanol (WO 2007/117157), acetate (WO 2007/117157), butanol (WO 2008/115080 and WO 2012/053905), butyrate (WO 2008/115080) , 2,3-butanediol (WO 2009/151342 and WO 2016/094334), lactate (WO 2011/112103), butene (WO 2012/024522), butadiene (WO 2012/024522), methyl ethyl ketone (2 butanone) (WO 2012/ 024522 and WO 2013/185123), ethylene (WO 2012/026833), acetone (WO 2012/115527), isopropanol (WO 2012/115527), lipids (WO 2013/036147), 3-hydroxypropionate (3-HP) (WO 2013/180581), terpenes including isoprene (WO 2013/180584), fatty acids (WO 2013/191567), 2-butanol (WO 2013/185123), 1,2-propanediol (WO 2014/036152), 1-propanol (WO 2014/0369152), products from chorismate (WO 2016/191625), 3-hydroxybutyrate (WO 2017/066498) and 1,3-butanediol (WO 2017/0066498). In addition to one or more target products, the microorganism according to the present invention can also produce ethanol, acetate and/or 2,3-butanediol. In some embodiments, the microbial biomass itself may be considered a product. Such products can be subjected to additional conversion to obtain at least one component from a diesel, aviation

- 8 040968 топлива и/или бензина. Кроме того, микробную биомассу можно подвергать дополнительной переработке с получением одноклеточного белка (SCP).- 8 040968 fuel and/or gasoline. In addition, microbial biomass can be further processed to produce a single cell protein (SCP).

Микроорганизм представляет собой микроскопический организм, в частности бактерии, археи, вирусы или грибки. Микроорганизм согласно настоящему изобретению обычно представляет собой бактерию. В данном контексте упоминание микроорганизма включает бактерии.A microorganism is a microscopic organism, such as bacteria, archaea, viruses, or fungi. The microorganism according to the present invention is usually a bacterium. In this context, reference to a microorganism includes bacteria.

Родительский микроорганизм представляет собой микроорганизм, используемый для получения микроорганизма согласно настоящему изоретению. Родительский микроорганизм может быть природным микроорганизмом (т.е. микроорганизмом дикого типа) или микроорганизмом, ранее подверженным модификации (т.е. мутантным или рекомбинантным микроорганизмом). Микроорганизм согласно настоящему изобретению может быть модифицирован для экспрессии или сверхэкспрессии одного или более ферментов, которые не экспрессируются или не сверхэкспрессируются в родительском микроорганизме. Аналогично, микроорганизм согласно настоящему изобретению может быть модифицирован так, что он содержит один или более генов, которые не содержатся в родительском микроорганизме. Микроорганизм согласно настоящему изобретению также может быть модифицирован так, чтобы он не экспрессировал или экспрессировал меньшее количество одного или более ферментов, которые экспрессируются в исходном микроорганизме. В одном варианте реализации родительский микроорганизм представляет собой Clostridium autoethanogenum, Clostridium ljungdahlii или Clostridium ragsdalei. В предпочтительном варианте реализации родительский микроорганизм представляет собой Clostridium autoethanogenum LZ1561, внесенный 7 июня 2010 г. в немецкую коллекцию микроорганизмов и клеточных культур (Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH (DSMZ)), расположенную по адресу Inhoffenstrae 7B, D-38124 Брауншвейг, Германия, 7 июня 2010 г. в соответствии с Будапештским договором о международном признании депонирования микроорганизмов для целей патентной процедуры под номером доступа DSM23693. Указанный штамм описан в международной патентной заявке № PCT/NZ 2011/000144, опубликованной как WO 2012/015317.The parent microorganism is the microorganism used to produce the microorganism according to the present invention. The parent microorganism may be a naturally occurring microorganism (ie, a wild-type microorganism) or a microorganism previously modified (ie, a mutant or recombinant microorganism). The microorganism of the present invention may be modified to express or overexpress one or more enzymes that are not expressed or overexpressed in the parent microorganism. Likewise, the microorganism of the present invention may be modified such that it contains one or more genes that are not contained in the parent microorganism. The microorganism according to the present invention can also be modified so that it does not express or expresses a smaller amount of one or more enzymes that are expressed in the original microorganism. In one embodiment, the parent microorganism is Clostridium autoethanogenum, Clostridium ljungdahlii, or Clostridium ragsdalei. In a preferred embodiment, the parent microorganism is Clostridium autoethanogenum LZ1561, introduced June 7, 2010 to the German Collection of Microorganisms and Cell Cultures (Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH (DSMZ)), located at Inhoffenstrae 7B, D-38124 Braunschweig, Germany , June 7, 2010 under the Budapest Treaty on the International Recognition of the Deposit of Microorganisms for the Purposes of Patent Procedure under accession number DSM23693. This strain is described in International Patent Application No. PCT/NZ 2011/000144 published as WO 2012/015317.

Термин получена из означает, что нуклеиновая кислота, белок или микроорганизм модифицирован или адаптирован из другой (т.е. родительской или дикого типа) нуклеиновой кислоты, белка или микроорганизма с образованием новой нуклеиновой кислоты, белка или микроорганизма. Такие модификации или адаптации обычно включают вставку, делецию, мутацию или замену нуклеиновых кислот или генов. В целом, микроорганизм согласно настоящему изобретению получают из родительского микроорганизма. В одном варианте реализации микроорганизм согласно настоящему изобретению получен из Clostridium autoethanogenum, Clostridium ljungdahlii или Clostridium ragsdalei. В предпочтительном варианте реализации микроорганизм согласно настоящему изобретению получен из Clostridium autoethanogenum LZ1561, который внесен в коллекцию DSMZ под номером доступа DSM23693.The term derived from means that a nucleic acid, protein, or microorganism is modified or adapted from another (i.e., parental or wild-type) nucleic acid, protein, or microorganism to form a new nucleic acid, protein, or microorganism. Such modifications or adaptations typically include the insertion, deletion, mutation, or substitution of nucleic acids or genes. In general, the microorganism according to the present invention is obtained from the parent microorganism. In one embodiment, the microorganism of the present invention is derived from Clostridium autoethanogenum, Clostridium ljungdahlii, or Clostridium ragsdalei. In a preferred embodiment, the microorganism of the present invention is derived from Clostridium autoethanogenum LZ1561, which is listed in the DSMZ collection under accession number DSM23693.

Микроорганизм согласно настоящему изобретению можно дополнительно классифицировать по функциональным характеристикам. Например, микроорганизм согласно настоящему изобретению может представлять собой или может быть получен из C1-поглощающего микроорганизма, анахроба, ацетогена, этанологена, карбоксидотрофа и/или метанотрофа.The microorganism according to the present invention can be further classified according to functional characteristics. For example, the microorganism of the present invention may be or may be derived from a C1-absorbing microorganism, anachrob, acetogen, ethanologen, carboxydotroph and/or methanotroph.

Вуда-Льюнгдаля относится к каскаду усвоения углерода Вуда-Льюнгдаля, как описано, например, в публикации Ragsdale, Biochim Biophys Acta, 1784: 1873-1898, 2008. Микроорганизмы ВудаЛьюнгдаля относятся, как можно ожидать, к микроорганизмам, имеющим каскад Вуда-Льюнгдаля. Как правило, микроорганизм согласно настоящему изобретению имеет нативный каскад Вуда-Льюнгдаля. В данном контексте каскад Вуда-Льюнгдаля может быть нативным, немодифицированным каскадом ВудаЛьюнгдаля, или он может быть каскадом Вуда-Льюнгдаля с определенной степенью генетической модификации (т.е. сверхэкспрессии, гетерологичной экспрессии, нокаута и т.д.), при условии, что он все еще действует для конверсии СО, СО2 и/или Н2 в ацетил-СоА.Wood-Ljungdahl refers to the Wood-Ljungdahl carbon sequestration cascade as described, for example, in Ragsdale, Biochim Biophys Acta, 1784: 1873-1898, 2008. Wood-Ljungdahl microorganisms refer, as might be expected, to microorganisms having a Wood-Ljungdahl cascade. Typically, the microorganism of the present invention has a native Wood-Ljungdahl cascade. In this context, the Wood-Ljungdahl cascade may be a native, unmodified Wood-Ljungdahl cascade, or it may be a Wood-Ljungdahl cascade with some degree of genetic modification (i.e., overexpression, heterologous expression, knockout, etc.), provided that it still acts to convert CO, CO 2 and/or H 2 to acetyl-CoA.

Анаэроб представляет собой микроорганизм, для роста которого не нужен О2. Анаэроб может отрицательно реагировать или даже погибать, если содержание О2 превышает некоторый предел. Однако некоторые анаэробы могут переносить низкие концентрации О2 (т.е. 0,000001-5% О2). Как правило, микроорганизм согласно настоящему изобретению представляет собой анаэроб.Anaerobe is a microorganism that does not require O 2 for growth. The anaerobe can react negatively or even die if the O2 content exceeds a certain limit. However, some anaerobes can tolerate low concentrations of O 2 (ie 0.000001-5% O 2 ). As a rule, the microorganism according to the present invention is an anaerobe.

Ацетогены являются облигатно-анаэробными бактериями, которые используют каскад ВудаЛьюнгдаля в качестве основного механизма сохранения энергии и синтеза ацетил-СоА и производных продуктов ацетил-СоА, таких как ацетат (Ragsdale, Biochim Biophys Acta, 1784: 1873-1898, 2008). В частности, ацетогены используют каскад Вуда-Льюнгдаля в качестве (1) механизма для восстановительного синтеза ацетил-СоА из СО2, (2) для акцептирования концевого электрона, процесса сохранения энергии, (3) механизма усвоения (ассимиляции) СО2 в синтезе клеточного углерода (Drake, Acetogenic Prokaryotes, в The Prokaryotes, 3-е изд., с. 354, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 2006). Все природные ацетогены являются C1-поглощающими, анаэробными, аутотрофными и неметанотрофными. Как правило, микроорганизм согласно настоящему изобретению представляет собой ацетоген.Acetogens are obligate anaerobic bacteria that use the Wood-Ljungdahl cascade as the main energy storage mechanism and for the synthesis of acetyl-CoA and acetyl-CoA derivatives such as acetate (Ragsdale, Biochim Biophys Acta, 1784: 1873-1898, 2008). In particular, acetogens use the Wood-Ljungdahl cascade as (1) a mechanism for the reductive synthesis of acetyl-CoA from CO 2 , (2) for accepting a terminal electron, an energy conservation process, (3) a mechanism for the assimilation (assimilation) of CO 2 in the synthesis of cellular carbon (Drake, Acetogenic Prokaryotes, in The Prokaryotes, 3rd ed., p. 354, New York, NY, 2006). All natural acetogens are C1-scavenging, anaerobic, autotrophic, and non-methanotrophic. Typically, the microorganism of the present invention is an acetogen.

Этанологен представляет собой микроорганизм, который вырабатывает или может вырабатывать этанол. Как правило, микроорганизм согласно настоящему изобретению представляет собой этанологен.An ethanologen is a microorganism that produces or can produce ethanol. Typically, the microorganism according to the present invention is an ethanologen.

Аутотроф представляет собой микроорганизм, способный расти в отсутствие органического углеAn autotroph is a microorganism that can grow in the absence of organic carbon.

- 9 040968 рода. Вместо этого аутотрофы используют неорганические источники углерода, такие как СО и/или СО2. Как правило, микроорганизм согласно настоящему изобретению представляет собой аутотроф.- 9 040968 kind. Instead, autotrophs use inorganic carbon sources such as CO and/or CO 2 . Typically, the microorganism according to the present invention is an autotroph.

Карбоксидотроф представляет собой микроорганизм, способный использовать СО в качестве единственного источника углерода и энергии. Как правило, микроорганизм согласно настоящему изобретению представляет собой карбоксидотроф.A carboxydotroph is a microorganism capable of using CO2 as its sole source of carbon and energy. Typically, the microorganism according to the present invention is a carboxydotroph.

Метанотроф представляет собой микроорганизм, способный использовать метан в качестве единственного источника углерода и энергии. В некоторых вариантах реализации микроорганизм согласно настоящему изобретению представляет собой метанотроф или получен из метанотрофа. В других вариантах реализации микроорганизм согласно настоящему изобретению не представляет собой метанотроф или не получен из метанотрофа.A methanotroph is a microorganism capable of using methane as its sole source of carbon and energy. In some embodiments, the microorganism of the present invention is a methanotroph or derived from a methanotroph. In other embodiments, the microorganism of the present invention is not a methanotroph or derived from a methanotroph.

В таблице представлен иллюстративный список микроорганизмов и указаны их функциональные характеристики.The table provides an illustrative list of microorganisms and indicates their functional characteristics.

Вуда-Льюнгдаля Wuda-Ljungdal Cl-поглощение Cl absorption Анаэроб Anaerobe Ацетоген Acetogen Этанологен Ethanologen В о CL ΙΟ 1- W o CL ΙΟ 1- Карбоксидотроф Carboxidotroph Acetobacterium woodii Acetobacterium woodii + + + + + + + + +/-1 +/- 1 + + Alkalibaculum bacchii Alkalibaculum bacchii + + + + + + + + + + + + + + Blautia producta Blautia producta + + + + + + + + - - + + + + Butyribacterium methylotrophicum Butyribacterium methylotrophicum + + + + + + + + + + + + + + Clostridium aceticum Clostridium aceticum + + + + + + + + - - + + + + Clostridium autoethanogenum Clostridium autoethanogenum + + + + + + + + + + + + + + Clostridium carboxidivorans Clostridium carboxidivorans + + + + + + + + + + + + + + Clostridium coskatii Clostridium coskatii + + + + + + + + + + + + + + Clostridium drakei Clostridium drakei + + + + + + + + - - + + + + Clostridium formicoaceticum Clostridium formicoaceticum + + + + + + + + - - + + + + Clostridium Ijungdahlii Clostridium Ijungdahlii + + + + + + + + + + + + + + Clostridium magnum Clostridium magnum + + + + + + + + + + +/-2 +/- 2 Clostridium ragsdalei Clostridium ragsdalei + + + + + + + + + + + + + + Clostridium scatologenes Clostridium scatologenes + + + + + + + + - - + + + + Eubacterium limosum Eubacterium limosum + + + + + + + + - - + + + + Moorella thermautotrophica Moorella thermautotrophica + + + + + + + + + + + + + + Moorella thermoacetica (бывший Clostridium thermoaceticum) Moorella thermoacetica (former Clostridium thermoaceticum) + + + + + + + + _ 3 _ 3 + + + + Oxobacter pfennigii Oxobacter pfennigii + + + + + + + + - - + + + + Sporomusa ovata Sporomus ovata + + + + + + + + + + +/-4 +/- 4 Sporomusa silvacetica Sporomusa silvacetica + + + + + + + + + + +/-5 +/- 5 Sporomusa sphaeroides Sporomusa sphaeroides + + + + + + + + + + +/-в +/- in Thermoanaerobacter kiuvi Thermoanaerobacter kiuvi + + + + + + + + - - + + - -

Acetobacterium woodi может вырабатывать этанол из фруктозы, но не из газа.Acetobacterium woodi can produce ethanol from fructose, but not from gas.

2Не изучено, может ли Closthdium magnum расти на СО. 2 It has not been studied whether Closthdium magnum can grow on CO.

3Описано, что один штамм Moorella thermoacetica, Moorella sp. HUC22-1, вырабатывает этанол из газа. 3 It is described that one strain of Moorella thermoacetica, Moorella sp. HUC22-1, produces ethanol from gas.

4Не изучено, может ли Sporomusa ovata расти на СО. 4 It has not been studied whether Sporomusa ovata can grow on CO.

5Не изучено, может ли Sporomusa silvacetica расти на СО. 5 Whether Sporomusa silvacetica can grow on CO has not been studied.

6Не изучено, может ли Sporomusa sphaeroides расти на СО. 6 It has not been studied whether Sporomusa sphaeroides can grow on CO.

Нативный продукт представляет собой продукт, вырабатываемый генетически немодифицированным микроорганизмом. Например, этанол, ацетат и 2,3-бутандиол являются нативными продуктами Clostridium autoethanogenum, Clostridium Ijungdahlii и Closthdium ragsdalei. Ненативный продукт предA native product is a product produced by a non-genetically modified microorganism. For example, ethanol, acetate and 2,3-butanediol are native products of Clostridium autoethanogenum, Clostridium Ijungdahlii and Closthdium ragsdalei. Non-native product before

- 10040968 ставляет собой продукт, вырабатываемый генетически модифицированным микроорганизмом, но который не вырабатывается генетически немодифицированным микроорганизмом, из которого получен генетически модифицированный микроорганизм.- 10040968 is a product produced by a genetically modified microorganism, but which is not produced by the non-genetically modified microorganism from which the genetically modified microorganism is derived.

Селективность относится к отношению выработки целевого продукта к выработке всех продуктов ферментации, выработанных микроорганизмом. Микроорганизм согласно настоящему изобретению может быть сконструирован для выработки продуктов с определенной селективностью или с минимальной селективностью. В одном варианте реализации доля целевого продукта составляет по меньшей мере примерно 5, 10, 15, 20, 30, 50 или 75% от всех продуктов ферментации, выработанных микроорганизмом согласно настоящему изобретению. В одном варианте реализации доля целевого продукта составляет по меньшей мере 10% от всех продуктов ферментации, выработанных микроорганизмом согласно настоящему изобретению, так что микроорганизм согласно настоящему изобретению имеет селективность в отношении целевого продукта по меньшей мере 10%. В другом варианте реализации доля целевого продукта составляет по меньшей мере 30% от всех продуктов ферментации, выработанных микроорганизмом согласно настоящему изобретению, так что микроорганизм согласно настоящему изобретению имеет селективность в отношении целевого продукта по меньшей мере 30%.Selectivity refers to the ratio of the production of the target product to the production of all fermentation products produced by the microorganism. The microorganism according to the present invention can be designed to produce products with a certain selectivity or with a minimum selectivity. In one embodiment, the target product is at least about 5%, 10%, 15%, 20%, 30%, 50%, or 75% of all fermentation products produced by the microorganism of the present invention. In one embodiment, the proportion of the desired product is at least 10% of all fermentation products produced by the microorganism of the present invention, such that the microorganism of the present invention has a selectivity for the desired product of at least 10%. In another embodiment, the proportion of the desired product is at least 30% of all fermentation products produced by the microorganism according to the present invention, so that the microorganism according to the present invention has a selectivity for the desired product of at least 30%.

Выращивание/ферментацию желательно проводить в подходящих условиях для выработки целевого продукта. Как правило, выращивание/ферментацию проводят в анаэробных условиях. Условия реакции, которые следует учитывать, включают давление (или парциальное давление), температуру, скорость газового потока, скорость потока жидкости, рН среды, редокс потенциал среды, скорость перемешивания (при использовании смесительного реактора непрерывного действия), содержание инокулята, максимальные концентрации газообразного субстрата, чтобы содержание газа в жидкой фазе не стало лимитирующим, и максимальные концентрации продукта во избежание ингибирования процесса. В частности, можно регулировать скорость введения субстрата, чтобы концентрация газа в жидкой фазе не стала лимитирующей, поскольку продукты могут расходоваться культурой в условиях ограниченного содержания газа.Cultivation/fermentation is preferably carried out under suitable conditions for the production of the target product. As a rule, cultivation/fermentation is carried out under anaerobic conditions. Reaction conditions to be considered include pressure (or partial pressure), temperature, gas flow rate, liquid flow rate, medium pH, medium redox potential, agitation rate (when using a continuous mixing reactor), inoculum content, maximum gaseous substrate concentrations , so that the gas content in the liquid phase does not become limiting, and the maximum concentrations of the product in order to avoid inhibition of the process. In particular, the rate of introduction of the substrate can be controlled so that the gas concentration in the liquid phase does not become limiting, since the products can be consumed by the culture under conditions of limited gas content.

Целевые продукты можно выделять или очищать из ферментативного бульона любым способом или комбинацией способов, известных в данной области техники, включая, например, фракционную перегонку, выпаривание, испарение через полупроницаемую мембрану, отпаривание газом, разделение фаз и экстракционную ферментацию, включая, например, жидкость-жидкостную экстракцию. В некоторых вариантах реализации целевые продукты выделяют из ферментативного бульона непрерывным удалением части бульона из биореактора, выделением микробных клеток из бульона (обычно фильтрованием) и выделением одного или более целевых продуктов из бульона. Спирты и/или ацетон можно выделять, например, перегонкой. Кислоты можно выделять, например, адсорбцией на активированном древесном угле. Выделенные микробные клетки предпочтительно возвращают в биореактор. Фильтрат, не содержащий клеток, который остается после удаления целевых продуктов, также предпочтительно возвращают в биореактор. В фильтрат, не содержащий клеток, можно добавлять дополнительные питательные вещества (такие как витамины В) для пополнения среды перед ее возвратом в биореактор.Target products can be isolated or purified from the fermentation broth by any method or combination of methods known in the art, including, for example, fractional distillation, evaporation, evaporation through a semi-permeable membrane, gas stripping, phase separation, and extractive fermentation, including, for example, liquid- liquid extraction. In some embodiments, the target products are isolated from the fermentation broth by continuously removing a portion of the broth from the bioreactor, isolating the microbial cells from the broth (typically by filtration), and isolating one or more target products from the broth. Alcohols and/or acetone can be isolated, for example, by distillation. Acids can be isolated, for example, by adsorption on activated charcoal. The isolated microbial cells are preferably returned to the bioreactor. The cell-free filtrate that remains after removal of the desired products is also preferably returned to the bioreactor. Additional nutrients (such as B vitamins) can be added to the cell-free filtrate to replenish the medium before it is returned to the bioreactor.

На фиг. 1А представлен способ интеграции промышленного процесса 110, одного или более модулей 120 очистки, процесса 130 электролиза СО2, необязательного процесса 160 электролиза Н2 и процесса 140, расходующего CO. СО2-содержащий газ из промышленного процесса 110 подают по трубе 112 в один или более модулей 120 очистки для удаления и/или конверсии одного или более компонентов 128. Затем очищенный газ из одного или более модулей 120 очистки подают по трубе 122 в модуль 130 электролиза СО2 для конверсии по меньшей мере части газового потока. В некоторых вариантах реализации CO2-содержащий газ из промышленного процесса 110 напрямую подают по трубе 114 в модуль 130 электролиза СО2 для конверсии по меньшей мере части газового потока; в этом варианте реализации такой компонент, как сера, может быть удален до его пропускания через промышленный процесс. Необязательно, по меньшей мере часть О2 можно подавать из модуля 130 электролиза СО2 в промышленный процесс 110 по трубе 136. По меньшей мере часть конвертированного газового потока пропускают по трубе 132 из модуля 130 электролиза СО2 в процесс 140, расходующий CO. В некоторых вариантах реализации водный субстрат подают по трубе 162 в модуль 160 электролиза Н2 для конверсии по меньшей мере части водного субстрата, а поток с повышенным содержанием Н2 подают по трубе 164 в процесс 140, расходующий CO. Необязательно, по меньшей мере часть О2 можно подавать из модуля 160 электролиза Н2 в промышленный процесс 110 по трубе 166. Процесс 140, расходующий СО, обеспечивает получение по меньшей мере одного продукта 146 и газообразного субстрата после процесса, расходующего CO.In FIG. 1A shows a method for integrating an industrial process 110, one or more purification modules 120, a CO 2 electrolysis process 130, an optional H 2 electrolysis process 160, and a CO consuming process 140. CO 2 -containing gas from industrial process 110 is fed through pipe 112 to one or more purification modules 120 to remove and/or convert one or more components 128. The purified gas from one or more purification modules 120 is then fed through pipe 122 to electrolysis module 130 CO2 to convert at least a portion of the gas stream. In some embodiments, CO 2 -containing gas from industrial process 110 is directly fed through conduit 114 to CO 2 electrolysis module 130 to convert at least a portion of the gas stream; in this embodiment, the sulfur component may be removed before it is passed through the industrial process. Optionally, at least a portion of the O 2 may be supplied from CO 2 electrolysis module 130 to industrial process 110 via conduit 136. At least a portion of the converted gas stream is passed via conduit 132 from CO 2 electrolysis module 130 to CO consuming process 140. In some embodiments, the aqueous substrate is fed through conduit 162 to the H 2 electrolysis module 160 to convert at least a portion of the aqueous substrate, and the H 2 rich stream is fed through conduit 164 to the CO-consuming process 140. Optionally, at least a portion of the O 2 may be supplied from the H 2 electrolysis module 160 to the industrial process 110 via conduit 166. The CO consuming process 140 provides at least one product 146 and a gaseous substrate after the CO consuming process.

Процесс 140, расходующий СО, изображенный на фиг. 1А, может представлять собой процесс ферментации газа и может происходить в инокуляторе и/или в одном или более биореакторах. Например, процесс 140, расходующий СО, может представлять собой процесс ферментации газа в биореакторе, содержащем культуру по меньшей мере одного О-поглощающего микроорганизма. В тех вариантах реализации, в которых процесс 140, расходующий СО, представляет собой процесс ферментации газа, культуру можно ферментировать с получением одного или более продуктов 146 ферментации и газообразного субстрата после ферментации (газообразного субстрата после процесса, расходующего СО).The CO consuming process 140 shown in FIG. 1A may be a gas fermentation process and may take place in an inoculator and/or in one or more bioreactors. For example, CO consuming process 140 may be a gas fermentation process in a bioreactor containing a culture of at least one O-absorbing microorganism. In those embodiments in which the CO-consuming process 140 is a gas fermentation process, the culture can be fermented to produce one or more fermentation products 146 and a post-fermentation gaseous substrate (substrate gas from the CO-consuming process).

- 11 040968- 11 040968

В некоторых вариантах реализации процесс 140, расходующий СО, представленный на фиг. 1А, включает реакционную стадию получения СО2. В тех вариантах реализации, в которых газообразный субстрат после процесса, расходующего СО, содержит СО2, по меньшей мере часть указанного газообразного субстрата после процесса, расходующего СО, подают по трубе 142 в один или более модулей 150 очистки для удаления и/или конверсии одного или более компонентов 158. Очищенный газовый поток, содержащий СО2, затем подают по трубе 152 в модуль 130 электролиза СО2 для конверсии по меньшей мере части газового потока. В конкретных вариантах реализации газообразный субстрат после процесса, расходующего СО, подают по трубе 142 в те же один или более модулей 120 очистки, в которые подают СО2-содержащий газ из промышленного процесса 110. В различных вариантах реализации газообразный субстрат после процесса, расходующего СО, можно подавать в один или более модулей 120 очистки, в которые подают СО2-содержащий газ из промышленного процесса 110, и в один или более модулей 150 очистки. Установлено, что такой процесс очистки и электролиза газообразного субстрата после процесса, расходующего СО, увеличивает эффективность улавливания углерода.In some embodiments, the CO consuming process 140 illustrated in FIG. 1A includes a reaction step to produce CO2. In those embodiments where the CO-consuming process substrate gas contains CO2, at least a portion of said CO-consuming process substrate gas is fed through conduit 142 to one or more purification modules 150 to remove and/or convert one or more components 158. The purified gas stream containing CO 2 is then fed through pipe 152 to the CO 2 electrolysis module 130 to convert at least a portion of the gas stream. In particular embodiments, the gaseous substrate after the CO-consuming process is fed through conduit 142 to the same one or more purification modules 120 that are supplied with CO2-containing gas from the industrial process 110. In various embodiments, the gaseous substrate after the CO-consuming process, may be fed to one or more purification modules 120, which are supplied with CO2-containing gas from the industrial process 110, and to one or more purification modules 150. This process of purifying and electrolyzing the gaseous substrate after the CO consuming process has been found to increase the efficiency of carbon capture.

В конкретных вариантах реализации по меньшей мере один компонент, удаляемый в модуле 150 очистки, изображенном на фиг. 1А, получают, вводят и/или концентрируют в процессе 140, расходующем СО, таком как процесс ферментации газа. В различных вариантах реализации один или более компонентов, полученных, введенных и/или концентрированных на стадии ферментации, содержат серу. В некоторых случаях серу, такую как сероводород, вводят в процесс 140, расходующий CO. Обнаружено, что такая сера снижает эффективность модуля 130 электролиза СО2. Обнаружено, что модуль 150 очистки эффективен для снижения количества серы в газообразном субстрате после процесса, расходующего СО, перед подачей газообразного субстрата после процесса, расходующего СО, в модуль 130 электролиза СО2. Обнаружено, что применение модуля 150 очистки до модуля 130 электролиза СО2 увеличивает эффективность модуля 130 электролиза СО2.In specific embodiments, the at least one component removed in the cleaning module 150 shown in FIG. 1A is produced, injected and/or concentrated in a CO consuming process 140, such as a gas fermentation process. In various embodiments, one or more components obtained, introduced and/or concentrated during the fermentation step contain sulfur. In some cases, sulfur, such as hydrogen sulfide, is introduced into the CO-consuming process 140. Found that such sulfur reduces the efficiency of the module 130 electrolysis of CO 2 . The purification module 150 has been found to be effective in reducing the amount of sulfur in the gaseous substrate after the CO-consuming process before supplying the gaseous substrate after the CO-consuming process to the CO 2 electrolysis module 130 . It has been found that the use of the purification module 150 prior to the CO 2 electrolysis module 130 increases the efficiency of the CO 2 electrolysis module 130 .

Авторами настоящего изобретения установлено, что побочный продукт электролиза СО2 и Н2, кислород О2 может обеспечивать дополнительное преимущество для промышленного процесса получения С1. Несмотря на то, что процессы ферментации согласно настоящему изобретению являются анаэробными процессами, авторами настоящего изобретения обнаружено, что побочный продукт процесса получения СО, кислород О2, такой как О2, проходящий по трубе 136 на фиг. 1А, можно использовать в промышленном процессе получения С1. Побочный продукт процесса электролиза СО2, кислород О2 высокой степени чистоты можно интегрировать в промышленный процесс и преимущественно возмещать затраты, а в некоторых случаях обеспечивать синергию, что дополнительно снижает затраты указанного промышленного процесса, а также последующей ферментации газа.The present inventors have found that a by-product of the electrolysis of CO 2 and H 2 , oxygen O 2 can provide an additional benefit to the commercial C 1 production process. Although the fermentation processes of the present invention are anaerobic processes, the present inventors have found that a by-product of the CO production process, oxygen O 2 , such as O 2 , passing through conduit 136 in FIG. 1A can be used in an industrial process for making C1. A by-product of the CO 2 electrolysis process, high purity oxygen O 2 can be integrated into the industrial process and advantageously recover costs and in some cases provide synergies that further reduce the costs of said industrial process as well as subsequent gas fermentation.

Как правило, промышленные процессы, описанные в настоящем документе, обеспечивают получение требуемого О2 разделением воздуха. Получение О2 разделением воздуха является энергоемким процессом, включающим криогенное отделение О2 от N2 для достижения наивысшей чистоты. Получение О2 электролизом СО2 и/или Н2 и замена О2, полученного разделением воздуха, может обеспечивать возмещение до 5% затрат на электричество в промышленном процессе.Generally, the industrial processes described herein provide the required O2 by air separation. The production of O2 by air separation is an energy-intensive process involving the cryogenic separation of O2 from N2 to achieve the highest purity. Production of O 2 by electrolysis of CO 2 and/or H 2 and replacement of O 2 produced by air separation can recover up to 5% of electricity costs in an industrial process.

Для некоторых промышленных процессов, в которых получают С1 с участием реакций частичного окисления, необходима подача О2. Иллюстративные промышленные процессы включают реакции в основной сталеплавильной печи (BOF), процессы сталеварения COREX или FINEX, процессы в доменной печи (BF), процессы получения ферросплавов, процессы получения диоксида титана и процессы газификации. Процессы газификации включают, но не ограничиваются ими, газификацию твердых бытовых отходов, газификацию биомассы, газификацию нефтяного кокса и газификацию угля. В одном или более из указанных промышленных процессов О2 из процесса электролиза СО2 можно использовать для возмещения или полной замены О2, обычно обеспечиваемого разделением воздуха.Some industrial processes that produce C1 involving partial oxidation reactions require the supply of O 2 . Exemplary industrial processes include basic steel furnace (BOF) reactions, COREX or FINEX steelmaking processes, blast furnace (BF) processes, ferroalloy processes, titanium dioxide processes, and gasification processes. Gasification processes include, but are not limited to, solid waste gasification, biomass gasification, petroleum coke gasification, and coal gasification. In one or more of these industrial processes, the O2 from the CO2 electrolysis process can be used to replace or completely replace the O2 normally provided by air separation.

Как показано на фиг. 1В и 1С, способ интеграции промышленного процесса, одного или более модулей очистки, процесса электролиза СО2, необязательного процесса электролиза Н2 и процесса, расходующего СО, может дополнительно включать интеграцию одного или более модулей 170 изменения давления. Например, как показано на фиг. 1В, по меньшей мере часть СО2-содержащего газа из промышленного процесса 110 подают по трубе 112 в модуль 170 изменения давления с получением сжатого СО2содержащего газового потока. Затем по меньшей мере часть сжатого СО2-содержащего газового потока подают по трубе 172 в модуль 120 очистки. По меньшей мере часть газообразного субстрата после процесса, расходующего СО, также можно подавать по трубе 142 в модуль 170 изменения давления с получением сжатого хвостового газа. Затем по меньшей мере часть сжатого хвостового газа подают по трубе 172 в модуль 150 очистки и/или в модуль 120 очистки. Как показано на фиг. 1С, по меньшей мере часть потока конвертированного газа подают по трубе 132 из модуля 130 электролиза СО2 в модуль 170 изменения давления с получением сжатого СО-содержащего газового потока, который по трубе 172 подают в процесс 140, расходующий CO.As shown in FIG. 1B and 1C, the method for integrating an industrial process, one or more purification modules, a CO2 electrolysis process, an optional H2 electrolysis process, and a CO consuming process may further include integrating one or more pressure change modules 170. For example, as shown in FIG. 1B, at least a portion of the CO 2 -containing gas from industrial process 110 is supplied through conduit 112 to pressure modulation module 170 to form a compressed CO 2 -containing gas stream. Then, at least part of the compressed CO 2 -containing gas stream is fed through the pipe 172 to the cleaning module 120. At least a portion of the gaseous substrate from the CO consuming process may also be fed through conduit 142 to pressure modulation module 170 to produce pressurized tail gas. Then, at least a portion of the compressed tail gas is fed through pipe 172 to a purification module 150 and/or a purification module 120. As shown in FIG. 1C, at least a portion of the converted gas stream is fed through conduit 132 from CO 2 electrolysis module 130 to pressure modulation module 170 to form a compressed CO-containing gas stream, which is fed via conduit 172 to CO consuming process 140.

На фиг. 2 представлен способ интеграции промышленного процесса 210, модуля 220 очистки, модуля 230 электролиза СО2, необязательного процесса 270 электролиза Н2, процесса 240, расходующего СО, и необязательного модуля 260 выделения О2. СО2-содержащий газ из промышленного процесса 210 подают по трубе 212 в один или более модулей 220 очистки для удаления и/или конверсии одного илиIn FIG. 2 shows a method for integrating an industrial process 210, a purification module 220, a CO 2 electrolysis module 230, an optional H 2 electrolysis process 270, a CO consuming process 240, and an optional O 2 recovery module 260. CO 2 -containing gas from industrial process 210 is fed through pipe 212 to one or more purification modules 220 to remove and/or convert one or

- 12 040968 более компонентов 228. Затем очищенный газ из одного или более модулей 220 очистки подают по трубе 222 в модуль 230 электролиза СО2 для конверсии по меньшей мере части газового потока. Необязательно, по меньшей мере часть О2 можно подавать из модуля 230 СО2 в промышленный процесс 210 по трубе 236. По меньшей мере часть потока конвертированного газа подают из модуля 230 электролиза СО2 в процесс 240, расходующий СО, по трубе 232 с получением продукта 246 и газообразного субстрата после процесса, расходующего CO. В некоторых вариантах реализации водный субстрат подают по трубе 272 в модуль 270 электролиза Н2 для конверсии по меньшей мере части водного субстрата, а поток с повышенным содержанием Н2 подают по трубе 274 в процесс 240, расходующий CO. Необязательно, по меньшей мере часть О2 можно подавать из модуля 270 электролиза Н2 в промышленный процесс 210 по трубе 276.- 12 040968 more components 228. Then, the purified gas from one or more purification modules 220 is fed through pipe 222 to the CO 2 electrolysis module 230 to convert at least a portion of the gas stream. Optionally , at least a portion of the O 2 may be supplied from the CO 2 module 230 to the industrial process 210 via conduit 236. 246 and the gaseous substrate after the CO-consuming process. In some embodiments, the aqueous substrate is fed through conduit 272 to the H 2 electrolysis module 270 to convert at least a portion of the aqueous substrate, and the H 2 rich stream is fed through conduit 274 to the CO-consuming process 240. Optionally, at least a portion of the O2 may be supplied from the H2 electrolysis module 270 to the industrial process 210 via conduit 276.

В конкретных вариантах реализации предложенный процесс включает модуль 260 выделения О2 после модуля 230 электролиза СО2 для выделения по меньшей мере части О2 из газового потока. В тех вариантах реализации, в которых используют модуль 260 выделения О2 после модуля 230 электролиза СО2, по меньшей мере часть газового потока подают из модуля 230 электролиза СО2 в модуль 260 выделения О2 по трубе 234. В тех вариантах реализации, которые содержат модуль 260 выделения О2, по меньшей мере часть О2, выделенного из газового потока из модуля 260 выделения О2 (поток с повышенным содержанием О2) можно подавать в промышленный процесс 210 по трубе 264. В тех вариантах реализации, в которых используют модуль 260 выделения О2 после модуля 230 электролиза СО2, по меньшей мере часть потока с пониженным содержанием О2 подают из модуля 260 выделения О2 в процесс 240, расходующий СО, по трубе 262. В некоторых вариантах реализации, в которых используют модуль 260 выделения О2 после модуля 230 электролиза СО2, по меньшей мере часть потока с пониженным содержанием О2 подают из модуля 260 выделения О2 обратно в модуль 230 электролиза СО2 по трубе 266. В тех вариантах реализации, в которых не используют модуль 260 выделения О2, часть газового потока можно подавать из модуля 230 электролиза СО2 в промышленный процесс 210 по трубе 236.In specific embodiments, the proposed process includes an O2 separation module 260 after a CO 2 electrolysis module 230 to separate at least a portion of the O 2 from the gas stream. In those embodiments that use an O 2 recovery module 260 downstream of the CO 2 electrolysis module 230, at least a portion of the gas stream is fed from the CO 2 electrolysis module 230 to the O 2 recovery module 260 via conduit 234. In those embodiments that contain O 2 separation module 260, at least a portion of the O 2 separated from the gas stream from the O 2 separation module 260 (the O 2 enriched stream) can be fed into the industrial process 210 via conduit 264. In those embodiments in which the module is used 260 O 2 recovery after CO 2 electrolysis module 230, at least a portion of the O 2 depleted stream is fed from O 2 recovery module 260 to CO consuming process 240 through conduit 262. In some embodiments that use recovery module 260 O 2 after CO 2 electrolysis module 230, at least a portion of the O 2 reduced stream is fed from O 2 separation module 260 back to CO 2 electrolysis module 230 via pipe 266. In implementations that do not use the O2 recovery module 260, a portion of the gas stream may be supplied from the CO2 electrolysis module 230 to the industrial process 210 via conduit 236.

В некоторых вариантах реализации процесс 240, расходующий СО, представленный на фиг. 2, включает реакционную стадию получения СО2. В тех вариантах реализации, в которых газообразный субстрат после процесса, расходующего СО, содержит СО2, по меньшей мере часть указанного газообразного субстрата после процесса, расходующего СО, подают по трубе 242 в один или более модулей 250 очистки для удаления и/или конверсии одного или более компонентов 258. Затем очищенный газовый поток подают по трубе 252 в модуль 230 электролиза СО2 для конверсии по меньшей мере части газового потока. В конкретных вариантах реализации газообразный субстрат после процесса, расходующего СО, подают по трубе 242 в те же один или более модулей 220 очистки, в которые подают СО2-содержащий газ из промышленного процесса 210. В различных вариантах реализации газообразный субстрат после процесса, расходующего СО, можно подавать в один или более модулей 220 очистки, в которые подают СО2-содержащий газ из промышленного процесса 210, и в один или более модулей 250 очистки.In some embodiments, the CO consuming process 240 illustrated in FIG. 2 includes a reaction step for producing CO 2 . In those embodiments in which the gaseous substrate after the CO-consuming process contains CO 2 , at least a portion of said gaseous substrate after the CO-consuming process is fed through pipe 242 to one or more purification modules 250 to remove and/or convert one or more components 258. The purified gas stream is then fed through pipe 252 to the CO 2 electrolysis module 230 to convert at least a portion of the gas stream. In specific embodiments, the gaseous substrate after the CO-consuming process is fed through conduit 242 to the same one or more purification modules 220 that are supplied with CO2-containing gas from the industrial process 210. In various embodiments, the gaseous substrate after the CO-consuming process, can be fed to one or more purification modules 220, which are supplied with CO 2 -containing gas from the industrial process 210, and one or more purification modules 250.

Процесс 240, расходующий СО, изображенный на фиг. 2, может представлять собой процесс ферментации газа и может происходить в инокуляторе и/или в одном или более биореакторах. Например, процесс 240, расходующий СО, может представлять собой процесс ферментации газа в биореакторе, содержащем культуру по меньшей мере одного d-поглощающего микроорганизма. В тех вариантах реализации, в которых процесс 240, расходующий СО, представляет собой процесс ферментации газа, культуру можно ферментировать с получением одного или более продуктов 246 ферментации и газообразного субстрата после ферментации (газообразного субстрата после процесса, расходующего СО).The CO consuming process 240 shown in FIG. 2 may be a gas fermentation process and may take place in an inoculator and/or in one or more bioreactors. For example, CO consuming process 240 may be a gas fermentation process in a bioreactor containing a culture of at least one d-captive microorganism. In those embodiments where the CO-consuming process 240 is a gas fermentation process, the culture can be fermented to produce one or more fermentation products 246 and a post-fermentation gaseous substrate (CO-consuming process substrate gas).

Установлено, что условие высокой чистоты потока СО2 (потока с повышенным содержанием СО2), подаваемого в процесс электролиза СО2, увеличивает эффективность (улавливание углерода) процесса, расходующего CO. Для увеличения концентрации СО2 в потоке в указанный процесс можно внедрять один или более модулей концентрирования СО2. Предпочтительно поток после электролиза имеет концентрацию CO 20-90%.It has been found that a high purity condition of the CO 2 stream (CO 2 enriched stream) fed to the CO2 electrolysis process increases the efficiency (carbon capture) of the CO consuming process. To increase the CO 2 concentration in the stream, one or more CO 2 concentration modules can be introduced into said process. Preferably the stream after electrolysis has a CO concentration of 20-90%.

На фиг. 3 представлен способ интеграции промышленного процесса 310 с необязательным модулем 370 концентрирования СО2, модулем 320 очистки, модулем 330 электролиза СО2, необязательным модулем 380 электролиза Н2, процессом 340, расходующим СО, и необязательным модулем 360 выделения О2, в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения. В тех вариантах реализации, в которые не включен модуль 370 концентрирования СО2, СО2-содержащий газ из промышленного процесса 310 подают по трубе 312 в модуль 320 очистки. В тех вариантах реализации, в которые включен модуль 370 концентрирования СО2, СО2-содержащий газ из промышленного процесса 310 подают по трубе 314 в модуль 370 концентрирования СО2 для увеличения концентрации СО2 в газовом потоке и для удаления одного или более компонентов 374. Газовый поток концентрированного СО2 подают по трубе 372 в один или более модулей 320 очистки для удаления и/или конверсии одного или более компонентов 328. Очищенный газ из одного или более модулей 320 очистки затем подают по трубе 322 в модуль 330 электролиза СО2 для конверсии по меньшей мере части газового потока. По меньшей мере часть конвертированного газового потока подают из модуля 330 электролиза СО2 в процесс 340, расходующий СО, по трубе 332. В некоторых вариантах реализации компонент 374 представляет собой CO и/или Н2, который подают по трубе 376 в процесс 340, расходующий CO. В некоторых вариантах реализации водный субстратIn FIG. 3 shows a method for integrating an industrial process 310 with an optional CO 2 concentration module 370, a purification module 320, a CO 2 electrolysis module 330, an optional H 2 electrolysis module 380, a CO consuming process 340, and an optional O 2 recovery module 360, in accordance with one aspect of the present invention. In those implementations that do not include the module 370 concentration of CO 2 , CO 2 -containing gas from the industrial process 310 is fed through the pipe 312 to the module 320 cleaning. In those embodiments in which CO 2 concentration module 370 is included, CO 2 -containing gas from industrial process 310 is fed through pipe 314 to CO 2 concentration module 370 to increase the concentration of CO 2 in the gas stream and to remove one or more components 374. Gas stream concentrated CO 2 is fed through pipe 372 to one or more purification modules 320 to remove and/or convert one or more components 328. The purified gas from one or more purification modules 320 is then fed through pipe 322 to CO2 electrolysis module 330 for conversion of at least parts of the gas stream. At least a portion of the converted gas stream is supplied from CO 2 electrolysis module 330 to CO consuming process 340 via conduit 332. In some embodiments, component 374 is CO and/or H 2 that is supplied via conduit 376 to CO consuming process 340. CO. In some embodiments, the aqueous substrate

- 13 040968 подают по трубе 382 в модуль 380 электролиза Н2 для конверсии по меньшей мере части водного субстрата, а поток с повышенным содержанием Н2 подают по трубе 384 в процесс 340, расходующий CO. Необязательно, по меньшей мере часть О2 можно подавать из модуля 380 электролиза Н2 в промышленный процесс 310 по трубе 386.- 13 040968 served through the pipe 382 in the module 380 electrolysis H 2 for the conversion of at least part of the aqueous substrate, and the stream with a high content of H 2 served through the pipe 384 in the process 340, consuming CO. Optionally, at least a portion of the O 2 may be supplied from the H 2 electrolysis module 380 to the industrial process 310 via conduit 386.

По меньшей мере часть газового потока из модуля 330 электролиза СО2 можно подавать в промышленный процесс 310 по трубе 336. В конкретных вариантах реализации предложенный процесс включает модуль 360 выделения О2 после модуля 330 электролиза СО2, где газовый поток подают из модуля 330 электролиза СО2 в модуль 360 выделения О2 по трубе 334 для выделения по меньшей мере части О2 из газового потока. В тех вариантах реализации, в которых используют модуль 360 выделения О2 после модуля 330 электролиза СО2, по меньшей мере часть удаленного О2 (поток с повышенным содержанием О2) подают из модуля 360 выделения О2 в промышленный процесс 310 по трубе 364. В тех вариантах реализации, в которых используют модуль 360 выделения О2 после модуля 330 электролиза СО2, по меньшей мере часть потока с пониженным содержанием О2 подают из модуля 360 выделения О2 в процесс 340, расходующий СО, по трубе 362. В некоторых вариантах реализации, в которых используют модуль 360 выделения О2 после модуля 330 электролиза СО2, по меньшей мере часть потока с пониженным содержанием О2 подают из модуля 260 выделения О2 обратно в модуль 330 электролиза СО2 по трубе 366. В тех вариантах реализации, в которых не используют модуль 360 выделения О2, часть газового потока можно подавать из модуля 330 электролиза СО2 в промышленный процесс 310 по трубе 336.At least a portion of the gas stream from the CO 2 electrolysis module 330 may be supplied to the industrial process 310 through conduit 336. In specific embodiments, the proposed process includes an O 2 separation module 360 after the CO 2 electrolysis module 330, where the gas stream is supplied from the CO 2 electrolysis module 330 2 to an O 2 separation module 360 through conduit 334 to separate at least a portion of the O 2 from the gas stream. In those embodiments that use an O 2 recovery module 360 after the CO 2 electrolysis module 330, at least a portion of the removed O 2 (O 2 enriched stream) is fed from the O 2 recovery module 360 to the industrial process 310 via conduit 364. In those embodiments that use O 2 recovery module 360 after CO 2 electrolysis module 330, at least a portion of the O 2 reduced stream is fed from O 2 recovery module 360 to CO consuming process 340 through conduit 362. In some embodiments that use O 2 recovery module 360 downstream of CO 2 electrolysis module 330, at least a portion of the O 2 reduced stream is fed from O 2 recovery module 260 back to CO 2 electrolysis module 330 via conduit 366. In those embodiments, , which do not use the O 2 separation module 360, a portion of the gas stream can be supplied from the CO 2 electrolysis module 330 to the industrial process 310 through pipe 336.

Обнаружено, что процесс концентрирования СО2 в газовом потоке до одного или более модулей 320 очистки обеспечивает уменьшение содержания нежелательных газов, увеличивая эффективность процесса, расходующего СО, такого как процесс ферментации. Количество О2, образующегося на анодной стороне модуля электролиза, составляет 50% от количества СО2, образующегося на катоде модуля электролиза. Полученный О2 можно использовать для повышения эффективности промышленного процесса 310, причем по меньшей мере часть газового потока после электролиза подают в промышленный процесс 310.The process of concentrating CO 2 in a gas stream to one or more purification modules 320 has been found to reduce unwanted gases, increasing the efficiency of a CO consuming process, such as a fermentation process. The amount of O 2 generated at the anode side of the electrolysis module is 50% of the amount of CO 2 generated at the cathode of the electrolysis module. The produced O 2 can be used to improve the efficiency of industrial process 310, wherein at least a portion of the electrolysis gas stream is fed to industrial process 310.

В некоторых вариантах реализации процесс 340, расходующий СО, представленный на фиг. 3, включает реакционную стадию получения СО2. В тех вариантах реализации, в которых газообразный субстрат после процесса, расходующего СО, содержит СО2, указанный газообразный субстрат после процесса, расходующего СО, подают по трубе 342 в один или более модулей 350 очистки для удаления и/или конверсии одного или более компонентов 358. Затем очищенный газовый поток подают по трубе 352 в модуль 330 электролиза СО2 для конверсии по меньшей мере части газового потока. В конкретных вариантах реализации газообразный субстрат после процесса, расходующего СО, подают по трубе 342 в один или более модулей 320 очистки, в которые подают СО2-содержащий газ из промышленного процесса 310. В различных вариантах реализации газообразный субстрат после процесса, расходующего СО, можно подавать в один или более модулей 320 очистки, в которые подают СО2-содержащий газ из промышленного процесса 310, и в один или более модулей 350 очистки.In some embodiments, the CO consuming process 340 illustrated in FIG. 3 includes a reaction step for producing CO 2 . In those implementations in which the gaseous substrate after the CO-consuming process contains CO 2 , said gaseous substrate after the CO-consuming process is fed through pipe 342 to one or more purification modules 350 to remove and/or convert one or more components 358 The purified gas stream is then fed through conduit 352 to CO 2 electrolysis module 330 to convert at least a portion of the gas stream. In particular embodiments, the gaseous substrate after the CO-consuming process is fed through conduit 342 to one or more purification modules 320, which are supplied with CO 2 -containing gas from industrial process 310. In various embodiments, the gaseous substrate after the CO-consuming process can be be fed to one or more purification modules 320, which are supplied with CO2-containing gas from the industrial process 310, and to one or more purification modules 350.

Процесс 340, расходующий СО, изображенный на фиг. 3, может представлять собой процесс ферментации газа и может происходить в инокуляторе и/или в одном или более биореакторах. Например, процесс, расходующий СО, может представлять собой процесс ферментации газа в биореакторе, содержащем культуру по меньшей мере одного d-поглощающего микроорганизма. В процессе 340, расходующем СО, культуру ферментируют с получением одного или более продуктов 346 ферментации и газообразного субстрата после процесса, расходующего CO.The CO consuming process 340 shown in FIG. 3 may be a gas fermentation process and may take place in an inoculator and/or in one or more bioreactors. For example, the CO consuming process may be a gas fermentation process in a bioreactor containing a culture of at least one d-absorbing microorganism. In the CO consuming process 340, the culture is fermented to produce one or more fermentation products 346 and a gaseous substrate after the CO consuming process.

В конкретных вариантах реализации модуль концентрирования СО2 может быть расположен после модуля очистки. На фиг. 4 представлен способ интеграции промышленного процесса 410 с модулем 420 очистки, необязательным модулем 470 концентрирования СО2, модулем 430 электролиза СО2, необязательным модулем 480 электролиза Н2, процессом 440, расходующим СО, и необязательным модулем 460 выделения О2, в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения. В тех вариантах реализации, в которые не включен необязательный модуль 470 концентрирования СО2, СО2-содержащий газ из промышленного процесса 410 подают из модуля 420 очистки в модуль 430 электролиза СО2 по трубе 422. В тех вариантах реализации, в которые включен необязательный модуль 470 концентрирования СО2, СО2содержащий газ из промышленного процесса 410 подают по трубе 412 в один или более модулей 420 очистки для удаления и/или конверсии одного или более компонентов 428. Затем очищенный поток подают по трубе 424 в необязательный модуль 470 концентрирования СО2 для увеличения концентрации СО2 в газовом потоке и для удаления одного или более компонентов 474. Газовый поток концентрированного СО2 затем подают по трубе 472 в модуль 430 электролиза СО2 для конверсии по меньшей мере части газового потока. По меньшей мере часть конвертированного газового потока можно подавать из модуля 430 электролиза СО2 в процесс 440, расходующий СО, по трубе 432. В некоторых вариантах реализации компонент 474 представляет собой CO и/или Н2, который подают по трубе 476 в процесс 440, расходующий CO. В некоторых вариантах реализации водный субстрат подают по трубе 482 в модуль 480 электролиза Н2 для конверсии по меньшей мере части водного субстрата, а поток с повышенным содержанием Н2 подают по трубе 484 в процесс 440, расходующий CO. Необязательно, по меньшей мере часть О2 можно подавать из модуля 480 электролиза Н2 в промышленный процесс 410 по трубе 486.In particular embodiments, the CO2 concentration module may be located after the purification module. In FIG. 4 shows a method for integrating an industrial process 410 with a purification module 420, an optional CO 2 concentration module 470, a CO 2 electrolysis module 430, an optional H2 electrolysis module 480, a CO-consuming process 440, and an optional O2 recovery module 460, in accordance with one aspect of the present invention. inventions. In those embodiments that do not include the optional CO2 concentration module 470, the CO2-containing gas from the industrial process 410 is supplied from the purification module 420 to the CO 2 electrolysis module 430 via conduit 422. In those embodiments that include the optional concentration module 470 CO 2 , CO 2 containing gas from industrial process 410 is fed through pipe 412 to one or more purification modules 420 to remove and/or convert one or more components 428. The purified stream is then fed through pipe 424 to an optional CO 2 concentration module 470 to increase concentration of CO 2 in the gas stream and to remove one or more components 474. The concentrated CO 2 gas stream is then fed through pipe 472 to the CO 2 electrolysis module 430 to convert at least a portion of the gas stream. At least a portion of the converted gas stream may be supplied from the CO 2 electrolysis module 430 to the CO consuming process 440 via conduit 432. In some embodiments, component 474 is CO and/or H2, which is supplied via conduit 476 to the CO CO. In some embodiments, the aqueous substrate is fed through conduit 482 to the H 2 electrolysis module 480 to convert at least a portion of the aqueous substrate, and the H 2 rich stream is fed through conduit 484 to the CO-consuming process 440. Optionally, at least a portion of the O 2 may be supplied from the H 2 electrolysis module 480 to the industrial process 410 through conduit 486.

- 14 040968- 14 040968

По меньшей мере часть газового потока из модуля 430 электролиза СО2 можно подавать в промышленный процесс 410 по трубе 436. В конкретных вариантах реализации указанный процесс включает модуль 460 выделения О2 после модуля 430 электролиза СО2 для выделения по меньшей мере части О2 из газового потока. В тех вариантах реализации, которые включают модуль 460 выделения О2 после модуля 430 электролиза СО2, газовый поток подают по трубе 434 из модуля 430 электролиза СО2 в модуль 460 выделения О2. В тех вариантах реализации, которых используют модуль 460 выделения О2 после модуля 430 электролиза СО2, по меньшей мере часть газового потока подают из модуля 460 выделения О2 в промышленный процесс 410 по трубе 464. В тех вариантах реализации, в которых используют модуль 460 выделения О2 после модуля 430 электролиза СО2, по меньшей мере часть потока с пониженным содержанием О2 подают из модуля 460 выделения О2 в процесс, расходующий СО, по трубе 462. В некоторых вариантах реализации, в которых используют модуль 460 выделения О2 после модуля 430 электролиза СО2, по меньшей мере часть потока с пониженным содержанием О2 подают из модуля 460 выделения О2 обратно в модуль 430 электролиза СО2 по трубе 466. В тех вариантах реализации, в которых не используют модуль 460 выделения О2, часть газового потока можно подавать из модуля 430 электролиза СО2 в промышленный процесс 410 по трубе 436.At least a portion of the gas stream from CO2 electrolysis module 430 may be supplied to industrial process 410 via conduit 436. In particular embodiments, said process includes an O 2 recovery module 460 downstream of CO 2 electrolysis module 430 to separate at least a portion of the O 2 from the gas stream. . In those embodiments that include an O2 recovery module 460 downstream of the CO2 electrolysis module 430, the gas stream is fed through conduit 434 from the CO2 electrolysis module 430 to the O 2 recovery module 460 . In those implementations that use the O 2 recovery module 460 after the CO 2 electrolysis module 430, at least a portion of the gas stream is fed from the O 2 recovery module 460 to the industrial process 410 through pipe 464. In those implementations that use the O 2 recovery module 460 after the CO2 electrolysis module 430, at least a portion of the O2 reduced stream is fed from the O2 recovery module 460 to the CO consuming process via conduit 462. In some embodiments that use an O2 recovery module 460 after the CO2 electrolysis module 430 , at least a portion of the O 2 depleted stream is fed from O 2 recovery module 460 back to CO 2 electrolysis module 430 via conduit 466. In those embodiments that do not use O 2 recovery module 460, a portion of the gas stream may be fed from CO 2 electrolysis module 430 into industrial process 410 through pipe 436.

В некоторых вариантах реализации процесс 440, расходующий СО, представленный на фиг. 4, включает реакционную стадию получения СО2. В тех вариантах реализации, в которых газообразный субстрат после процесса, расходующего СО, содержит СО2, по меньшей мере часть указанного газообразного субстрата после процесса, расходующего СО, подают по трубе 442 в один или более модулей 450 очистки для удаления и/или конверсии одного или более компонентов 458. Затем очищенный газовый поток подают по трубе 452 в модуль 430 электролиза СО2 для конверсии по меньшей мере части газового потока. В конкретных вариантах реализации газообразный субстрат после процесса, расходующего СО, подают по трубе 442 в те же один или более модулей 420 очистки, в которые подают СО2-содержащий газ из промышленного процесса 410. В различных вариантах реализации газообразный субстрат после процесса, расходующего СО, можно подавать в один или более модулей 420 очистки, в которые подают СО2-содержащий газ из промышленного процесса 410, и в один или более модулей 450 очистки.In some embodiments, the CO consuming process 440 illustrated in FIG. 4 includes a reaction step for producing CO 2 . In those embodiments where the CO-consuming process substrate gas contains CO 2 , at least a portion of said CO-consuming process substrate gas is fed through conduit 442 to one or more purification modules 450 to remove and/or convert one or more components 458. The purified gas stream is then fed through pipe 452 to the CO 2 electrolysis module 430 to convert at least a portion of the gas stream. In particular embodiments, the gaseous substrate after the CO-consuming process is fed through conduit 442 to the same one or more purification modules 420, which are supplied with CO2-containing gas from the industrial process 410. In various implementations, the gaseous substrate after the CO-consuming process, may be fed to one or more purification modules 420, which are supplied with CO 2 -containing gas from the industrial process 410, and to one or more purification modules 450.

Процесс 440, расходующий СО, изображенный на фиг. 4, может представлять собой процесс ферментации газа и может происходить в инокуляторе и/или в одном или более биореакторах. Например, процесс 440, расходующий СО, может представлять собой процесс ферментации газа в биореакторе, содержащем культуру по меньшей мере одного d-поглощающего микроорганизма. В тех вариантах реализации, в которых процесс 440, расходующий СО, представляет собой процесс ферментации газа, культуру можно ферментировать с получением одного или более продуктов 446 ферментации и газообразного субстрата после ферментации (газообразного субстрата после процесса, расходующего СО).The CO consuming process 440 shown in FIG. 4 may be a gas fermentation process and may take place in an inoculator and/or in one or more bioreactors. For example, CO consuming process 440 may be a gas fermentation process in a bioreactor containing a culture of at least one d-captive microorganism. In those embodiments in which the CO-consuming process 440 is a gas fermentation process, the culture can be fermented to produce one or more fermentation products 446 and a post-fermentation gaseous substrate (CO-consuming process substrate gas).

На фиг. 5 представлен способ интеграции промышленного процесса 510 с модулем 520 очистки, необязательным модулем 570 концентрирования СО2, модулем 530 электролиза СО2, процессом 540, расходующим СО, необязательным модулем 560 выделения О2, необязательным модулем 580 изменения давления и необязательным модулем 1500 электролиза Н2, в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения. СО2-содержащий газ из промышленного процесса 510 подают по трубе 512 в один или более модулей 520 очистки для удаления и/или конверсии одного или более компонентов 528. Очищенный газ из одного или более модулей 520 очистки затем подают по трубе 522 в модуль 530 электролиза СО2 для конверсии по меньшей мере части газового потока. В тех вариантах реализации, в которых осуществляют смешивание Н2, модуль 1500 гидролиза-электролиза может обеспечивать подачу газового потока с повышенным содержанием Н2, по трубе 1502, для его смешивания с потоком конвертированного газа перед его подачей в процесс 540, расходующий CO.In FIG. 5 shows a method for integrating an industrial process 510 with a purification module 520, an optional CO 2 concentration module 570, a CO 2 electrolysis module 530, a CO consuming process 540, an optional O 2 recovery module 560, an optional pressure change module 580, and an optional H2 electrolysis module 1500. in accordance with one aspect of the present invention. The CO 2 -containing gas from industrial process 510 is fed through conduit 512 to one or more purification modules 520 to remove and/or convert one or more components 528. The purified gas from one or more purification modules 520 is then fed via conduit 522 to electrolysis module 530 CO 2 to convert at least a portion of the gas stream. In embodiments where H 2 mixing is performed, hydrolysis-electrolysis module 1500 may provide an H2 rich gas stream through conduit 1502 to be mixed with the converted gas stream prior to being fed to CO consuming process 540.

В конкретных вариантах реализации настоящего изобретения предложен один или более модулей 580 изменения давления для повышения давления конвертированного газа из модуля 530 электролиза СО2. В тех вариантах реализации, в которых используют модуль 580 изменения давления после модуля 530 электролиза СО2, по меньшей мере часть газового потока подают из модуля 530 электролиза СО2 в модуль 580 изменения давления по трубе 532. Модуль 580 изменения давления обеспечивает повышение давления газового потока и подачу газового потока в процесс 540, расходующий СО, по трубе 582.In particular embodiments of the present invention, one or more pressure change modules 580 are provided to pressurize the converted gas from the CO2 electrolysis module 530. In those implementations that use a pressure change module 580 downstream of the CO 2 electrolysis module 530, at least a portion of the gas stream is fed from the CO 2 electrolysis module 530 to the pressure change module 580 through conduit 532. The pressure change module 580 provides pressurization of the gas stream and supplying the gas stream to the CO consuming process 540 via conduit 582.

В различных вариантах реализации модуль 1500 электролиза Н2 внедрен в модуль 560 выделения О2 и/или в модуль 580 изменения давления. В различных вариантах реализации водяной субстрат подают по трубе 1506 в модуль 1500 электролиза Н2, а модуль 1500 электролиза Н2 может обеспечивать подачу газового потока с повышенным содержанием Н2 по трубе 1502 для его смешивания с потоком конвертированного газа перед введением указанного газового потока в процесс 540, расходующий CO. В конкретных вариантах реализации труба 1502 для подачи газового потока с повышенным содержанием Н2 соединена с трубой 582 для подачи сжатого потока с повышенным содержанием CO для обеспечения смешивания указанных потоков. В различных вариантах реализации модуль 1500 электролиза Н2 обеспечивает подачу газового потока с повышенным содержанием Н2 непосредственно в процесс 540, расходующий СО, по трубе 1504. Необязательно, по меньшей мере часть О2 можно подавать из модуля 1500 электролиза Н2 в промышленный процесс 510 по трубе 1508.In various embodiments, the H 2 electrolysis module 1500 is embedded in the O 2 evolution module 560 and/or in the pressure change module 580. In various embodiments, the water substrate is fed through conduit 1506 to the H 2 electrolysis module 1500, and the H 2 electrolysis module 1500 may provide an H 2 enriched gas stream through conduit 1502 to be mixed with the converted gas stream prior to introducing said gas stream into the process. 540 consuming CO. In particular embodiments, H2 rich gas stream supply conduit 1502 is connected to CO enriched compressed stream conduit 582 to allow mixing of said streams. In various embodiments, the H2 electrolysis module 1500 provides an H2 rich gas stream directly to the CO consuming process 540 through conduit 1504. .

В некоторых вариантах реализации настоящее изобретение обеспечивает интеграцию промышленIn some embodiments, the present invention provides for the integration of industrial

- 15 040968 ного процесса 510, необязательного модуля 570 концентрирования СО2, модуля 520 очистки, модуля 530 электролиза СО2, необязательного модуля 560 выделения О2, необязательного модуля 580 изменения давления, модуля 1500 электролиза Н2 и процесса 540, расходующего СО, в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения. СО2-содержащий газ из промышленного процесса 510 подают по трубе 514 в необязательный модуль 570 концентрирования СО2 для повышения концентрации СО2 в газовом потоке и для удаления одного или более компонентов 574. Необязательный модуль 570 концентрирования СО2 обеспечивает подачу газа в модуль 520 очистки по трубе 572 для удаления и/или конверсии одного или более компонентов 528. Затем очищенный поток подают по трубе 524 в необязательный модуль 570 концентрирования СО2 для повышения концентрации СО2 в газовом потоке и для удаления одного или более компонентов 574. Необязательный модуль 570 концентрирования СО2 обеспечивает подачу газа по трубе 572 в модуль 530 электролиза СО2 для конверсии по меньшей мере части газового потока. По меньшей мере часть потока конвертированного газа можно подавать в необязательный модуль 560 выделения О2 по трубе 534 для выделения по меньшей мере части О2 из газового потока. По меньшей мере часть газового потока с повышенным содержанием О2 можно подавать из необязательного модуля 560 выделения О2 в промышленный процесс 510 по трубе 564. По меньшей мере часть газового потока с повышенным содержанием О2 можно подавать из модуля 530 электролиза СО2 с промышленный процесс 510 по трубе 536. По меньшей мере часть газового потока с пониженным содержанием О2 можно подавать из необязательного модуля 560 выделения О2 в необязательный модуль 580 изменения давления по трубе 562. Газовый поток из необязательного модуля 580 изменения давления по трубе 582 подают в процесс 540, расходующий CO. Указанный газовый поток можно смешивать с газовым потоком с повышенным содержанием Н2 перед его подачей в процесс 540, расходующий CO. Предпочтительно газовый поток с повышенным содержанием Н2 подают из модуля 1500 электролиза Н2 по трубе 1502.- 15 040968 optional process 510, optional CO2 concentration module 570, purification module 520, CO 2 electrolysis module 530, optional O 2 recovery module 560, optional pressure change module 580, H 2 electrolysis module 1500, and CO consuming process 540, according to with one aspect of the present invention. CO 2 -containing gas from industrial process 510 is supplied through pipe 514 to an optional CO 2 concentration module 570 to increase the concentration of CO 2 in the gas stream and to remove one or more components 574. The optional CO 2 concentration module 570 provides gas supply to the purification module 520 through conduit 572 to remove and/or convert one or more components 528. The purified stream is then fed through conduit 524 to an optional CO2 concentration module 570 to increase the concentration of CO2 in the gas stream and to remove one or more components 574. The optional CO2 concentration module 570 provides supplying gas through conduit 572 to CO 2 electrolysis module 530 to convert at least a portion of the gas stream. At least a portion of the converted gas stream may be supplied to the optional O 2 separation module 560 via conduit 534 to separate at least a portion of the O 2 from the gas stream. At least a portion of the O2 enriched gas stream may be supplied from the optional O2 recovery module 560 to industrial process 510 via conduit 564. At least a portion of the O2 enriched gas stream may be supplied from CO2 electrolysis module 530 to industrial process 510 through conduit 536. At least a portion of the O 2 reduced gas stream may be fed from the optional O 2 recovery module 560 to the optional pressure change module 580 through conduit 562. The gas stream from the optional pressure change module 580 through conduit 582 is fed to process 540, consumable CO. This gas stream may be mixed with the H2 rich gas stream prior to being fed to the CO-consuming process 540. Preferably, the H2 rich gas stream is supplied from the H2 electrolysis module 1500 via conduit 1502.

Процесс 540, расходующий СО, изображенный на фиг. 5, обеспечивает получение продукта 546. Процесс, расходующий СО, может представлять собой процесс ферментации газа и может происходить в инокуляторе и/или в одном или более биореакторах. Например, процесс, расходующий СО, может включать ферментацию культуры с получением одного или более продуктов 546 ферментации и газообразного субстрата после ферментации (газообразного субстрата после процесса, расходующего СО). Газообразный субстрат после процесса, расходующего СО, можно подавать по трубе 542 в модуль 550 очистки для удаления и/или конверсии одного или более компонентов 558. В тех вариантах реализации, в которых используют модуль 570 концентрирования СО2 после процесса, расходующего СО, указанный газообразный субстрат после процесса, расходующего СО, можно подавать по трубе 544 в необязательный модуль 570 концентрирования СО2 для повышения концентрации СО2 в газовом потоке и для удаления одного или более компонентов 574. Необязательный модуль 570 концентрирования СО2 может обеспечивать подачу газообразного субстрата после процесса, расходующего СО, в модуль 550 очистки по трубе 572 для удаления и/или конверсии одного или более компонентов 558. Затем очищенный газовый поток можно подавать по трубе 552 в модуль 530 электролиза СО2 для конверсии по меньшей мере части газового потока. В конкретных вариантах реализации газообразный субстрат после процесса, расходующего СО, подают по трубе 542 в те же один или более модулей 520 очистки, в которые подают СО2содержащий газ из промышленного процесса 510. В различных вариантах реализации газообразный субстрат после процесса, расходующего СО, можно подавать в один или более модулей 520 очистки, в которые подают СО2-содержащий газ из промышленного процесса 510, и в один или более модулей 550 очистки.The CO consuming process 540 shown in FIG. 5 provides product 546. The CO consuming process may be a gas fermentation process and may take place in an inoculator and/or one or more bioreactors. For example, a CO-consuming process may include fermenting a culture to produce one or more fermentation products 546 and a post-fermentation gaseous substrate (substrate gas from the CO-consuming process). The gaseous substrate from the CO consuming process may be fed through conduit 542 to purification module 550 to remove and/or convert one or more components 558. the substrate after the CO2-consuming process may be fed through pipe 544 to an optional CO2 concentration module 570 to increase the concentration of CO2 in the gas stream and to remove one or more components 574. The optional CO2 concentration module 570 may supply gaseous substrate after the CO2-consuming process, to a purification module 550 via conduit 572 to remove and/or convert one or more components 558. The purified gas stream may then be fed via conduit 552 to CO 2 electrolysis module 530 to convert at least a portion of the gas stream. In specific embodiments, the gaseous substrate after the CO-consuming process is fed through conduit 542 to the same one or more purification modules 520, which are supplied with CO 2 containing gas from the industrial process 510. In various implementations, the gaseous substrate after the CO-consuming process, may be fed to one or more purification modules 520, which are supplied with CO 2 -containing gas from the industrial process 510, and to one or more purification modules 550.

Настоящее изобретение, в целом, обеспечивает возможность удаления компонентов из газового потока, которые могут неблагоприятно влиять на следующие процессы, например на следующий процесс ферментации, и/или на следующие модули. В конкретных вариантах реализации настоящего изобретения предложены один или более дополнительных модулей очистки между различными модулями для предотвращения возникновения таких неблагоприятных эффектов.The present invention generally provides the ability to remove components from the gas stream that may adversely affect the following processes, such as the next fermentation process, and/or the following modules. In particular embodiments of the present invention, one or more additional cleaning modules are provided between the various modules to prevent such adverse effects from occurring.

В разных случаях конверсия СО2-содержащего газообразного субстрата в модуле электролиза СО2 приводит к получению одного или более компонентов, проходящих через модуль электролиза СО2. В различных вариантах реализации это приводит к присутствию одного или более компонентов в потоке с повышенным содержанием CO. В некоторых случаях указанный компонент содержит части конвертированного О2. В различных вариантах реализации дополнительный модуль очистки представляет собой модуль дезоксигенации для удаления О2 из потока с повышенным содержанием CO.In various cases, the conversion of the CO2-containing gaseous substrate in the CO2 electrolysis module results in one or more components passing through the CO 2 electrolysis module. In various embodiments, this results in the presence of one or more components in the CO rich stream. In some cases, the specified component contains parts of the converted O 2 . In various embodiments, the additional purification module is a deoxygenation module to remove O 2 from the CO rich stream.

На фиг. 6 представлена интеграция модуля 630 электролиза СО2, необязательного модуля 660 выделения О2, необязательного модуля 680 изменения давления с дополнительным модулем 690 очистки. В некоторых случаях дополнительный модуль 690 очистки используют после модуля 630 электролиза СО2. В тех вариантах реализации, в которых используют дополнительный модуль 690 очистки после модуля 630 электролиза СО2, по меньшей мере часть газового потока подают из модуля 630 электролиза СО2 в дополнительный модуль 690 очистки по трубе 632. Дополнительный модуль 690 очистки обеспечивает удаление и/или конверсию одного или более компонентов 698 в газовом потоке. Кроме того, при использовании необязательного модуля 660 выделения О2, указанный модуль 660 выделения О2 обеспечивает подачу газового потока по трубе 662 в дополнительный модуль 690 очистки для удаления и/или конверIn FIG. 6 shows the integration of a CO 2 electrolysis module 630, an optional O 2 recovery module 660, an optional pressure change module 680 with an additional purification module 690. In some cases, an additional purification module 690 is used after the CO 2 electrolysis module 630. In those implementations that use an additional purification module 690 after the CO 2 electrolysis module 630, at least a portion of the gas stream is supplied from the CO 2 electrolysis module 630 to the additional purification module 690 through pipe 632. The additional purification module 690 provides removal and / or the conversion of one or more components 698 in the gas stream. In addition, when using the optional O 2 recovery module 660, said O 2 recovery module 660 provides a gas stream through pipe 662 to an additional purification module 690 for removal and / or converter

- 16 040968 сии одного или более компонентов 698. Затем очищенный поток подают по трубе 692 в необязательный модуль 680 изменения давления.- 16 040968 these one or more components 698. Then the purified stream is fed through the pipe 692 to the optional module 680 pressure changes.

В некоторых вариантах реализации настоящее изобретение обеспечивает интеграцию промышленного процесса 610, необязательного модуля 670 концентрирования СО2, модуля 620 очистки, модуля 630 электролиза СО2, дополнительного модуля 690 очистки, необязательного модуля 660 выделения О2, необязательного модуля 680 изменения давления, необязательного модуля 1600 электролиза Н2 и процесса 640, расходующего СО, в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения. В тех вариантах реализации, которые не включают необязательный модуль 670 концентрирования СО2 между промышленным процессом 610 и модулем 620 очистки, СО2-содержащий газ из промышленного процесса 610 подают по трубе 612 в модуль 620 очистки. В тех вариантах реализации, которые включают необязательные модуль 670 концентрирования СО2 между промышленным процессом 610 и модулем 620 очистки, СО2содержащий газ из промышленного процесса 610 подают по трубе 614 в необязательный модуль 670 концентрирования СО2 для повышения концентрации СО2 в газовом потоке и для удаления одного или более компонентов 674. Необязательный модуль 670 концентрирования СО2 обеспечивает подачу газа в модуль 620 очистки по трубе 672 для удаления и/или конверсии одного или более компонентов 628. В тех вариантах реализации, которые не включают модуль 670 концентрирования СО2 между модулем 620 очистки и модулем 630 электролиза СО2, очищенный поток подают по трубе 622 из модуля 620 очистки в модуль 630 электролиза СО2. В тех вариантах реализации, которые включают модуль 670 концентрирования СО2 между модулем 620 очистки и модулем 630 электролиза СО2, очищенный поток затем подают по трубе 624 в необязательный модуль 670 концентрирования СО2 для повышения концентрации СО2 в газовом потоке и для удаления одного или более компонентов 674. Необязательный модуль 670 концентрирования СО2 обеспечивает подачу газа по трубе 672 в модуль 630 электролиза СО2 для конверсии по меньшей мере части газового потока. По меньшей мере часть газового потока с повышенным содержанием О2 можно подавать из модуля 630 электролиза СО2 в промышленный процесс 610 по трубе 636. По меньшей мере часть газового потока с повышенным содержанием CO можно подавать по трубе 632 в дополнительный модуль 690 очистки для удаления и/или конверсии одного или более компонентов 698. По меньшей мере часть очищенного газового потока можно подавать по трубе 634 в необязательный модуль 660 выделения О2 для выделения по меньшей мере части О2 из газового потока. По меньшей мере часть газового потока с повышенным содержанием О2 можно подавать по трубе 664 из необязательного модуля 660 выделения О2 в промышленный процесс 610. По меньшей мере часть газового потока можно подавать из необязательного модуля 660 выделения О2 по трубе 662 в дополнительный модуль 690 очистки для удаления и/или конверсии одного или более компонентов 698. По меньшей мере часть газового потока можно подавать из дополнительного модуля 690 очистки по трубе 692 в необязательный модуль 680 изменения давления. Газовый поток из необязательного модуля 680 изменения давления подают по трубе 682 в процесс 640, расходующий CO. Указанный газовый поток можно смешивать с газовым потоком с повышенным содержанием Н2 перед его подачей в процесс 640, расходующий CO. Предпочтительно, водный субстрат подают по трубе 1606 в модуль 1600 электролиза Н2, а газовый поток с повышенным содержанием Н2 подают из модуля 1600 электролиза Н2 по трубе 1602. В различных вариантах реализации модуль 1600 электролиза Н2 обеспечивает подачу газового потока с повышенным содержанием Н2 непосредственно в процесс 640, расходующий СО, по трубе 1604. В некоторых вариантах реализации О2, полученный в модуле 1600 электролиза Н2, подают по трубе 1608 в промышленный процесс 610.In some embodiments, the present invention integrates an industrial process 610, an optional CO 2 concentration module 670, a purification module 620, a CO 2 electrolysis module 630, an additional purification module 690, an optional O 2 recovery module 660, an optional pressure change module 680, an optional module 1600 electrolysis H 2 and the process 640, consuming CO, in accordance with one aspect of the present invention. In those embodiments that do not include an optional CO 2 concentration module 670 between industrial process 610 and purification module 620, CO2-containing gas from industrial process 610 is fed through pipe 612 to purification module 620. In those embodiments that include an optional CO2 concentration module 670 between industrial process 610 and purification module 620, CO2 containing gas from industrial process 610 is fed through pipe 614 to an optional CO2 concentration module 670 to increase the concentration of CO2 in the gas stream and to remove one or more components 674. An optional CO2 concentration module 670 provides gas to purification module 620 via pipe 672 to remove and/or convert one or more components 628. In those embodiments that do not include CO 2 concentration module 670, between purification module 620 and module 630 electrolysis of CO 2 , the purified stream is fed through pipe 622 from the purification module 620 to the CO 2 electrolysis module 630 . In those implementations that include a CO 2 concentration module 670 between the purification module 620 and the CO 2 electrolysis module 630, the purified stream is then fed through pipe 624 to an optional CO 2 concentration module 670 to increase the concentration of CO 2 in the gas stream and to remove one or more components 674. An optional CO 2 concentration module 670 provides gas through conduit 672 to CO 2 electrolysis module 630 to convert at least a portion of the gas stream. At least a portion of the O 2 enriched gas stream may be supplied from CO 2 electrolysis module 630 to industrial process 610 via conduit 636. /or conversion of one or more components 698. At least a portion of the purified gas stream can be fed through pipe 634 to an optional O 2 separation module 660 to separate at least a portion of the O 2 from the gas stream. At least a portion of the O 2 enriched gas stream may be fed through pipe 664 from optional O 2 recovery module 660 to industrial process 610. At least a portion of the gas stream may be fed from optional O 2 recovery module 660 through pipe 662 to additional module 690 purifying to remove and/or convert one or more components 698. At least a portion of the gas stream may be supplied from the optional purifying module 690 through conduit 692 to an optional pressure change module 680. The gas stream from the optional pressure change module 680 is fed through conduit 682 to a CO-consuming process 640. This gas stream may be mixed with the H2 rich gas stream prior to being fed to the CO consuming process 640. Preferably, the aqueous substrate is supplied via conduit 1606 to the H2 electrolysis module 1600, and the H2 enriched gas stream is supplied from the H2 electrolysis module 1600 via conduit 1602. In various embodiments, the H2 electrolysis module 1600 provides an H2 enriched gas stream. 2 directly to the CO-consuming process 640 via conduit 1604. In some embodiments, O 2 produced in H 2 electrolysis module 1600 is fed via conduit 1608 to industrial process 610.

Процесс 640, расходующий СО, изображенный на фиг. 6, может обеспечивать получение продукта 646. Процесс, расходующий СО, может представлять собой процесс ферментации газа и может происходить в инокуляторе и/или в одном или более биореакторах. Например, процесс, расходующий СО, может включать ферментацию культуры с получением одного или более продуктов 646 ферментации и газообразного субстрата после ферментации (газообразного субстрата после процесса, расходующего СО). Газообразный субстрат после процесса, расходующего СО, подают по трубе 644 в необязательный модуль 670 концентрирования СО2 для повышения концентрации СО2 в газовом потоке и для удаления одного или более компонентов 674. Необязательный модуль 670 концентрирования СО2 обеспечивает подачу газообразного субстрата после процесса, расходующего СО, в модуль 650 очистки по трубе 672 для удаления и/или конверсии одного или более компонентов 658. Затем очищенный газовый поток подают по трубе 652 в модуль 630 электролиза СО2 для конверсии по меньшей мере части газового потока. В конкретных вариантах реализации газообразный субстрат после процесса, расходующего СО, подают по трубе 642 в те же один или более модулей 620 очистки, в которые подают СО2-содержащий газ из промышленного процесса 610. В различных вариантах реализации газообразный субстрат после процесса, расходующего СО, можно подавать в один или более модулей 620 очистки, в которые подают СО2содержащий газ из промышленного процесса 610, и в один или более модулей 650 очистки.The CO consuming process 640 shown in FIG. 6 may produce product 646. The CO consuming process may be a gas fermentation process and may take place in an inoculator and/or one or more bioreactors. For example, a CO-consuming process may include fermenting a culture to produce one or more fermentation products 646 and a post-fermentation gaseous substrate (substrate gas from the CO-consuming process). The gaseous substrate after the CO consuming process is fed through pipe 644 to an optional CO 2 concentration module 670 to increase the concentration of CO 2 in the gas stream and to remove one or more components 674. The optional CO 2 concentration module 670 provides a supply of gaseous substrate after the process consuming CO, to purification module 650 through conduit 672 to remove and/or convert one or more components 658. The purified gas stream is then fed via conduit 652 to CO 2 electrolysis module 630 to convert at least a portion of the gas stream. In specific embodiments, the gaseous substrate after the CO-consuming process is fed through conduit 642 to the same one or more purification modules 620, which are supplied with CO2-containing gas from the industrial process 610. In various implementations, the gaseous substrate after the CO-consuming process, may be fed to one or more purification modules 620, which are supplied with CO2-containing gas from the industrial process 610, and to one or more purification modules 650.

В различных вариантах реализации настоящего изобретения предложен интегрированный процесс, включающий электролиз, причем энергия, подаваемая для процесса электролиза, по меньшей мере частично, получена из возобновляемого источника энергии.In various embodiments of the present invention, an integrated process is provided that includes electrolysis, wherein the energy supplied to the electrolysis process is at least partially derived from a renewable energy source.

Несмотря на то, что субстрат обычно является газообразным, субстрат также может быть обеспеченAlthough the substrate is usually gaseous, the substrate can also be provided

--

Claims (16)

в альтернативных формах. Например, субстрат может быть растворен в жидкости, насыщенной СОсодержащим газом, с помощью генератора дисперсии микропузырьков. В качестве дополнительного примера субстрат может быть адсорбирован на твердой подложке.in alternative forms. For example, the substrate can be dissolved in a liquid saturated with a CO-containing gas using a microbubble dispersion generator. As a further example, the substrate may be adsorbed onto a solid support. d-поглощающий микроорганизм в биореакторе, как правило, представляет собой карбоксидотрофную бактерию. В конкретных вариантах реализации карбоксидотрофные бактерии выбраны из группы, включающей Moorella, Clostridium, Ruminococcus, Acetobacterium, Eubacterium, Butyribacterium, Oxobacter, Methanosarcina, Methanosarcina и Desulfotomaculum. В различных вариантах реализации карбоксидотрофные бактерии представляют собой Clostridium autoethanogenum.The d-absorbing microorganism in the bioreactor is typically a carboxydotrophic bacterium. In specific embodiments, the carboxydotrophic bacteria are selected from the group consisting of Moorella, Clostridium, Ruminococcus, Acetobacterium, Eubacterium, Butyribacterium, Oxobacter, Methanosarcina, Methanosarcina, and Desulfotomaculum. In various embodiments, the carboxydotrophic bacteria is Clostridium autoethanogenum. Все ссылки, включая публикации, патентные заявки и патенты, цитируемые в настоящем документе, включены в настоящий документ посредством ссылки в той же степени, как если бы каждая ссылка была отдельно и специально указана как включенная посредством ссылки и была представлена в настоящем документе в полном объеме. Упоминание любого известного уровня техники в данном описании не является и не должно рассматриваться как признание того, что известный уровень техники образует часть широко известных общих знаний в области науки.All references, including publications, patent applications, and patents cited herein, are incorporated herein by reference to the same extent as if each reference were individually and specifically indicated to be incorporated by reference and are herein incorporated in their entirety. . The mention of any prior art in this specification is not and should not be construed as an admission that the prior art forms part of the generally known general knowledge of science. Термины в единственном числе, используемые в контексте описания настоящего изобретения (особенно в контексте следующей формулы изобретения), следует толковать как включающие единственное и множественное число, если в настоящем документе не указано иное, или очевидно не опровергается контекстом. Термины включающий, имеющий и содержащий следует толковать как не ограничивающие термины (т.е. означающие включая, но не ограничиваясь ими), если не указано иное. Термин состоящий по существу из ограничивает объем композиции, процесса или способа до конкретных материалов или стадий или до таких материалов и стадий, которые не оказывают существенного влияния на базовые и новые характеристики композиции, процесса или способа. Использование альтернативы (т.е. или) следует понимать как обозначение одного, обоих или любой комбинации предложенных вариантов. В данном контексте термин примерно означает ±20% от указанного диапазона, значения или структуры, если не указано иное.Terms in the singular used in the context of the description of the present invention (especially in the context of the following claims) should be interpreted as including the singular and plural, unless otherwise indicated herein, or clearly refuted by the context. The terms including, having, and containing are to be construed as non-limiting terms (i.e., meaning including, but not limited to), unless otherwise indicated. The term consisting essentially of limits the scope of a composition, process, or method to specific materials or steps, or to those materials and steps that do not significantly affect the basic and new characteristics of the composition, process, or method. The use of an alternative (i.e., or) should be understood to mean one, both, or any combination of the proposed options. As used herein, the term approximately means ±20% of the specified range, value, or structure, unless otherwise indicated. Перечисление диапазонов значений в данном документе предназначено лишь для краткости отдельного упоминания каждого отдельного значения, входящего в указанный диапазон, если не указано иное, и каждое отдельное значение включено в данное описание, как если бы оно было специально перечислено в данном документе. Например, любой диапазон концентраций, диапазон процентов, диапазон соотношений, диапазон целых чисел, диапазон размеров или диапазон толщины следует понимать как включающий значение любого целого числа в указанном диапазоне и, если это уместно, его долей (например, одной десятой и одной сотой целого числа), если не указано иное.The listing of ranges of values in this document is only intended to be concise and separate reference to each individual value within the specified range, unless otherwise noted, and each individual value is included in this description as if it were specifically listed in this document. For example, any concentration range, percentage range, ratio range, integer range, size range, or thickness range should be understood to include the value of any integer within the specified range and, if appropriate, its fractions (e.g., one tenth and one hundredth of an integer ), unless otherwise specified. Все способы, описанные в данном документе, могут быть выполнены в любом подходящем порядке, если в данном документе не указано иное, или если очевидно не опровергается контекстом. Применение любого или всех примеров или иллюстративной формулировки (т.е. такой как), представленных в настоящем документе, предназначено только для лучшего освещения настоящего изобретения и не ориентировано на ограничение рамок настоящего изобретения, если не заявлено иное. Никакие формулировки данного описания не следует толковать как указывающие на незаявленный элемент, существенный для практического осуществления данного изобретения.All of the methods described herein may be performed in any suitable order, unless otherwise indicated herein, or unless the context clearly refutes. The use of any or all of the examples or illustrative language (i.e., such as) provided herein is intended only to better illuminate the present invention and is not intended to limit the scope of the present invention, unless otherwise stated. Nothing in this specification should be construed as indicating an unclaimed element essential to the practice of this invention. В настоящем документе описаны предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения. Вариации этих предпочтительных вариантов реализации станут понятными специалистам в данной области при прочтении представленного выше описания. Авторы настоящего изобретения ожидают, что опытные специалисты осуществят такие вариации надлежащим образом, и авторы изобретения полагают, что настоящее изобретение может быть осуществлено на практике другим способом, чем конкретно описано в настоящем документе. Соответственно, настоящее изобретение включает все модификации и эквиваленты предмета обсуждения, изложенного в формуле изобретения, прилагаемой к этому документу, насколько допускается применимыми правовыми нормами. Кроме того, любая комбинация вышеописанных элементов во всех их возможных вариантах охватывается изобретением, если иное не указано в настоящем документе или явно не противоречит контексту.This document describes the preferred embodiments of the present invention. Variations on these preferred embodiments will become apparent to those skilled in the art upon reading the above description. The present inventors expect those skilled in the art to make such variations appropriately, and the inventors believe that the present invention may be practiced in a manner other than specifically described herein. Accordingly, the present invention includes all modifications and equivalents of the subject matter set forth in the claims appended to this document, to the extent permitted by applicable law. In addition, any combination of the above elements in all their possible variations is covered by the invention, unless otherwise specified in this document or clearly contrary to the context. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ повышения эффективности конверсии углерода, включающий:1. A method for improving the efficiency of carbon conversion, including: a) подачу СО2-содержащего газообразного субстрата из промышленного процесса в первый модуль очистки для удаления по меньшей мере одного компонента из СО2-содержащего газообразного субстрата с получением первого газового потока очищенного СО2;a) supplying a CO 2 containing gaseous substrate from the industrial process to a first purification module to remove at least one component from the CO 2 containing gaseous substrate to obtain a first purified CO 2 gas stream; b) подачу первого газового потока очищенного СО2 в модуль концентрирования СО2 с получением первого концентрированного газового потока СО2 и первого потока с пониженным содержанием СО2, содержащего CO и/или Н2;b) supplying a first purified CO2 gas stream to a CO2 concentration module to obtain a first concentrated CO2 gas stream and a first CO2 reduced stream containing CO and/or H 2 ; c) подачу первого газового потока концентрированного СО2 в модуль электролиза СО2 для конверсии по меньшей мере части первого газового потока концентрированного СО2 с получением первого потока с повышенным содержанием CO и первого потока с повышенным содержанием О2;c) supplying a first concentrated CO 2 gas stream to a CO 2 electrolysis module to convert at least a portion of the first concentrated CO 2 gas stream to obtain a first CO rich stream and a first O 2 rich stream; - 18 040968- 18 040968 d) подачу по меньшей мере части первого потока с повышенным содержанием CO в биореактор, содержащий культуру по меньшей мере одного d-поглощающего микроорганизма;d) feeding at least a portion of the first CO-rich stream to a bioreactor containing a culture of at least one d-absorbing microorganism; e) подачу по меньшей мере части первого потока с пониженным содержанием СО2 в биореактор;e) feeding at least a portion of the first CO2 reduced stream to the bioreactor; f) ферментацию культуры с получением одного или более продуктов ферментации и потока хвостового газа, содержащего СО2;f) fermenting the culture to produce one or more fermentation products and a tail gas stream containing CO 2 ; g) подачу по меньшей мере части потока хвостового газа в первый модуль очистки или во второй модуль очистки для удаления по меньшей мере одного компонента, выбранного из H2S, ацетона и их смесей, с получением потока очищенного хвостового газа, содержащего СО2;g) feeding at least a portion of the tail gas stream to the first purification module or to the second purification module to remove at least one component selected from H2S, acetone and mixtures thereof, to obtain a purified tail gas stream containing CO 2 ; h) подачу по меньшей мере части потока очищенного хвостового газа в модуль электролиза диоксида углерода для конверсии по меньшей мере части диоксида углерода с получением второго потока с повышенным содержанием CO и потока с повышенным содержанием О2; иh) feeding at least a portion of the cleaned tail gas stream to a carbon dioxide electrolysis module to convert at least a portion of the carbon dioxide to form a second CO rich stream and an O2 rich stream; And i) подачу по меньшей мере части второго потока с повышенным содержанием CO в биореактор.i) feeding at least a portion of the second CO rich stream to the bioreactor. 2. Способ по п.1, дополнительно включающий подачу СО2-содержащего газообразного субстрата из промышленного процесса в модуль изменения давления с получением сжатого СО2-содержащего газового потока и последующую подачу сжатого СО2-содержащего газового потока в первый модуль очистки.2. The method of claim 1, further comprising supplying a CO 2 -containing gaseous substrate from the industrial process to the pressure modulation module to obtain a compressed CO 2 -containing gas stream and then supplying the compressed CO 2 -containing gas stream to the first purification module. 3. Способ по п.1, дополнительно включающий подачу по меньшей мере части первого потока с повышенным содержанием О2 непосредственно в промышленный процесс.3. The method of claim 1 further comprising feeding at least a portion of the first O 2 rich stream directly into the industrial process. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый поток с пониженным содержанием СО2 содержит CO и/или Н2, и указанный способ дополнительно включает подачу по меньшей мере части первого потока с пониженным содержанием СО2 в биореактор.4. The method of claim 1, wherein the first CO 2 reduced stream contains CO and/or H 2 , and said method further comprises feeding at least a portion of the first CO 2 reduced stream to the bioreactor. 5. Способ по п.1, включающий подачу по меньшей мере части потока с повышенным содержанием CO в модуль изменения давления с получением сжатого потока CO и подачу по меньшей мере части сжатого потока CO в биореактор.5. The method of claim 1, comprising feeding at least a portion of the CO enriched stream to a pressure modulation module to form a compressed CO stream and feeding at least a portion of the compressed CO stream to the bioreactor. 6. Способ по п.1, дополнительно включающий подачу водного субстрата в модуль электролиза Н2 с получением потока с повышенным содержанием Н2 и подачу по меньшей мере части потока с повышенным содержанием Н2 в процесс, расходующий CO.6. The method of claim 1, further comprising supplying an aqueous substrate to the H 2 electrolysis module to produce an H 2 rich stream and feeding at least a portion of the H 2 rich stream to a CO consuming process. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть хвостового газа, содержащего СО2, подают в модуль изменения давления с получением сжатого потока хвостового газа, и сжатый поток хвостового газа подают в первый модуль очистки.7. The method according to claim 1, characterized in that at least a part of the tail gas containing CO 2 is supplied to the pressure change module to obtain a compressed tail gas stream, and the compressed tail gas stream is supplied to the first purification module. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что СО2-содержащий газообразный субстрат из промышленного процесса дополнительно содержит один или более из СО, Н2 и СН4.8. The method according to claim 1, characterized in that the CO 2 -containing gaseous substrate from the industrial process additionally contains one or more of CO, H 2 and CH 4 . 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что промышленный процесс выбран из группы, содержащей ферментацию углеводов, получение цемента, получение пульпы и бумаги, сталеварение, переработку нефти, получение нефтехимических продуктов, производство кокса, анаэробное или аэробное разложение, газификацию, добычу природного газа, добычу нефти, металлургические процессы, производство и/или очистку алюминия, меди и/или сплавов железа, процессы Фишера-Тропша, получение метанола, пиролиз, паровой риформинг метана, сухой риформинг метана, частичное окисление биогаза или природного газа и автотермический риформинг биогаза или природного газа.9. The method according to claim 1, characterized in that the industrial process is selected from the group containing carbohydrate fermentation, cement production, pulp and paper production, steel making, oil refining, petrochemical production, coke production, anaerobic or aerobic decomposition, gasification, mining natural gas, oil extraction, metallurgical processes, production and/or refining of aluminium, copper and/or iron alloys, Fischer-Tropsch processes, methanol production, pyrolysis, steam methane reforming, dry methane reforming, partial oxidation of biogas or natural gas and autothermal reforming biogas or natural gas. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый модуль очистки выбран из группы, состоящей из модуля гидролиза, модуля удаления кислых газов, модуля дезоксигенации, модуля каталитического гидрирования, модуля удаления твердых частиц, модуля удаления хлоридов, модуля удаления дегтя и модуля доочистки циановодорода.10. The method of claim 1, wherein the first purification module is selected from the group consisting of a hydrolysis module, an acid gas removal module, a deoxygenation module, a catalytic hydrogenation module, a solids removal module, a chloride removal module, a tar removal module, and a purification of hydrogen cyanide. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один компонент, удаляемый из CO2содержащего газообразного субстрата, выбран из группы, состоящей из соединений серы, ароматических соединений, алкинов, алкенов, алканов, олефинов, соединений азота, кислорода, фосфорсодержащих соединений, мелких частиц, твердых веществ, галогенированных соединений, кремнийсодержащих соединений, карбонилов, металлов, спиртов, сложных эфиров, кетонов, пероксидов, альдегидов, простых эфиров, дегтей и нафталина.11. The method according to claim 1, characterized in that at least one component removed from the CO2-containing gaseous substrate is selected from the group consisting of sulfur compounds, aromatic compounds, alkynes, alkenes, alkanes, olefins, nitrogen compounds, oxygen, phosphorus-containing compounds, fine particles, solids, halogenated compounds, silicon compounds, carbonyls, metals, alcohols, esters, ketones, peroxides, aldehydes, ethers, tar and naphthalene. 12. Способ по п.1, отличающийся тем, что продукт ферментации выбран из группы, состоящей из этанола, бутирата, 2,3-бутандиола, лактата, бутена, бутадиена, метилэтилкетона, этилена, ацетона, изопропанола, липидов, 3-гидроксипропионата, терпенов, жирных кислот, 2-бутанола, 1,2-пропандиола и 1пропанола.12. The method according to claim 1, characterized in that the fermentation product is selected from the group consisting of ethanol, butyrate, 2,3-butanediol, lactate, butene, butadiene, methyl ethyl ketone, ethylene, acetone, isopropanol, lipids, 3-hydroxypropionate, terpenes, fatty acids, 2-butanol, 1,2-propanediol and 1-propanol. 13. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый и/или второй поток с повышенным содержанием CO содержит по меньшей мере часть кислорода, и по меньшей мере часть потока с повышенным содержанием CO подают в модуль дезоксигенации для удаления по меньшей мере части кислорода из потока с повышенным содержанием моноксида углерода.13. The method according to claim 1, characterized in that the first and/or second CO-rich stream contains at least a portion of oxygen, and at least a portion of the CO-enriched stream is fed to a deoxygenation module to remove at least a portion of the oxygen from a stream with a high content of carbon monoxide. 14. Способ по п.1, отличающийся тем, что d-поглощающий микроорганизм представляет собой карбоксидотрофную бактерию.14. The method according to claim 1, characterized in that the d-absorbing microorganism is a carboxydotrophic bacterium. 15. Способ по п.14, отличающийся тем, что карбоксидотрофная бактерия выбрана из группы, включающей Moorella, Clostridium, Ruminococcus, Acetobacterium, Eubacterium, Butyribacterium, Oxobacter, Methanosarcina и Desulfotomaculum.15. The method according to claim 14, wherein the carboxydotrophic bacterium is selected from the group consisting of Moorella, Clostridium, Ruminococcus, Acetobacterium, Eubacterium, Butyribacterium, Oxobacter, Methanosarcina and Desulfotomaculum. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что карбоксидотрофная бактерия представляет собой Clos16. The method according to claim 15, characterized in that the carboxydotrophic bacterium is Clos --
EA202091884 2018-02-12 2019-02-12 METHOD FOR INCREASING THE EFFICIENCY OF CARBON CONVERSION EA040968B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62/629,163 2018-02-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA040968B1 true EA040968B1 (en) 2022-08-24

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11359294B2 (en) Process for improving carbon conversion efficiency
CA3083080C (en) Integrated fermentation and electrolysis process
KR20200110706A (en) Integrated process for filtering component gases in gas streams
US20220333140A1 (en) Process for improving carbon conversion efficiency
CN111918957A (en) Intermittent electrolysis flow
US20220325227A1 (en) Integrated fermentation and electrolysis process for improving carbon capture efficiency
EA040968B1 (en) METHOD FOR INCREASING THE EFFICIENCY OF CARBON CONVERSION
US20220325216A1 (en) Intermittent feedstock to gas fermentation
CN117098850A (en) Method and apparatus for providing feedstock
CN117280040A (en) Method for controlling gas fermentation platform to improve conversion of carbon dioxide into product
EA046101B1 (en) INTEGRATED FERMENTATION AND ELECTROLYSIS PROCESS