The present invention provides an integrated method for producing fermented products from fossil carbon and hydrogen produced in the relaxation air produced by hydrogen production process. According to one embodiment of the invention, in one or more bioreactors, microorganisms are used to ferment the relaxation gas stream from hydrogen production process to produce fermentation products. Then the fermentation waste gas flow from one or more bioreactors containing hydrogen, carbon monoxide and / or methane is generated, and heat generated by it is used to provide energy for hydrogen production process.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】集成氢气生产方法
本专利技术涉及使用来自氢气生产的弛放气流产生发酵产物的方法。
技术介绍
目前,氢气大量用于化学和石油工业。在化学工业中,氢气主要经由涉及氮气和氢气反应产生氨的哈伯氏固氮法(Haberprocess)用来制备氨以用于土壤肥料。氢气还用于炼油厂中以在需要氢气的加氢处理单元操作(诸如氢化裂解和加氢处理工艺)中提高石油基化合物的品质。这些工艺通常有助于降低燃料成品中的硫含量。期望增加氢气在精炼厂中的使用,原因是环境因素驱动了对低硫燃料的增大需求。文献描述了制备氢气的多种不同方法,其中很多是重要研究和开发工作的主题。一些公开的方法包括生物质热解或气化和生物方法,诸如细菌发酵和酶促氢气生产。电解是用于制备氢气的另一项技术,在该技术中水被分解成氧气和氧气。然而,目前氢气在商业上由化石甲烷产生。此类生产过程是廉价的,并且用于该过程的天然气原料广泛可得且成本相对较低。由甲烷产生氢气包括使甲烷转化成一氧化碳和氢气的重整反应。常用的重整反应是使甲烷在蒸汽存在下转化为氢气和一氧化碳的蒸汽甲烷重整(SMR)。其它已知的重整反应为自热重整(ATR),其在反应中使用氧气和二氧化碳或氧气和蒸汽与甲烷一起形成一氧化碳和氢气。重整之后在反应器中进行一个或多个水煤气变换(WGS)反应,该反应中一氧化碳和氢气转化为二氧化碳和附加氢气。然后从WGS反应器的出口料流中回收氢气。此类回收技术的示例为变压吸附(PSA),其使用吸附剂材料诸如沸石、分子筛或活性炭在压力下用于从气体的混合物中分离气体物类。吸附剂材料在高压下吸附目标气体物类,并且分离依赖于气体流中各种气体物类的不同亲和力。在 ...
【技术保护点】
一种集成氢气生产方法,包括:(i)提供弛放气流,所述弛放气流由包括以下步骤的方法获得:(a)通过在重整单元中重整,将甲烷转化为一氧化碳和氢气;(b)通过水煤气变换反应,将所述一氧化碳的至少一部分转化为二氧化碳,从而产生包含二氧化碳和氢气的料流;以及(c)将来自步骤(b)的所述料流的所述氢气的至少一部分与非氢组分分离,以产生富氢气料流和弛放气流,所述弛放气流包含氢气以及二氧化碳、甲烷和一氧化碳中的至少一种;(ii)在一个或多个生物反应器中,用微生物对所述弛放气流或其一部分进行发酵,以产生发酵产物;(iii)提供来自所述一个或多个生物反应器的发酵废气流,所述发酵废气流包含一种或多种可燃气体;(iv)从所述发酵废气流产生热,并使用所述热来为所述重整单元提供能量;以及(v)回收所述发酵产物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.20 US 14/600241;2015.09.09 US 14/8488781.一种集成氢气生产方法,包括:(i)提供弛放气流,所述弛放气流由包括以下步骤的方法获得:(a)通过在重整单元中重整,将甲烷转化为一氧化碳和氢气;(b)通过水煤气变换反应,将所述一氧化碳的至少一部分转化为二氧化碳,从而产生包含二氧化碳和氢气的料流;以及(c)将来自步骤(b)的所述料流的所述氢气的至少一部分与非氢组分分离,以产生富氢气料流和弛放气流,所述弛放气流包含氢气以及二氧化碳、甲烷和一氧化碳中的至少一种;(ii)在一个或多个生物反应器中,用微生物对所述弛放气流或其一部分进行发酵,以产生发酵产物;(iii)提供来自所述一个或多个生物反应器的发酵废气流,所述发酵废气流包含一种或多种可燃气体;(iv)从所述发酵废气流产生热,并使用所述热来为所述重整单元提供能量;以及(v)回收所述发酵产物。2.根据权利要求1所述的方法,其中使所述弛放气流在步骤(ii)之前经受一个或多个进一步的处理步骤。3.根据权利要求1所述的方法,其中所述弛放气流中的所述氢气与二氧化碳的摩尔比在2.5:1至3.5:1.5(mol:mol)的范围内。4.根据权利要求1所述的方法,还包括从所述弛放气流的一部分产生热,并使用由此产生的所述热来为所述重整单元提供能量。5.根据权利要求1所述的方法,其中所述发酵废气流至少包含二氧化碳。6.根据权利要求1所述的方法,包括从燃料气流产生热,并使用由所述燃料气流产生的所述热来为所述重整单元提供能量,其中所述燃料气流包含甲烷。7.根据权利要求6所述的方法,其中将所述燃料气流与所述废气流混合。8.根据权利要求6所述的方法,其中所述甲烷为化石甲烷。9.根据权利要求1所述的方法,其中所述发酵产物为乙醇。10.根据权利要求1所述的方法,其中所述发酵产物为丁醇。11.根据权利要求1所述的方法,其中所述重整单元为蒸汽甲烷重整单元或自热重整单元。12.根据权利要求1所述的方法,其中所述重整单元为蒸汽甲烷重整单元。13.根据权利要求1所述的方法,其中所述一种或多种可燃气体包括氢气、甲烷或它们的组合。14.根据权利要求1所述的方法,其中步骤(ii)中产生的所述发酵产物为醇,并且包括将步骤(i)(c)中产生的所述氢气提供给炼油厂中的加氢处理单元,并将步骤(ii)中产生的所述醇直接或在后续处理之后用作精炼产品中的组分。15.根据权利要求1所述的方法,其中所述发酵产物为乙醇、乙酸或乙酸盐。16.根据权利要求1所述的方法,其中所述发酵采用来自梭菌属(Clostridium)的菌种进行。17.根据权利要求16所述的方法,其中所述菌种为扬氏梭菌(Clostridiumljungdahlii)。18.根据权利要求14所述的方法,其中所述醇为乙醇并且使所述乙醇经受后续处理,所述后续处理包括用沸石催化剂将所述乙醇转化为烃。19.根据权利要求14所述...
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