用于从气流中过滤成分的整合方法技术

本发明专利技术提供了一种用于从含有可能对发酵过程有害的一种或多种成分的气体来源产生可发酵气流的方法。为了产生所述可发酵气流，所述气流传递通过一系列专门排序的去除模块。所述去除模块去除和/或转化在所述气流中发现的可能对下游去除模块存在有害影响和/或对下游气体发酵微生物存在抑制作用的各种成分。在不抑制发酵过程的情况下，所述可发酵气流的至少一部分优选地能够传递到含有气体发酵微生物的生物反应器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从气流中过滤成分的整合方法相关申请的交叉引用本申请要求分别于2018年2月12日提交的美国临时申请第62/629,160号和于2018年4月12日提交的美国临时申请第62/656,813号的权益，所述美国临时申请的内容特此通过引用并入。
本专利技术涉及用于从气流中去除成分的系统和方法。具体地，本专利技术涉及从气流中去除可能对随后去除模块和/或下游过程中的气体发酵微生物有害的成分。
技术介绍
迫切需要大幅度减少与全球化石燃料消耗相关联的排放以限制气候变化。然而，碳基材料、化学品和运输燃料主要由化石来源制成，并且目前没有替代来源足以代替所述化石来源。固定二氧化碳(CO2)和一氧化碳(CO)的气体发酵微生物可以减轻这种依赖性的影响，因为所述气体发酵微生物可以将气态碳转化为有用的燃料和化学品。气体发酵微生物可以利用广泛的原料，包含任何种类的气化有机物质(即，城市固体废物、工业废物、生物质和农业废物残留物)或工业尾气(即，来自炼钢厂或其它加工厂)。由于过程变量和过程原料中的微量元素，产生这些气流的广泛的行业总是会引入杂质。这些杂质可能会影响气体发酵微生物的下游转化性能。例如，可以存在如氰化氢(HCN)、氨(NH3)、氮氧化物(NOx)等单氮物种以及其它已知酶抑制气体，如乙炔(C2H2)、乙烯(C2H4)、乙烷(C2H6)、BTEX(苯、甲苯、苯乙烷、二甲苯)和氧气(O2)。气体中的硫化合物，如硫化氢(H2S)、羰基硫(COS)、二硫化碳(CS2)可以进而对基于催化剂的洗涤系统产生负面影响。对于许多上述化合物，存在可商购的去除系统；然而，这些系统还没有用于微生物气体发酵。作为下游过程，微生物气体发酵是常规催化转化技术的相对新型替代方案并且相对具体的杂质限制。为了确保成功的无抑制气体发酵，必须完成这些气体的净化。用于气体发酵的清洁气体有三个主要问题，包含(1)过量消耗微生物发酵期望的反应物化合物；(2)反应形成将充当微生物抑制剂的其它不希望的化合物；以及(3)将原料流中的抑制性化合物减少到足够低的水平，以确保成功的无抑制气体发酵。因此，仍然需要一种专利技术，所述专利技术策略性净化来自工业过程或其它过程的气流以为下游发酵过程提供合适的气体，同时还避免了上述问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于从输入气流中产生可发酵气流的方法，所述输入气流包括CO、CO2、或H2或其组合，其中所述方法包括：将所述输入气流传递到水解模块，其中去除和/或转化所述气流的至少一种成分以提供后水解气流；将所述后水解气流传递到酸性气体去除模块，其中去除和/或转化所述气流的至少一种另外的成分以产生酸性气体耗尽流；将所述酸性气体耗尽流传递到脱氧模块，其中去除和/或转化至少一种另外的成分以产生可发酵气流。这些去除过程的顺序对于成功生产适于发酵的气流至关重要。在至少一个实施例中，所去除的至少一种成分是微生物抑制剂和/或催化剂抑制剂。在特定实施例中，由所述水解模块去除和/或转化的所述成分中的至少一种或多种成分是羰基硫(COS)和/或氰化氢(HCN)。由所述酸性气体去除模块去除和/或转化的所述成分可以选自由以下组成的组：二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)和氰化氢(HCN)。在特定实施例中，由所述脱氧模块去除和/或转化的所述成分中的至少一种或多种成分是氧气(O2)和/或乙炔(C2H2)。在某些实例中，所述水解模块被绕过，并且所述输入气流递送到所述酸性气体去除模块。所述方法可以进一步包含催化加氢模块。在利用催化加氢模块的实施例中，所述酸性气体耗尽流在被传递到所述脱氧模块之前被传递到催化加氢模块，其中在被传递到所述脱氧模块之前去除和/或转化来自所述酸性气体耗尽流的至少一种成分。由所述催化加氢模块去除和/或转化的至少一种成分是乙炔(C2H2)。所述方法可以包含至少一个选自由包括以下的组的另外的模块：微粒去除模块、氯化物去除模块、焦油去除模块、氰化氢去除模块、另外的酸性气体去除模块、温度模块和压力模块。在特定情况中，另外的酸性气体去除模块是变压吸附(PSA)模块。在特定实例中，所述方法包含用于测量气流中的成分水平的监测装置。一个或多个监测装置可以放置在一个或多个模块之前和/或之后。在某些情况下，所述方法能够根据所述气流中的一种或多种成分的水平绕过一个或多个模块。所述方法可以包含能够接收后脱氧气流的氰化氢去除模块。氰化氢去除模块可以在将气流传递到生物反应器之前从气流中去除氰化氢的至少一部分。优选地，在被传递到生物反应器之前，将成分水平降低到预定水平，使得气流可发酵。在特定实施例中，预定的成分水平包括不超过百万分之一百(100ppm)的氧气(O2)、百万分之一(1ppm)的氰化氢(HCN)和百万分之一(1ppm)的乙炔(C2H2)。在某些情况下，预定的成分水平包括不超过十亿分之一百(100ppb)的氰化氢(HCN)。生物反应器可以含有培养物，所述培养物包括发酵液和一种或多种微生物。在特定实施例中，所述一种或多种微生物是一氧化碳营养菌(carboxydotrophicbacterium)。代替将经过处理的气流传递到生物反应器或在此之前，所述方法能够将经过处理的气流送到碳捕获装置。在特定实施例中，所述方法能够从一个或多个来源接收气流。气流的至少一部分可以源自工业来源。另外，气流的至少一部分可以是合成气。此外，气流的至少一部分可以是发生炉煤气。在特定实施例中，本专利技术提供了一种用于产生可发酵气流的方法，其中所述方法包括在气体处理过程中处理气流以从气流中去除一种或多种不希望的成分，所述气流包括CO、CO2、或H2，其中处理气流的步骤包括：将所述气流传递到水解模块，其中转化气流中的至少一种成分以提供后水解流；将所述后水解流传递到酸性气体去除模块，其中去除所述流中的至少一种另外的成分以提供酸性气体耗尽流；以及将所述酸性气体耗尽流传递到脱氧模块，其中转化至少一种另外的成分以提供可发酵气流。优选地，所述可发酵气流包括在通过处理过程传递之前，与输入气流相比的氧气(O2)、氰化氢(HCN)和乙炔(C2H2)的耗尽水平。在一个实施例中，可发酵气态底物包括小于百万分之一百(100ppm)的氧气(O2)。在一个实施例中，可发酵气态底物包括小于百万分之一(1ppm)的氰化氢(HCN)。优选地，可发酵气态底物包括小于十亿分之一百(100ppb)的氰化氢(HCN)。在一个实施例中，可发酵气态底物包括小于百万分之一(1ppm)的乙炔(C2H2)。在各个实施例中，所述方法利用一种或多种专用催化剂从输入气流中产生可发酵气流。优选地，专用催化剂用于将氧气减少到小于100ppm、将乙炔减少到小于1ppm以及将氰化氢减少到小于1ppm。在某些情况下，专用催化剂包括如以下等高表面积催化剂上的经过还原的铜金属：二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、二氧化铈、氧化镧、二氧化硅-氧化铝、碳或本领域的技术人员已知的许多其它材料。在某些情况下，所用的专本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从输入气流中产生可发酵气流的方法，所述输入气流包括CO、CO

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180212 US 62/629,160;20180412 US 62/656,8131.一种用于从输入气流中产生可发酵气流的方法，所述输入气流包括CO、CO2、或H2或其组合，所述方法包括：
a.将所述输入气流传递到水解模块，其中去除和/或转化所述气流的至少一种成分以提供后水解气流；
b.将所述后水解气流传递到酸性气体去除模块，其中去除和/或转化所述气流的至少一种另外的成分以产生酸性气体耗尽流；以及
c.将所述酸性气体耗尽流传递到脱氧模块，其中去除和/或转化至少一种另外的成分以产生可发酵气流。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所去除和/或所转化的至少一种成分是微生物抑制剂和/或催化剂抑制剂。


3.根据权利要求1所述的方法，其中由所述水解模块去除和/或转化的所述成分中的至少一种或多种成分是羰基硫(COS)和/或氰化氢(HCN)。


4.根据权利要求1所述的方法，其中由所述酸性气体去除模块去除和/或转化的所述成分中的至少一种或多种成分选自由以下组成的组：二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)和氰化氢(HCN)。


5.根据权利要求1所述的方法，其中由所述脱氧模块去除和/或转化的所述成分中的至少一种或多种成分是氧气(O2)和/或乙炔(C2H2)。


6.根据权利要求1所述的方法，其中所述水解模块被全部或部分绕过，并且所述输入气流被递送到所述酸性气体去除模块。


7.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包含在被传递到所述脱氧模块之前将所述酸性气体耗尽流传递到催化加氢模块，其中在被传递到所述脱氧模块之前去除和/或转化来自所述酸性气体耗尽流的至少一种成分。


8.根据权利要求7所述的方法，其中由所述催化加氢模块去除和/或转化的至少一种成分是乙炔(C2H2)。


9.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括在每...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·罗辛，J·格林尼，T·舒尔茨，
申请(专利权)人：朗泽科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US