[发明专利]用于气体向液体转化的一体化强化生物精炼

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于净化气体的方法和装置以及一种气体分离装置；具体地但不排他地，本发明涉及合成气生产、净化、和转化成液体燃料(精炼)的工艺。

背景技术

通过将生物质气化或者将废物转变成液体燃料而生产合成气的转化，是用于建立可以被称为“生物炼制”的可再生能源技术的一个重要工艺。在生物炼制与充分确立的精炼、“炼油”、“石油化工炼油”或者大体积化工生产平台(诸如氨厂)之间的重要差异在于:由于原料、“原油”或“天然气”也是集中化的，因而石油化工厂/氨厂如同集中生产平台是在高生产能力下运行。这种集中式生产装置的经济可行性要求“规模经济”。然而，在基于生物质/废物的能量转换/化学品生产装置的情况下，原料可利用性是局部化的，这相应地需要局部化的小规模生产设施。这种生产设施不能得益于规模经济，因此需采用新的方法由分散化原料进行生产从而实现持续性。此方法也可应用于仅在小规模中可利用的不可再生原料，这些不可再生原料常常是作为大规模运行的副产物。这种不可再生的小规模分散化原料包括在油田原油开采中产生的火炬气(或相关的石油气)或者实际上的废化学品。

在生物质的气化中，最重要和困难的合成气净化操作是焦油的去除。理想的是在气化期间防止焦油产生(这可以被描述成一次焦油去除)，因为焦油的热值可以构成合成气的10％。用于去除水溶性组分(包括金属离子)的合成气水洗涤也是重要工艺。这些工艺足以产生可以使用于内燃发动机进行发电的合成气，但在合成气化学转化或燃料电池用途中必须进一步减少焦油。这些操作通常发生在气化器的外部并且可以被描述成二级焦油去除。现有的二级焦油去除系统不提供允许将合成气用于化学转化或燃料电池用途的充分的净化，或者具有非常高的能量需求因而使得它们是低效率且不能实际应用于尤其是小规模厂。

当对用于例如生物质气化器(其中优选地将氧气选择性地提供给正在气化的生物质)的选择性渗透膜进行测试时，重要的是在选择性渗透膜和支承该膜的结构之间形成空气密封。在通常为陶瓷膜与通常为金属支承结构之间形成充分耐热的密封，这在过去是不可能的。

发明内容

本发明的优选实施方式试图克服上述现有技术的缺点。

根据本发明的一个方面，提供一种用于承载选择性渗透元件的支承装置，该装置包括：

包括至少一个支承表面的至少一个支承构件；

被部分地支承在所述支承表面上的至少一个选择性渗透元件；和

用于将所述选择性渗透元件密封到所述表面的至少一个密封部，其中所述密封部包含至少一种玻璃材料。

通过用玻璃将支承装置的支承表面与选择性渗透元件之间的连接加以密封，而提供可以相对于选择性渗透元件将支承装置完全密封的优点，由此允许将支承装置使用于测试装置。结果，可以对不同组成的选择性渗透元件进行测试。

所述装置还可包含至少部分地覆盖所述密封部的至少一种泡沫金属。

通过用金属泡沫覆盖密封部，而提供保护密封部的优点。

在另一个优选实施方式中，泡沫金属覆盖所述选择性渗透元件的所述密封部和暴露部。

通过覆盖选择性渗透元件的密封部和暴露部，而提供对密封和元件两者加以保护的优点，并且对于一些选择性渗透元件而言已证明可提高元件的介电常数。

在又一个优选实施方式中，玻璃包括钠钙玻璃。

在另一个优选实施方式中，选择性渗透元件包括膜。

选择性渗透元件对于氧气和氢气中的至少一种可以是选择性渗透的。

在一个优选实施方式中，支承构件包括至少一种金属。

在另一个优选实施方式中，金属在其表面上可至少部分地氧化。

通过在密封之前将支承构件的表面部分氧化，而提供作为氧化的结果形成更好密封的优点。

在一个优选实施方式中，金属是不锈钢。

在另一个优选实施方式中，支承表面包括在其中延伸经过的多个孔。

根据本发明的另一方面，提供一种利用选择性渗透元件将气体的一个成分与其它成分加以分离的装置，该装置包括具有至少一个输入和入口及至少一个出口的容器，并且所述容器被划分成至少一个第一空间和至少一个第二空间，其中如上所述所述第一与第二空间被支承装置分离。

所述装置还可包括用于将所述容器与所述支承装置之间的连接加以密封的至少一个密封元件。

在另一个优选实施方式中，密封构件包括铜。

根据本发明的另一方面，提供一种形成用于选择性渗透元件的支承装置的方法，该方法包括以下步骤：