[发明专利]包括预分离和二氧化碳的外部固化的生物气低温纯化

权利要求书

1.一种用于低温分离和液化生物气流中的甲烷和二氧化碳的组合设备，包括：

-装置M1，其用于将生物气(1)与再循环气体R混合；

-压缩机，其用于将混合物压缩至蒸馏压力；

-交换器E01，其用于冷却压缩后的混合物；

-分离器容器V05，其用于接收来自所述交换器E01的混合物并用于回收顶部蒸气(8)和富含CO₂的液体(9)；

-装置M4，其用于冷却所述顶部蒸气；

-低温分离单元，其被供应冷却后的顶部蒸气(10)，并使得能够在塔顶部生产甲烷，并且在塔底部生产富含CO₂的液体；

-交换器E02，其用于液化在塔顶部生产的甲烷；

-装置M2，其用于将液化的甲烷分成以下两个部分：“回流”部分(6)和“产品”部分(5)；

-装置M3，其用于膨胀和加热在塔底部回收的富含CO₂的液体并用于从富含CO₂的液体中回收冷量；和

-分离器容器V01，其用于接收来自所述装置M3的富含CO₂的流，并用于回收顶部蒸气和液态CO₂(7)，

其中

-所述装置M1使得再循环气体R对应于在所述分离器容器V01的出口处回收的顶部蒸气，

-所述交换器E01和所述装置M3是组合为一体的，并且

-所述低温分离单元包括：

●蒸馏塔K01，其包括在塔顶部处的冷区段(2)和在塔底部处的热区段(3)；

●用于将该冷区段和该热区段物理地分开的装置(4)；

●在所述蒸馏塔K01的外部的至少两个外部容器(V04 A/B)，所述至少两个外部容器(V04 A/B)用于使来自所述冷区段的液体与从所述热区段上升的蒸气接触并用于捕集所有的固态CO₂；和

●用于使所述外部容器再生的设施，该设施包括用于从所述蒸馏塔K01提取能够使固态CO₂液化的流体的装置、用于将所述流体引入到处于再生期间的所述外部容器中以便使所述固态CO₂融化的装置、以及用于将获得的液态CO₂和蒸气的混合物重新引入到所述蒸馏塔K01中的装置。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述装置M4是所述交换器E01。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述装置M3使得能够膨胀和加热来自所述分离器容器V05的富含CO₂的液体。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，该设备在所述装置M1的上游包括用于对生物气进行干燥和脱硫的装置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，该设备在所述装置M1的上游包括用于将生物气压缩至所述再循环气体R的压力的装置C01。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，该设备在所述装置M1的上游包括用于将生物气冷却至环境温度的装置C01E和/或装置C02E。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述交换器E02位于闭环的制冷回路中。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述制冷回路使用甲烷作为制冷剂流体。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其特征在于,所述蒸馏塔K01包括在塔底部的加热装置。