[发明专利]气体过滤系统和方法

说明书

本发明涉及一种气体过滤系统(1000，3000，4000，5000，6000)，包括：用于气体的输入部(1100)；反应器(1301，1302，1303)，其用于过滤输入部(1100)处的气体并由此获得经过滤的气体；用于经过滤的气体的输出部(1200)；用于在反应器(1301，1302，1303)内部产生真空的真空发生器(1401，1402)，其中真空发生器(1401，1402)被配置为使得在第一真空阶段(T2)中施加第一预定真空值(V1)，并且使得在第二真空阶段(T3)中施加第二预定真空值(V2)；过滤系统(1000，3000，4000)还包括在输出部处连接至反应器(1301，1302，1303)的流控制器(1501，1502，1503)，其中流控制器(1501，1502，1503)被配置为使得在第一真空阶段(T2)期间阻止经过滤的气体引入到反应器(1301，1302，1303)中，并且其中流控制器(1501，1502，1503)被配置为使得在第二真空阶段(T3)期间允许从输出部(1200)开始将经过滤的气体和/或第二气体引入到反应器(1301，1302，1303)中。

发明领域

本发明涉及气体过滤系统和方法。特别地，本发明涉及CO₂过滤系统和方法。更具体地，本发明涉及用于从含有甲烷的气体(优选地沼气(biogas))中过滤CO₂的系统和方法。

现有技术的描述

最近已发现使用沼气用于产生能量的越来越高的兴趣。通常，沼气包括多种类型的气体的混合物，其主要由甲烷组成，其在厌氧条件下由来自以下的细菌发酵产生：植物或动物残余物的有机残余物、OFMSW(城市固体废物的有机级分)、食物废物、污水污泥。沼气以及其他物质的使用允许以环境友好的方式产生能量，从而避免了具有高温室效应的气体(诸如甲烷)向大气中的引入和/或扩散。

因此，对沼气的这种类型的再利用的兴趣正在增加。

然而，由于沼气的生产方法，沼气通常由多种气体组成，这些气体并非全部都是可燃的，诸如例如CO₂。这降低了沼气的燃烧热，其中，对能够从沼气中分离CO₂的装置的兴趣正在增长。

与一系列这种类型的装置相关的现有技术被称为PSA，或者更确切地说是变压吸附(Pressure Swing Adsorption)。

在这种类型的装置中，沼气被引入到高压反应器中。反应器包含吸收CO₂的分子筛或过滤器，诸如例如沸石，其中气体在输出处具有低CO₂水平。然而，这种工艺倾向于使分子筛饱和。由于这个原因，反应器中的压力以预定的时间间隔被降低，允许分子筛释放所捕获的CO₂。此外，在后续阶段中，使反应器再次处于压力下并且其中的沼气流被恢复。这三个步骤通常被表示为吸收、再生和再加压。

PSA的特定形式包括VPSA，或者更确切地说真空变压吸附(Vacuum PressureSwing Adsorption)，其中在再生阶段期间施加真空或者无论如何低压。

前面简要描述的解决方案，尽管从多种角度(诸如例如大体上包含的成本和提高的可靠性)来看是可预测的(和预测的)，但仍然具有本发明旨在克服的缺点。

例如，这种类型的装置的关键问题之一涉及分子筛对湿气的吸收，这导致筛本身的效率的损失。

因此，本发明已经被构想为提供一种能够克服影响根据现有技术的装置和方法的问题的系统。

发明概述