[发明专利]通过结晶系统与液化交换器的组合提纯和液化生物气

权利要求书

1.由包含至少甲烷和二氧化碳的进料气体料流(1)生产液态甲烷的装置，其在所述气体料流的循环方向上包括：

-用于二氧化碳结晶的连续运行系统(5)，其包括与进料气体料流逆流的主要包含液态甲烷的料流(6)的循环，并且可产生富甲烷气体料流(7)，和

-用于液化离开结晶系统的富甲烷气体料流的交换器(8)。

2.根据权利要求1的装置，其特征在于所述装置包括，在结晶系统上游的可使进料气体料流达到-50℃至-85℃，优选-57℃至-75℃的温度的措施C。

3.根据权利要求2的装置，其特征在于所述进料气体料流包含水，且措施C包括并联布置的至少两个交换器(3a)和(3b)，所述交换器均伴随包括生产段和再生段的周期，其中在所述周期的每一时刻，有交换器在生产段中并且有交换器在再生段中。

4.根据权利要求2或3的装置，其特征在于其包括，在措施C上游的可使进料气体料流达到0℃至20℃，优选0℃至10℃的温度的措施C'(2)。

5.根据权利要求1至4之一的装置，其特征在于其包括：

-连接到结晶系统的下底部的管道，和

-安置在该管道上的可回收CO₂晶体的液相/固相分离系统。

6.根据权利要求1至5之一的装置，其特征在于所述进料料流在大气压至20巴，优选大气压至5巴的压力下。

7.由包含至少甲烷和二氧化碳的进料气体料流生产液态甲烷的方法，其使用如权利要求1至6之一中所述的装置，所述方法包括：

-通过将进料气体料流注入二氧化碳结晶系统而使进料气体料流中所含的二氧化碳结晶的连续阶段，所述结晶系统包括与进料气体料流逆流的主要包含液态甲烷的料流的循环；

-在所述结晶系统的上部回收气态甲烷的阶段；

-借助液化交换器将回收的甲烷液化的阶段；和

-在液化交换器的出口回收液态甲烷的阶段。

8.根据权利要求7的方法，其特征在于所述进料气体料流包含水并且所述方法包括，在结晶阶段前：

-通过将进料气体料流的温度降低到-57℃至-75℃的温度来降低进料气体料流中包含的水的浓度的阶段；和

-回收脱除水的进料气体料流的阶段。

9.根据权利要求8的方法，其特征在于降低水浓度的阶段包括在两个步骤中降低进料气体料流的温度：

-在第一个步骤期间将进料气体料流的温度降低到0℃至10℃的温度，和

-在第二个步骤期间将进料气体料流的温度降低到-57℃至-75℃的温度。

10.根据权利要求7至9之一的方法，其特征在于，在结晶阶段的过程中，进料气体料流的流速与逆流的液态甲烷料流的流速的比率使得形成的固体CO₂粒子被夹带到结晶系统的下底部。

11.根据权利要求9的方法，其特征在于：

-在结晶系统的下底部回收液态甲烷和固体CO₂粒子的混合物，

-分离所述混合物的液相和固相以回收固体CO₂粒子，和

-在相分离的出口回收呈现2ppm至1000ppm，优选5ppm至200ppm的二氧化碳含量的料流。

12.根据权利要求11的方法，其特征在于包含2ppm至1000ppm CO₂，优选5ppm至200ppmCO₂的液态甲烷料流在结晶系统中和/或在液化交换器中再循环。

13.根据权利要求11或12的方法，其特征在于固体CO₂粒子用于为液化交换器的冷却周期贡献冷。