[发明专利]用于通过二氧化碳的吸收和生物转化来生物产生氢气和/或甲烷的工艺

权利要求书

1.一种用于通过二氧化碳的吸收和生物转化来生物产生氢气和/或甲烷的工艺，所述工艺包括以下步骤：

(i)将二氧化碳引入到包含按体积计高达95％的包含一种或更多种产氢细菌的第一培养基的至少一个第一反应器中，并且在厌氧条件下保持在连续搅拌下，直到达到所述一种或更多种产氢细菌的生长的静止期，获得第一发酵培养基以及氢气和残余二氧化碳的气体混合物，其中所述一种或更多种产氢细菌选自由以下组成的组：拜氏梭菌、丁酸梭菌、双酶梭菌、生孢梭菌、类球红细菌、荚膜红细菌、阴沟肠杆菌、新阿波罗栖热袍菌和热纤亨盖特梭菌；

(ii)任选地从步骤(i)中获得的氢气和残余二氧化碳的所述气体混合物中分离所述氢气；

(iii)将步骤(i)中获得的氢气和残余二氧化碳的所述气体混合物引入到以下中的至少一种中：

a)至少一个第二反应器，所述至少一个第二反应器包含按体积计高达95％的包含一种或更多种产乙酸细菌的第二培养基；并且在厌氧条件下保持在连续搅拌下，获得第二发酵培养基和氢气，以及

b)至少一个第三反应器，所述至少一个第三反应器包含按体积计高达95％的包含一种或更多种产甲烷微生物的第三培养基；并且在厌氧条件下保持在连续搅拌下，获得第三发酵培养基和包含甲烷的气体混合物，

或

将在步骤(ii)中与所述氢气分离的所述残余二氧化碳引入到包含按体积计高达95％的包含一种或更多种产乙酸细菌的第二培养基的所述至少一个第二反应器中，并且在厌氧条件下保持在连续搅拌下，获得第二发酵培养基；

其中所述一种或更多种产乙酸细菌选自由以下组成的组：潮湿厌氧醋菌、Acetoanaerobium pronyense、Acetoanaerobium sticklandii、甲醇醋酸杆菌、热醋穆尔氏菌、食甲基丁酸杆菌、粘液真杆菌、热自养穆尔氏菌、Desulfosporosinus orientis和生产布劳特氏菌；并且

所述一种或更多种产甲烷微生物选自由以下组成的组：帕氏甲烷叶形菌、沃氏甲烷嗜热杆菌、热自养甲烷嗜热杆菌、马尔堡甲烷嗜热杆菌、巴氏甲烷八叠球菌、马氏甲烷八叠球菌、布氏甲烷杆菌、Methanothermobacter tenebrarum和嗜热甲烷八叠球菌。

2.根据权利要求1所述的工艺，其中在步骤(i)中，所述至少一个第一反应器的操作温度和压力分别低于40℃和低于250kPa。

3.根据权利要求1或2所述的工艺，其中在步骤(iii)中，所述至少一个第二反应器的操作温度和压力分别低于39℃和低于250kPa。

4.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中在步骤(iii)中，所述至少一个第三反应器的操作温度和压力分别低于75℃和低于500kPa。

5.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中在达到所述一种或更多种产氢细菌的静止生长期之后，步骤(i)包括以下另外的步骤：

(i.a)从所述至少一个第一反应器的顶部空间抽取氢气和残余二氧化碳的所述气体混合物；

(i.b)从所述至少一个第一反应器卸载一定体积的所述第一发酵培养基，直到达到所述一种或更多种产氢细菌在所述第一发酵培养基中的浓度不小于2g/l；

(i.c)在所述至少一个第一反应器内部装载按体积计的量的所述第一培养基，所述按体积计的量与步骤(i.b)中卸载的所述第一发酵培养基的体积相等；

(i.d)重新开始所述一种或更多种产氢细菌的生长，直到达到所述一种或更多种产氢细菌的所述静止生长期，并且重复步骤(i.a)至步骤(i.c)。

6.根据权利要求5所述的工艺，还包括(i.b’)将步骤(i.b)中卸载的所述第一发酵培养基分离成液体组分和固体组分的步骤。

7.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中将步骤(i)中获得的氢气和残余二氧化碳的所述气体混合物从所述第一反应器抽取并且储存在一个或更多个储罐中。