СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ И ОЧИСТКИ МЕТАНА ИЗ БИОГАЗА

1. Способ выделения и очистки метана из биогаза, включающий этапы
сбора потока сырого биогаза, при этом поток сырого биогаза включает по меньшей мере метан, диоксид углерода, воду, сероводород и неметановые органические соединения (NMOC);
выполнения процедуры разделения потока сырого биогаза, при которой поток сырого биогаза разделяют на поток серосодержащих соединений и основной газовый поток, при этом поток серосодержащих соединений выводят из дальнейшей обработки, а основной газовый поток очищают от сероводорода;
адсорбирования жидкого потока неметановых органических соединений (NMOC) из основного газового потока, при этом жидкий поток NMOC удаляют из дальнейшей обработки, а основной газовый поток практически очищают от неметановых органических соединений;
выполнения процедуры разделения основного газового потока, при которой основной газовый поток разделяют на поток отходящего газа, в основном состоящий из диоксида углерода, азота и газообразного кислорода, и на поток продукта, состоящий главным образом из очищенного метанового газа;
выполнения процедуры адсорбирования потока отходящего газа с образованием тем самым удаляемого газового потока и потока рециркуляции; и
смешивания потока рециркуляции с основным газовым потоком после этапа выполнения процедуры разделения потока сырого биогаза и до этапа абсорбирования первого жидкого потока неметановых органических соединений (NMOC).
2. Способ выделения и очистки метана из биогаза по п.1, где указанный этап выполнения процедуры выделения основного газового потока дополнительно включает этапы получения потока рециркуляции и подачи потока рециркуляции в основной газовый поток после этапа выполнения процедуры выделения потока сырого биогаза и до этапа абсорбирования первого жидкого потока неметановых органических соединений (NMOC).
3. Способ выделения и очистки метана из биогаза по п.1, дополнительно включающий этап абсорбирования второго жидкого потока неметановых органических соединений (NMOC) из основного газового потока до указанного этапа выполнения процедуры выделения основного газового потока, при этом второй жидкий поток NMOC выводят из дальнейшей обработки, а основной газовый поток частично очищают посредством удаления абсорбированных неметановых органических соединений.
4. Способ выделения и очистки метана из биогаза по п.3, где указанный этап абсорбирования NMOC дополнительно включает этапы
использования абсорбционного раствора для абсорбирования NMOC и
термодинамической регенерации абсорбционного раствора в зависимости от точечного давления пара потока NMOC и абсорбционного раствора.
5. Способ выделения и очистки метана из биогаза по п.1, где указанный этап выполнения процедуры адсорбирования потока отходящего газа дополнительно включает этап приведения в контакт вышеуказанного потока отходящего газа с нанопористыми и/или микропористыми адсорбирующими материалами, избирательными в отношении метана и неметановых органических соединений (NMOC) и неизбирательными в отношении диоксида углерода, кислорода и азота.
2
6. Способ выделения и очистки метана из биогаза по п.1, где указанная процедура выделения потока сырого биогаза дополнительно включает этап использования твердого адсорбционного материала для захвата сероводорода (HS) для выведения из потока сырого биогаза.
2
7. Способ выделения и очистки метана из биогаза по п.1, где указанная процедура выделения потока сырого биогаза дополнительно включает этап использования деятельности аэробных бактерий для окисления неорганических серосодержащих соединений, в том числе сероводорода (HS), до элементарной серы или сульфатов для выведения из потока сырого биогаза.
8. Способ выделения и очистки метана из биогаза по п.1, где указанный этап адсорбирования жидкого потока неметановых органических соединений (NMOC) дополнительно включает этап использования адгезии молекул NMOC к поверхности и порам избирательных адсорбирующих материалов.
9. Способ выделения и очистки метана из биогаза по п.8, дополнительно включающий этап регенерации указанных избирательных адсорбирующих материалов путем воздействия указанных избирательных адсорбирующих материалов на несущий газ с контролем температуры и давления для обращения адгезии молекул NMOC к указанным избирательным адсорбирующим материалам с созданием, таким образом, смешанного газового потока-носителя NMOC.
10. Способ выделения и очистки метана из биогаза по п.9, дополнительно включающий этап конденсации NMOC из смешанного газового потока-носителя NMOC для формирования жидкого потока NMOC.
11. Система для выделения и очистки метана из потока биогаза, содержащая:
устройство для сбора потока сырого биогаза, при этом поток сырого биогаза включает метан, диоксид углерода, воду, сероводород и неметановые органические соединения (NMOC);
устройство для обработки потока сырого биогаза с направлением его части ниже по потоку в качестве основного газового потока для дальнейшей обработки;
устройство для выделения неметановых органических соединений (NMOC) из основного газового потока;
2
2
2
2
2
2
2
2
2
по меньшей мере одну установку для выделения газов CO, N, O, принимающую основной газовый поток ниже по потоку в отношении устройства для выделения неметановых органических соединений, при этом указанная по меньшей мере одна установка для выделения газов CO, N, O производит поток обогащенного метаном продукта и поток отходящего газа, обогащенный CO, N, O;
2
2
2
газоотводную установку короткоцикловой адсорбции (VPSAU), принимающую поток отходящего газа, обогащенный CO, N, O, при этом VPSAU продуцирует удаляемый газовый поток и поток рециркуляции VPSAU;
устройство для удаления удаляемого газового потока в атмосферу без сжигания удаляемого газового потока и
устройство для рециркуляции потока рециркуляции VPSAU выше по потоку по отношению к VPSAU.
12. Система для выделения и очистки метана по п.11, дополнительно содержащая скруббер для жидкой серы, расположенный между указанным потоком сырого биогаза и указанным основным газовым потоком.
13. Система для выделения и очистки метана по п.11, дополнительно содержащая окислитель серы аэробными бактериями, расположенный между потоком сырого биогаза и основным газовым потоком.
14. Система для выделения и очистки метана по п.11, где указанное устройство для выделения указанных неметановых органических соединений (NMOC) из указанного основного газового потока дополнительно содержит
устройство для использования абсорбционного раствора для абсорбирования NMOC и
устройство для термодинамической регенерации указанного абсорбционного раствора в зависимости от точечного давления пара потока NMOC и абсорбционного раствора.
15. Система для выделения и очистки метана по п.11, где указанная газоотводная установка короткоцикловой адсорбции (VPSAU) дополнительно содержит адсорбирующие материалы, избирательные в отношении метана и неметановых органических соединений (NMOC) и неизбирательные в отношении диоксида углерода, кислорода и азота.
16. Система для выделения и очистки метана по п.11, где указанное устройство для выделения неметановых органических соединений (NMOC) из основного газового потока дополнительно содержит устройство для адсорбирования NMOC с использованием адгезии молекул NMOC к поверхностям и порам избирательных адсорбирующих материалов.
17. Система для выделения и очистки метана по п.16, где вышеуказанное устройство для адсорбирования NMOC дополнительно содержит устройство для регенерации указанных избирательных адсорбирующих материалов путем воздействия указанных избирательных адсорбирующих материалов на несущий газ с контролем температуры и давления с изменением, таким образом, адгезии NMOC для формирования смешанного газового потока-носителя NMOC.
18. Система для выделения и очистки метана по п.17, где указанное устройство для адсорбирования NMOC дополнительно содержит устройство для конденсации NMOC из смешанного газового потока-носителя NMOC.
2
2
2
2
2
2
19. Система для выделения и очистки метана по п.11, где по меньшей мере одна указанная установка для выделения газов СО, N, О дополнительно содержит устройство для получения потока рециркуляции и для подачи потока рециркуляции обратно выше по потоку по меньшей мере в одну указанную установку для выделения газов СО, N, О.