專利名稱:陶瓷膜重整器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種提高離子傳遞反應(yīng)器目的產(chǎn)物回收的方法。更具體地說,從反應(yīng)器的陽極側(cè)和陰極側(cè)兩處回收該目的產(chǎn)物,從而提高了目的產(chǎn)物的收率。
石油及石油化工公司在遠(yuǎn)至諸如極地區(qū)域和海底位置都發(fā)現(xiàn)了大量的天然氣。輸送其中主要由甲烷所組成的天然氣是很困難的,而且目前還不能使甲烷很經(jīng)濟(jì)地轉(zhuǎn)化為諸如氫的更有價(jià)值的產(chǎn)品,或轉(zhuǎn)化為能更經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行儲(chǔ)存和輸送的產(chǎn)品,諸如包括甲醇、甲醛和烯烴的液體燃料。一般,甲烷是被轉(zhuǎn)化為合成氣,它是一種使甲烷轉(zhuǎn)化為液體燃料的中間產(chǎn)物。合成氣屬于一種氫與一氧化碳的混合物,其H2/CO的摩爾比為約0.6至約6。
將甲烷轉(zhuǎn)化為合成氣目前是采用甲烷蒸汽重整或二氧化碳重整的方法實(shí)現(xiàn)的。甲烷蒸汽重整是一種吸熱反應(yīng)(1)此方法氫氣(H2)收率相當(dāng)高,每生成1摩爾的一氧化碳可產(chǎn)生3摩爾的氫氣。其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)要求加入大量熱能,使得這個(gè)方法不夠經(jīng)濟(jì)。
二氧化碳重整也是一種吸熱反應(yīng)過程(2)而且這種二氧化碳重整不如甲烷重整反應(yīng)那么有效,每生成1摩爾的一氧化碳僅產(chǎn)生1摩爾的氫。吸熱反應(yīng)要求輸入大量的熱能,也使該方法不夠經(jīng)濟(jì)。
另一種方法是一種可以利用離子傳導(dǎo)膜反應(yīng)器或混合傳導(dǎo)膜反應(yīng)器對(duì)甲烷進(jìn)行直接部分氧化的方法,其反應(yīng)方程(3)在離子或混合傳導(dǎo)膜反應(yīng)器中,將具有氧選擇性的固態(tài)電解質(zhì)膜置于含氧進(jìn)料物流與耗氧的,一般是含甲烷的產(chǎn)品流之間。“氧選擇性”指的是氧離子被傳遞穿過該膜,而其它元素,因此其離子,也都不能被傳遞穿過該膜。此固體電解質(zhì)膜是由無機(jī)氧化物制備的,典型的是經(jīng)鈣或釔穩(wěn)定過的鋯和其類似氧化物,通常具有螢石或鈣鈦礦石結(jié)構(gòu)。
在升高溫度下,一般超過500℃,優(yōu)選在溫度700-1200℃范圍,此固體電解質(zhì)膜含有可移動(dòng)的氧離子空穴,給氧離子選擇性的傳遞通過此材料提供了傳導(dǎo)位點(diǎn)。因?yàn)樵撃ぶ辉试S氧傳遞,所以它們就起到了對(duì)氧有無限選擇性的膜作用,因而在空氣分離方法中的應(yīng)用非常引人注意。
在離子型系統(tǒng)中,此膜只傳遞氧離子,而在方程3過程中氧所釋放的兩個(gè)電子則是通過外電場(chǎng)才被傳遞穿過該膜的。
麻贊尼克(Mazanec)等人在美國(guó)專利USP 4,793,904中披露了一種兩側(cè)涂敷電子傳導(dǎo)層的離子傳遞膜,在此整體引以參考。含氧氣體與該膜的一側(cè)接觸。將氧離子傳遞穿過此膜至另一側(cè),在此另一側(cè)使之與甲烷或類似的烴類反應(yīng),生成合成氣。由氧離子釋放的電子流經(jīng)此傳導(dǎo)層至外部電路,并可利用其產(chǎn)生電力。
在混合型傳導(dǎo)膜中,膜是一種具有選擇性傳遞氧離子和電子能力的雙相陶瓷。對(duì)這種類型的膜無需提供除去由氧離子所釋放的電子的外部電場(chǎng)。在美國(guó)專利USP 5,306,411中,麻贊尼克(Mazanec)等人披露了混合導(dǎo)體型膜的應(yīng)用,在此作為整體引以參考。該膜在鈣鈦礦石結(jié)構(gòu)中有兩種固相一相供氧離子傳遞和第二相供電子傳導(dǎo)。還披露了氧離子傳遞有利于形成合成氣和矯正諸如NOx和SOx的煙氣。
在美國(guó)專利USP 5,573,737中,巴拉山德仁(Balachandran)等人也公開了一種離子或混合傳導(dǎo)膜在分離氧和此后使氧離子與甲烷反應(yīng)生成合成氣方面的應(yīng)用。
部分氧化反應(yīng)屬于放熱反應(yīng),一旦引發(fā)后,就無需另外輸入熱能。但是,每生成1摩爾二氧化碳產(chǎn)生兩摩爾氫,比常規(guī)甲烷蒸汽重整達(dá)到的收率(見方程1)低33%。
哥茨曼(Gottzmann)等人于1997年4月29日提交和一般轉(zhuǎn)讓的,題為“利用固體電解質(zhì)膜產(chǎn)氫的方法”的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?8/848,200中,公開了利用離子傳導(dǎo)膜與另外的設(shè)備或過程的組合,以提高收率或效率,在此整體引以參考。將氧選擇性離子傳遞膜和質(zhì)子(氫離子)選擇性膜結(jié)合起來,增加氫氣產(chǎn)量。氧離子經(jīng)傳遞穿過氧選擇性膜,與烴類反應(yīng),形成合成氣。此合成氣與選擇性地傳遞氫離子的質(zhì)子選擇性膜接觸,受到重整而成為氫氣。
德爾訥維奇(Drnevich)等人于1997年4月29日提交和一般轉(zhuǎn)讓的,題為“利用與燃?xì)馔钙浇M合的固體電解質(zhì)膜生產(chǎn)氧化產(chǎn)物和發(fā)電方法”的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?8/848,258中,公開了用燃?xì)馔钙脚c離子傳導(dǎo)膜的組合,在此整體引以參考。含氧燃?xì)饬髋c氧離子選擇性傳遞膜接觸。通過此膜傳遞的氧離子被用于產(chǎn)生氧化產(chǎn)物。耗過氧的進(jìn)料物流,在發(fā)熱反應(yīng)過程受熱,而被傳送至升高溫度的燃?xì)馔钙饺紵髦小?br>
采用反應(yīng)器外已經(jīng)諸如蒸餾或變壓吸附(PSA)法分離出的氧,進(jìn)行直接部分氧化也是可能的。常規(guī)催化化學(xué)反應(yīng)器可用于該反應(yīng),這種情況就不必用膜。也可不用氧,而用空氣直接進(jìn)行部分氧化,但此過程不太經(jīng)濟(jì)。
盡管上述組合提高了直接部分氧化反的應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理性,但該方法仍需提高其所達(dá)到的收率,使之近似相當(dāng)于甲烷蒸汽重整方法的水平。
因此,本發(fā)明目的在于提供一種能夠提高離子傳遞反應(yīng)器目的產(chǎn)物產(chǎn)量的方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種能夠提高甲烷直接部分氧化的氫氣產(chǎn)量的方法。
本發(fā)明還有另一目的在于,同時(shí)利用離子傳遞膜兩側(cè)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),提高目的產(chǎn)物的產(chǎn)量。本發(fā)明進(jìn)一步的目的還在于,提供這樣的目的產(chǎn)物,同時(shí)又提供有用的副產(chǎn)物。這些副產(chǎn)物可包括,但不局限于,二氧化碳、一氧化碳、氮?dú)?、氬氣、電能、和其組合。
本發(fā)明包括一種提高離子傳遞反應(yīng)器目的產(chǎn)物產(chǎn)量的方法。按照這種方法,它提供了一種內(nèi)裝氧選擇性離子傳遞膜的離子傳遞反應(yīng)器。氧選擇性離子傳遞膜的一側(cè)為陰極側(cè),另一側(cè)為陽極側(cè)。含化學(xué)結(jié)合態(tài)目的產(chǎn)物的供氧第一進(jìn)料物流被輸送至處于第一氧分壓下的陰極側(cè)。同時(shí),含化學(xué)結(jié)合態(tài)目的產(chǎn)物如氫的受氧第二進(jìn)料物流,則被輸送至陽極側(cè),在陽極側(cè)建立起第二氧分壓。所選擇第一氧壓要高于第二氧分壓。氧選擇性離子傳遞膜操作在溫度足以促使氧離子傳遞穿過該膜的高溫之下。將第一進(jìn)料中得到的元素氧傳遞穿過此膜,與第二進(jìn)料物流反應(yīng)。然后在此離子傳遞反應(yīng)器的陰極側(cè)回收第一產(chǎn)物流。此第一產(chǎn)物流含有第一部分的目的產(chǎn)物。第二產(chǎn)物流則在陽極側(cè)加以回收,并含有第二部分的目的產(chǎn)物。第一部分與第二部分合并在一起即為全部目的產(chǎn)物。由第一和第二部分合并的目的產(chǎn)物的百分轉(zhuǎn)化率,優(yōu)選超過單獨(dú)由第二進(jìn)料物流所能得到的轉(zhuǎn)化率,因而增加了目的產(chǎn)物的產(chǎn)量。
在一組優(yōu)選實(shí)施方案中,供氧第一進(jìn)料物流含有至少選自NOx、水蒸汽、二氧化碳及其組合的一種組份,而受氧第二進(jìn)料物流至少含有選自含氫反應(yīng)物、含碳反應(yīng)物和其組合的一種組份。
在另一組優(yōu)選實(shí)施方案中,該反應(yīng)器操作在超過500℃的溫度下。在又另外一組實(shí)施方案中,氫氣作為目的產(chǎn)物是從第一部分和第二部分兩者中分開的。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員,根據(jù)下述優(yōu)選實(shí)施方案和附圖是可以明白其它目的,其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn),其中
圖1說明按照本發(fā)明作為重整反應(yīng)器操作的混合導(dǎo)體離子傳遞膜的橫截面示意圖;圖2為說明由圖1混合導(dǎo)體離子反應(yīng)器陰極側(cè)生產(chǎn)氫氣的工藝流程圖;圖3為說明由圖1混合離子傳遞反應(yīng)器的陽極側(cè)分離氫氣及二氧化碳的第一種方法的工藝流程圖;圖4為說明由圖1混合離子反應(yīng)器的陽極側(cè)分離氫氣及二氧化碳的另一種方法的工藝流程圖;圖5為說明由圖1混合離子傳遞反應(yīng)器的陽極側(cè)獲得一氧化碳的第一種方法的工藝流程圖;圖6為說明由圖1混合離子傳遞反應(yīng)器的陽極側(cè)獲得氫氣及二氧化碳兩者的方法的工藝流程圖;圖7說明由圖1混合離子傳遞反應(yīng)器的陽極側(cè)獲得二氧化碳、氫氣及一氧化碳的方法;圖8說明含氧選擇性混合離子傳遞膜和質(zhì)子選擇性混合離子傳遞膜二者的化學(xué)反應(yīng)器的橫接側(cè)面示意圖;圖9說明圖8反應(yīng)器的沿圖8中線9-9的橫截端面示意圖;圖10是說明本發(fā)明方法提高由甲烷制氫產(chǎn)量的工藝流程圖;圖10A是說明圖10方法的另一種排列的一部分圖;以及圖11說明按照本發(fā)明方法操作的熱中性混合離子傳遞反應(yīng)器的橫截面示意圖。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法包括提供一種包含具有陰極側(cè)和陽極側(cè)的氧選擇性離子傳遞陶瓷膜,并按陶瓷膜重整器進(jìn)行操作的離子傳遞反應(yīng)。將含化學(xué)結(jié)合態(tài)目的產(chǎn)物的供氧進(jìn)料物流輸送至陰極側(cè),同時(shí)將含化學(xué)結(jié)合態(tài)氫的受氧進(jìn)料物流輸送至陽極側(cè),可以從陽極側(cè)和陰極側(cè)二側(cè)產(chǎn)出的物流中分離出目的產(chǎn)物。從這樣的陶瓷膜重整器中出來這兩個(gè)單獨(dú)產(chǎn)出物流中得到目的產(chǎn)物的總量超過了單獨(dú)從二者之一的物流中所得到的總量。
圖1用橫截面示意圖說明本發(fā)明方法按陶瓷膜重整器操作的一種離子傳遞反應(yīng)器10。盡管此離子傳遞反應(yīng)器10屬于混合導(dǎo)體型,但可以利用一種離子傳導(dǎo)膜反應(yīng)器,而不致對(duì)本發(fā)明方法產(chǎn)生很大影響。膜操作于分壓梯度下是優(yōu)選的,因?yàn)闊o需外力來推動(dòng)氧分離。但是,可以利用外電路電流來推動(dòng)離子傳遞穿過此密致膜,而不致影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。盡管增加外電路電流要求額外的設(shè)備及投資,但基本上未改變工藝經(jīng)濟(jì)性。
在離子傳遞反應(yīng)器10內(nèi)配置的是一種氧選擇性離子傳遞膜12。此氧選擇性離子傳遞膜12有陰極側(cè)14和陽極側(cè)16。
此氧選擇性離子傳遞膜12是按照固體氧化物密質(zhì)壁混合或雙相導(dǎo)體,或另外按照支撐于孔隙底物上的固體氧化物膜混合或雙相導(dǎo)體構(gòu)成。當(dāng)保持由離子傳遞膜兩側(cè)氧分壓比例所引起的跨越此離子傳遞膜表面的化學(xué)電位差時(shí),在氧分壓為主和溫度約500℃至1200℃范圍的條件下,離子傳遞材料具有傳遞氧離子和電子的能力。離子傳遞膜適宜材料包括鈣鈦礦石類和雙相金屬-金屬氧化物一些組合,如表1所列。在許多應(yīng)用場(chǎng)合下,由于氧選擇性離子傳遞膜12陽極側(cè)16上的反應(yīng)環(huán)境常常造成氧分壓非常低,表1中的含鉻的鈣鈦礦石可能是優(yōu)選材料,因?yàn)檫@些材料在低氧分壓的環(huán)境下趨于穩(wěn)定。在非常低的氧分壓下,含鉻的鈣鈦礦石是用化學(xué)方法分解不了的。
任選地是,可將孔隙催化劑層,也可能是由同樣鈣鈦礦石制成的,添加至該氧傳遞膜的一側(cè)或兩側(cè),以增強(qiáng)氧表面交換及增強(qiáng)表面化學(xué)反應(yīng)。另一方面,例如也可以將鈷摻入氧選擇性離子膜的表面層,以增強(qiáng)表面交換動(dòng)力學(xué)。
表1氧離子導(dǎo)體材料
此離子傳遞反應(yīng)器操作在足夠高溫之下,以促使氧傳遞穿過氧選擇性離子傳遞膜。操作溫度至少為500℃,優(yōu)選在約700至約1200℃的范圍,最優(yōu)選在約800℃至約1000℃的范圍。
在操作過程中,供氧第一進(jìn)料物流18被輸送至第一反應(yīng)器或反應(yīng)室20,與氧選擇性離子傳遞膜12的陰極側(cè)14接觸。供氧第一進(jìn)料物流18可以是任何含化學(xué)結(jié)合態(tài)目的產(chǎn)物的氣體組合物。它包括在離子傳遞反應(yīng)器操作溫度下為氣體的組合物,甚至在室溫下為不同狀態(tài)的氣體組合物,例如蒸汽。對(duì)于第一進(jìn)料物流18的典型組合物包括NOx(其中x為0.5至2)、水蒸汽、二氧化碳和其混合物。
輸送受氧第二進(jìn)料物流22至連接氧選擇性離子傳遞膜12陽極側(cè)16的第二反應(yīng)槽或反應(yīng)室24,與輸送供氧第一進(jìn)料物流18至在氧選擇性離子傳遞膜12陰極側(cè)14的第一反應(yīng)槽20是同時(shí)進(jìn)行的。此受氧第二進(jìn)料物流22為任何適宜的含化學(xué)結(jié)合態(tài)氫的氣態(tài)物流。受氧第二進(jìn)料物流的典型組分包括含氫反應(yīng)物、含碳反應(yīng)物和其組合。更為優(yōu)選的是形式為CxHy的輕質(zhì)烴,其中x在1至5之間,y在4至12之間。最優(yōu)選的是甲烷。
供氧第一進(jìn)料物流18和受氧第二進(jìn)料物流22二者還都可包括不反應(yīng)的稀釋劑和吹掃氣體,如氮、氬、蒸汽或二氧化碳。盡管少部分引入的蒸汽或二氧化碳會(huì)參與反應(yīng),但大部分的引入氣體不會(huì)反應(yīng),因此蒸汽和二氧化碳起到的是吹掃氣體的作用,而不是反應(yīng)氣體。
包含在供氧進(jìn)料物流18中的含氧分子26,穿過陰極側(cè)的進(jìn)口28,進(jìn)入離子傳遞反應(yīng)器10。含氧分子26的元素氧30在氧選擇性離子傳遞膜12的陰極側(cè)14受到解離。元素氧,以氧離子(O--)的形式,經(jīng)氧選擇性離子傳遞膜12,輸送至陽極側(cè)16,如箭頭31所示。氧被耗過(depleted)的分子32,經(jīng)陰極出口34,離開傳遞反應(yīng)器10,作為第一產(chǎn)物流36,也可稱為滯留物,也就是保留于氧選擇性離子傳遞膜12的陰極側(cè)14上的組分。
“元素氧”指的是未與周期表其它元素結(jié)合的氧。盡管氧一般為雙原子的形式,此處的術(shù)語“元素氧”是要包括單氧原子、三原子的臭氧,和未與其它元素結(jié)合的其它形式。
元素氧30以氧離子(O--)形式由晶格空缺傳遞,經(jīng)氧選擇性離子傳遞膜12,而被傳送至陽極側(cè)16。元素氧30’只要在第二反應(yīng)槽24中,就會(huì)與受氧第二進(jìn)料物流22中所包含的耗氧分子38反應(yīng)。在氧化反應(yīng)過程中,氧離子交出電子40,該電子接著按箭頭41所示方向,被傳遞通過氧選擇性離子傳遞膜12,供給陰極側(cè)14與元素氧30結(jié)合,形成氧離子。反應(yīng)產(chǎn)物42、43一般包括含氧分子42,如CO及CO2,和氫氣43二者。反應(yīng)產(chǎn)物42、43經(jīng)陰極出口44,離開此反應(yīng)器10,作為第二產(chǎn)物流46。第二產(chǎn)物流46也被稱之為滲透物,即指包括經(jīng)傳遞通過氧選擇性離子傳遞膜12的氧的那些組分。
盡管圖1說明了供氧第一進(jìn)料物流18與受氧第二進(jìn)料物流22逆流流動(dòng)的關(guān)系,但在某些場(chǎng)合下也可應(yīng)用并流流動(dòng)。
流通率,即氧離子傳遞穿過氧選擇性離子傳遞膜12的速率,是通過第一反應(yīng)槽20(第一Opp)的組分與第二反應(yīng)槽24(第二Opp)的組分間氧分壓(Opp)差而驅(qū)動(dòng)的。最好是使此流率達(dá)到最大。優(yōu)選地是,第一Opp與第二Opp之差至少1000倍,更優(yōu)選為此差大小在1010和1015倍之間。例如,第一Opp可以為0.1大氣壓,而第二Opp可以為10-14大氣壓。
為降低第二Opp,可在受氧第二進(jìn)料物流22中包含一種易于分離的稀釋劑或吹掃氣體如蒸汽。
另一方面,流通率可以用電力方法驅(qū)動(dòng)。當(dāng)穿過膜的流通是通過電力方法驅(qū)動(dòng)時(shí),并不要求有氧分壓梯度,因此,對(duì)于這另一種情況,第一Opp并不總是大于第二Opp的。
本發(fā)明方法提供一種有效提高氫收率和控制第一產(chǎn)物流36和第二產(chǎn)物流46中氣體組成的方法。采用在氧選擇性離子傳遞膜12的陰極側(cè)14加如蒸汽的方法,可以使每分子甲烷的氫收率提高至50%。同樣,采用在該陰極側(cè)加如CO2的方法,也可使一氧化碳的收率成倍增加。
當(dāng)向陰極側(cè)加蒸汽時(shí),陰極側(cè)反應(yīng)為(4)和陽極側(cè)反應(yīng)為(3)綜合方程(3)及(4)得(1)當(dāng)向陰極側(cè)添加二氧化碳時(shí),陰極側(cè)反應(yīng)為(5)和在陽極側(cè)的反應(yīng)為(3)綜合方程(5)及(3)得(2)CO2在陰極側(cè)的分解和在陽極側(cè)的部分氧化反應(yīng),二者均產(chǎn)生CO。由于CO來自CO2及CH4,在產(chǎn)出物中的CO摩爾收率就超過了甲烷的摩爾加入量。
陽極側(cè)的反應(yīng)是放熱的,因而需要移出熱量,以穩(wěn)態(tài)操作。大部分的熱量是通過產(chǎn)物氣體移出的,有一些要通過熱交換移出,還有一部分屬于損失。陰極側(cè)的反應(yīng)是吸熱的,對(duì)陽極側(cè)要提供散熱器移出熱量,這樣構(gòu)成了對(duì)陶瓷膜反應(yīng)器進(jìn)行熱控制??蓪⒄羝⑷胫练磻?yīng)器的過熱點(diǎn),增加移出熱量。此外,在蒸汽引入至反應(yīng)器之前,可對(duì)蒸汽進(jìn)行預(yù)熱,以便能夠達(dá)到所需溫度水平。這樣添加蒸汽能夠提高氫收率。過熱點(diǎn)發(fā)生于該膜陽極側(cè)有泄漏之處,或發(fā)生在局部氧通量高,導(dǎo)致完全燃燒,而不是部分燃燒的區(qū)域。要針對(duì)反應(yīng)器特定區(qū)域,造成移出熱量的機(jī)會(huì),使溫度更加均勻和降低熱應(yīng)力---膜破損原因之一,才能大大改善反應(yīng)器的控制及操作,以及延長(zhǎng)膜的使用壽命??刂剖侄伟囟葌鞲衅鳎⒖衫梅答伩刂苹芈分形⑻幚砥?,裝在熱傳遞設(shè)備上,來調(diào)節(jié)局部溫度達(dá)到所需水平,如同美國(guó)專利USP 5,547,494所示的反饋控制。與僅僅通過反應(yīng)器壁熱傳遞方法不同,這里所述的熱傳遞方法,是提供對(duì)過熱快速響應(yīng),來調(diào)節(jié)反應(yīng)器內(nèi)的熱量。
普玻爾(Publ,E.P)等人,在美國(guó)專利申請(qǐng)No.778,069中的“用于固體電解質(zhì)膜氣體分離的反應(yīng)性清洗”(1995年12月5日提交,序號(hào)08/567,699)中,披露了一種反應(yīng)性清洗的裝置,在此引以參考。在1997年4月29日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?8/848,204,“固體電解質(zhì)離子導(dǎo)體反應(yīng)器設(shè)計(jì)”中,披露了利用反應(yīng)清洗的用于離子傳遞模式的優(yōu)選結(jié)構(gòu),在此引以參考。兩申請(qǐng)均一般為本申請(qǐng)所承認(rèn)。
如果所有滲透穿過膜的氧都是通過水或二氧化碳獲得的,則整個(gè)過程就是吸熱的。圖11說明了一種達(dá)到熱中性反應(yīng)器的方法。氧,優(yōu)選以空氣的形式,加入至第二氧選擇性離子傳遞膜12’的陰極側(cè)172。氧離子滲透穿過第二氧選擇性傳遞膜12’,并在陽極側(cè)176與甲烷174進(jìn)行放熱反應(yīng)。由于部分氧化反應(yīng)產(chǎn)生熱量,又無水或二氧化碳的吸熱分解,這種反應(yīng)就將熱量傳給系統(tǒng)。
采用此后更為詳細(xì)描述的方法,第一部分的目的產(chǎn)物通過第一產(chǎn)品物流36回收,第二部分產(chǎn)品通過第二產(chǎn)品物流46回收。典型的目的產(chǎn)物是氫氣。從第一產(chǎn)品物流回收的第一部分產(chǎn)品與從第二產(chǎn)品物流回收的第二部分產(chǎn)品之和,就是整個(gè)目的產(chǎn)物。將第一部分和第二部分合在一起所得到目的產(chǎn)物的數(shù)量,超過了單獨(dú)用第一進(jìn)料物流或單獨(dú)用第二進(jìn)料物流所能得到的目的產(chǎn)物的數(shù)量,尤其是超過單獨(dú)用第二進(jìn)料物流所能得到的,因此提高了目的產(chǎn)物產(chǎn)量。
參閱圖2至圖7,將會(huì)對(duì)本發(fā)明方法理解得更好。參閱圖2,將供氧第一進(jìn)料物流18輸送至離子傳遞反應(yīng)器10陰極側(cè)14的第一反應(yīng)槽20。在進(jìn)入第一反應(yīng)槽20之前,將供氧第一進(jìn)料物流優(yōu)選加熱至約600℃至約1200℃的溫度范圍,更優(yōu)選至約900℃??刹捎萌魏芜m宜的手段加熱供氧第一進(jìn)料物流18,但優(yōu)選地是,有效利用在第二反應(yīng)槽24中發(fā)生的放熱反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量,換熱器48在熱量上采用將引入的供氧第一進(jìn)料物流18與第二產(chǎn)物流46進(jìn)行配對(duì)。
在第一實(shí)施方案中,供氧第一進(jìn)料物流18包括蒸汽,蒸汽與氧選擇性離子傳遞膜12接觸,部分地解離為氫和氧離子。元素氧離子經(jīng)傳遞穿過氧選擇性離子傳遞膜12至陽極側(cè)16。第一產(chǎn)品物流36含有氫氣和未解離的水,經(jīng)任何適宜的冷卻手段加以冷卻,優(yōu)選通過與引入的受氧第二進(jìn)料物流22配對(duì)的熱交換器50進(jìn)行冷卻。然后將溫度降低了的第一產(chǎn)品物流36’輸送至任何能有效分離大部分氫氣中水份的設(shè)備??梢岳靡环N聚結(jié)器(coaleser)52。再用任何適宜手段如吸附干燥54的方法,對(duì)基本為純氫的第一產(chǎn)物流36”進(jìn)行進(jìn)一步干燥,即得到在本實(shí)施方案中經(jīng)分離的第一部分目的產(chǎn)物56氫和廢物流59。
在較高壓力下,如在10至50巴大小的壓力下,供給蒸汽作為供氧第一進(jìn)料物流,可在高壓下產(chǎn)出經(jīng)分離的第一部分氫56。
在一另外實(shí)施方案中,供氧第一進(jìn)料物流18可以是二氧化碳,此時(shí)分離的第一部分產(chǎn)物為一氧化碳。在又一另外實(shí)施方案中,供氧第一進(jìn)料物流18可以是一種如NOx的污染物,此處x一般為0.5至2。在此實(shí)施方案中,分離的第一部分56為氮?dú)?,而得不到有?jīng)濟(jì)價(jià)值的氫氣或一氧化碳。但是,這另一實(shí)施方案也是有價(jià)值的,因?yàn)樗軌虼嫖廴究刂品椒?,?duì)于除去NOx是必要的,而且向第二反應(yīng)槽24提供元素氧可進(jìn)一步增加其價(jià)值。
上述每一組另外實(shí)施方案,均利用了作為供氧第一進(jìn)料物流的含氧分子,含氧分子在氧選擇性離子傳遞膜12的陽極側(cè)解離,并將氧離子傳遞至第二反應(yīng)槽24內(nèi)的陽極側(cè)16上進(jìn)行反應(yīng)。而且向第二反應(yīng)槽24提供的是一種受氧第二進(jìn)料物流22,視目的產(chǎn)物而定,它可以是含氧反應(yīng)物、含碳反應(yīng)物,或?yàn)槠浣M合。優(yōu)選地是,此受氧第二進(jìn)料物流為CxHy型的輕質(zhì)烴,其中x在1至5間。最優(yōu)選地是,受氧第二進(jìn)料物流22是天然氣,或含大量甲烷或甲烷氣體的油井氣或工業(yè)產(chǎn)生的氣體。
在受氧第二進(jìn)料物流中還可加入水和二氧化碳,尤其在希望生成合成氣時(shí)。受氧第二進(jìn)料物流22,在輸送至第二反應(yīng)槽24中之前,優(yōu)選要進(jìn)行加熱。加熱受氧第二進(jìn)料物流的一種典型方法是,使之在換熱器50中與第一產(chǎn)物流36進(jìn)行熱交換配對(duì)。再將預(yù)熱后的受氧第二進(jìn)料物流22’輸送至第二反應(yīng)槽24,進(jìn)行部分氧化反應(yīng)(3)形成合成氣。第二反應(yīng)物流46流出第二反應(yīng)槽,并優(yōu)選用任何適宜方法加以冷卻,如經(jīng)換熱器48用流入的供氧第一進(jìn)料物流進(jìn)行熱交換的配對(duì)。
盡管對(duì)氫氣產(chǎn)量進(jìn)行最佳化是可優(yōu)選的,但離子傳遞膜12與各種各樣的工藝進(jìn)行組合,會(huì)使目的產(chǎn)物收率提高,或使工藝更為經(jīng)濟(jì)。
如圖3所示,可將第二產(chǎn)物流46輸送至燃燒器58,使之在空氣63存在下點(diǎn)燃,產(chǎn)生熱量65。這部分熱量可用于加熱本工藝或其它工藝的其它部件,產(chǎn)生蒸汽或電能。對(duì)于此實(shí)施方案,由于在陽極側(cè)不需化學(xué)產(chǎn)品,可利用低品質(zhì)燃料作為受氧第二進(jìn)料物流。
如果希望氫氣產(chǎn)量最大,可用氫分離器60接受在輸送至燃燒器58之前的第二產(chǎn)物流,以產(chǎn)出氫氣流61,如圖虛線框所示。適宜的氫分離器60包括PSA裝置和於下將更加詳細(xì)描述的質(zhì)子選擇性離子傳遞膜。
燃燒器58的廢氣62可用任何適宜的方法進(jìn)行冷卻,如換熱器64。冷卻后廢氣62’在除去游離水67后,再通過聚結(jié)器66加以干燥。除去了游離水的廢氣62”再進(jìn)一步加以凈化,以回收二氧化碳71。進(jìn)一步凈化可用也可產(chǎn)生廢物流69的胺處理裝置68。
圖4說明另一最大量生產(chǎn)氫氣的實(shí)施方案。將第二產(chǎn)物流46提供給第一水煤氣變換反應(yīng)器70。借助添加蒸汽73,發(fā)生下述反應(yīng)(6)水煤氣變換反應(yīng)是放熱的,過量反應(yīng)熱要用該工藝的其它部分除去。任選地是,如虛線方框所示,第二水煤氣變換反應(yīng)器72可接著跟在第一水煤氣變換反應(yīng)器70之后,并使水煤氣變換反應(yīng)分兩段進(jìn)行,因?yàn)樵谳^高的溫度下該反應(yīng)速率較快,而在較低溫度下,其平衡轉(zhuǎn)化率較高。
然后例如通過換熱器76冷卻水煤氣變換的反應(yīng)產(chǎn)物74,并分離為二氧化碳75和氫氣79。二氧化碳的凈化可以采用任何適宜的方法,如利用可產(chǎn)生廢物流77的胺處理裝置68a。任何適宜的氫氣分離器60a諸如PSA或質(zhì)子傳導(dǎo)膜等均可用類回收氫氣79。氫氣分離器的產(chǎn)出物含有氫氣和二氧化碳,具有相當(dāng)高的熱值。氫氣分離器的產(chǎn)出物76可以送至燃燒器,回收熱量或產(chǎn)生供該工藝的蒸汽,或循環(huán)于其它工藝之中,如送至該受氧第二進(jìn)料物流22。如果產(chǎn)出物的氫和一氧化碳含量很高,此氫分離器的產(chǎn)出物76可取出送至第二產(chǎn)物流。
再回過來參看圖2,當(dāng)蒸汽用于供氧第一進(jìn)料物流18和甲烷用作受氧第二進(jìn)料物流22時(shí),在組合的第一產(chǎn)物流36和第二產(chǎn)物流46中,氫對(duì)一氧化碳的比例近似于對(duì)常規(guī)蒸汽甲烷重整可達(dá)到的3/1的比例。如果以二氧化碳用作為氧源,氫/一氧化碳比例近似于常規(guī)二氧化碳甲烷重整所達(dá)到的1/1比例。這樣可通過控制離子傳遞反應(yīng)器10的陰極側(cè)14蒸汽對(duì)二氧化碳進(jìn)口比例和進(jìn)口空氣流量,很好地控制此二極限之間產(chǎn)物氣體中的化學(xué)計(jì)量比。這些比例也可以通過用另外的烴替代甲烷的方法加以改變,但是,一般預(yù)計(jì)其經(jīng)濟(jì)效益將會(huì)下降,因?yàn)榧淄椴疟徽J(rèn)為是最便宜的烴。
對(duì)于圖5,第二產(chǎn)物流46還可通過分離器60b放出氫81和通過吸附、滲透或蒸餾78凈化一氧化碳83。所產(chǎn)生的氫和一氧化碳還可以接任何應(yīng)用場(chǎng)合所需的比例進(jìn)行調(diào)和,因?yàn)檫@兩種氣體是分別獲得的。這個(gè)實(shí)施方案要求輸入這里所述任何產(chǎn)熱工藝所能獲得的熱能。
如果不需補(bǔ)充氫氣,而二氧化碳是目的產(chǎn)物,則可利用如圖6所述的第二離子傳遞反應(yīng)器80。將第二產(chǎn)物流46輸送至氧選擇性離子傳遞膜84的陽極側(cè)82。將供氧氣體如空氣作為進(jìn)料物流86,提供至該氧選擇性離子傳遞膜84的陰極側(cè)88,并產(chǎn)生一種氧被耗盡的物流95。將進(jìn)料物流86解離的元素氧傳遞穿過氧選擇性離子傳遞膜,并將氧離子提供給第二產(chǎn)物流46。在放熱反應(yīng)中,包含在第二產(chǎn)物流46中的一氧化碳被轉(zhuǎn)化為二氧化碳。含二氧化碳的物流再通過如換熱器92加以冷卻,并通過聚結(jié)器66c除去水分85。二氧化碳再用如胺處理裝置68c進(jìn)一步加以凈化及/或干燥,并回收二氧化碳產(chǎn)物89,同時(shí)一般均放出廢物流87。
如果第二離子傳遞反應(yīng)器80陽極側(cè)82的產(chǎn)出物90要被轉(zhuǎn)化為合成氣,則按照?qǐng)D7對(duì)產(chǎn)出物90進(jìn)行處理。此產(chǎn)出物首先經(jīng)過冷卻,如采用換熱器94,并用如聚結(jié)器66d除去水分91。干燥器54d可基本除去所有殘余游離水92,并再通過二氧化碳凈化器,如用胺處理裝置68d除去二氧化碳93,作為廢物或目的產(chǎn)物。氫分離器60d產(chǎn)生一種氫氣物流97,作為產(chǎn)出的產(chǎn)物。一氧化碳凈化器78產(chǎn)生一氧化碳產(chǎn)出物101和廢物流99。
圖3、4及7說明一種氫分離器,它是作為一種單元獨(dú)立于離子傳遞反應(yīng)器的。氫分離器與離子傳遞反應(yīng)器的結(jié)合,以形成組合反應(yīng)器96,如圖8及9所示,均在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
這種組合反應(yīng)器96有一個(gè)帶陰極側(cè)107及陽極側(cè)108的管式氧選擇性離子傳遞膜106。第一反應(yīng)槽或室20經(jīng)管道103接受供氧第一進(jìn)料物流18’,和將由此供氧第一進(jìn)料物流18所解離出的元素氧經(jīng)氧選擇性離子傳遞膜106傳遞至被外殼115包住的第二反應(yīng)槽24’,并與氧選擇性離子傳遞膜106的陽極側(cè)108和質(zhì)子傳導(dǎo)膜100的陽極側(cè)98進(jìn)行流體交換。元素氫104,類似于上述元素氧,是未與周期表中任何其它元素結(jié)合的氫。元素氫在質(zhì)子傳導(dǎo)膜100的陽極側(cè)98遭到解離,并作為氫離子(質(zhì)子)傳遞通過此質(zhì)子傳導(dǎo)膜。此質(zhì)子聚集于第三反應(yīng)槽109,并在反應(yīng)槽109結(jié)合形成氫氣,作為產(chǎn)物113。
質(zhì)子傳導(dǎo)膜100為任何形式的能選擇性地傳導(dǎo)氫或質(zhì)子的材料,如鈀基材料和陶瓷。表2列出了應(yīng)用于組合離子/質(zhì)子傳遞反應(yīng)器96的質(zhì)子傳導(dǎo)陶瓷的幾個(gè)實(shí)施例。這些材料可與表1、USP 5,702,999(麻贊尼克等人(Mazanic))及5,712,220(卡若蘭等人(Carolan))及5,733,435(普拉薩德等人(Prasad))所列的那些材料形成對(duì)照。
表2
在組合反應(yīng)器96中,氧選擇性離子傳遞膜106及質(zhì)子傳導(dǎo)膜100二者優(yōu)選都是混合導(dǎo)體,但是如果需要,可以將外電極與外電路與傳導(dǎo)連接以傳導(dǎo)電子。當(dāng)供氧第一進(jìn)料物流18’是蒸汽時(shí),元素氧102傳遞穿過氧選擇性離子傳遞膜106,氫則保留于第一產(chǎn)物流36’中。采用任何上述方法可將氫與第一產(chǎn)出物流36’分離開,或與受氧第二進(jìn)料物流22’結(jié)合,并通過質(zhì)子傳導(dǎo)膜100加以除去。
氫離子從第二反應(yīng)槽24’至第三反應(yīng)槽109的傳遞,使第二反應(yīng)槽中的H2/CO比移向一氧化碳,增加了甲烷轉(zhuǎn)化率。利用此組合反應(yīng)器96幾乎可能使甲烷完全轉(zhuǎn)化。流出第二反應(yīng)槽24’的產(chǎn)出物110主要由一氧化碳和某些未轉(zhuǎn)化的烴、氫、蒸汽和二氧化碳所組成。這些產(chǎn)物的每一種均可利用上述方法加以回收。
在一些實(shí)施方案中,最好是通過管道119如圖8和圖9所示,向第三反應(yīng)槽109提供吹掃氣117。穿過膜100和106的相對(duì)流通率決定每類膜所用的管道數(shù)目;與該組合反應(yīng)器96的總目的產(chǎn)出物相比,相對(duì)流通率不同,管道數(shù)目不等是優(yōu)選的。
另一與此組合反應(yīng)器96一起使用的方法是,在兩膜100和106之間的第二反應(yīng)槽24’加入蒸汽和空氣流。在這種結(jié)構(gòu)中,水解離產(chǎn)物,氫及氧二者都穿過膜。由于外表面108起著陰極側(cè)和內(nèi)表面107起著陽極側(cè)的作用,氫就通過質(zhì)子傳導(dǎo)或氫滲透膜100而被除去,而氧則通過氧選擇性離子傳遞膜106被除去。
可能難以確定的是在兩膜100及106由不同材料構(gòu)成時(shí),要都能有效起作用的操作條件,尤其是溫度。因此,在一組實(shí)施方案中,兩膜可用能夠滲透氫與氧二者的單一膜材料構(gòu)成。一種典型材料是BaCeO3堿性電解質(zhì)。兩種膜采用單一材料制作,可以消除一些諸如材料間相互作用及不均一熱膨脹的問題。在此實(shí)施方案中,采用電驅(qū)動(dòng)傳導(dǎo)是有可能的,因?yàn)樵陔娏︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)H+和O--離子都可穿過不同的膜。蒸汽進(jìn)口物流可以在氧選擇性傳遞膜106的陰極側(cè)108和質(zhì)子傳導(dǎo)膜100的陽極側(cè)98。
在如圖9所示的各管彼此平行、相隔的結(jié)構(gòu)中,受氧物流(CH4)一般是在氧滲透膜管殼體側(cè)和單獨(dú)的氫滲透膜管側(cè)上。還有另一種,如果供氧物流是蒸汽,此蒸汽物流可以在殼側(cè)上。在其它的結(jié)構(gòu)中,膜100及106是被構(gòu)成為平行的、間隔板式的或同心式管。
圖10系統(tǒng)說明產(chǎn)氫最大的工藝流程112。其裝備部件包括通過鍋爐116轉(zhuǎn)化為蒸汽的水114,以發(fā)生蒸汽流159,蒸汽再經(jīng)換熱器118進(jìn)一步加熱。第二進(jìn)料為甲烷120和第三進(jìn)料為空氣122。水114以蒸汽形式輸送至內(nèi)有氧選擇性離子傳遞膜12的第一離子傳遞反應(yīng)器126陰極槽或室124。在氧選擇性離子傳遞膜12的陰極側(cè)14,蒸汽被解離為氫和元素氧30。未解離的蒸汽和氫氣混合物128在高溫下又返回?fù)Q熱器118,釋放其內(nèi)所含部分熱量。冷卻后的混合物輸送至分離器130,和水132返回鍋爐116,與進(jìn)料水114匯合,產(chǎn)生蒸汽流159。部分氫134作為產(chǎn)物加以回收。
甲烷120輸送至第一離子傳遞反應(yīng)器126的陽極槽或室136,與氧離子反應(yīng)。在陰極室124由于推動(dòng)了陽極室上的氧化反應(yīng),使之盡可能最大量產(chǎn)生氫氣,這樣就可使陽極室136產(chǎn)出物成為蒸汽、二氧化碳和未反應(yīng)的甲烷的混合物。出口物流142可與另外的甲烷120匯合,并輸送至第二離子傳遞反應(yīng)器146的陽極側(cè)144,使出口物流與氧結(jié)合形成燃?xì)?54,為在第一離子傳遞膜反應(yīng)物126中的吸熱重整反應(yīng)提供熱量。在離開第一離子傳遞反應(yīng)器后,燃?xì)?38可加以處理,或回收二氧化碳,或另外地可利用它驅(qū)動(dòng)燃?xì)馔钙?40,產(chǎn)生電能作為副產(chǎn)物及/或?yàn)閾Q熱器118提供另外熱量。進(jìn)料空氣122進(jìn)入第二離子傳遞反應(yīng)器146,經(jīng)換熱器118加熱,供給陰極側(cè)148,使空氣122中的部分氧30’受到解離,并傳遞通過氧選擇性離子傳遞膜12’。氧被消耗了的空氣150在換熱器118釋放其內(nèi)所含的部分熱量,而受到冷卻。如果離子傳遞膜12’除去氧充分,就能回收氮?dú)?52。
由于此工藝112主要是放熱的,冷卻水156可以用來調(diào)節(jié)換熱器118的溫度。在一組實(shí)施方案中,此種調(diào)節(jié)是通過一只微處理器接受來自安置于系統(tǒng)112中的一片或數(shù)片傳感器的溫度數(shù)據(jù)加以控制的。
在另一結(jié)構(gòu)中,圖10A,一種來自第一離子傳遞反應(yīng)器126陰極室124的未解離蒸汽和氫氣的物流128a,見圖10,通向具有鈀膜或質(zhì)子傳導(dǎo)膜162的氫膜分離器160,見圖10a。在換熱器118a中有一部分(如圖10所示有其它物流在此通過)回收氫滲透物流163中的熱量,以產(chǎn)生冷卻氫產(chǎn)物流165。
富蒸汽的滯留物流161也通過換熱器118a供給熱量,并經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)164壓縮,使壓縮物流166的壓力等于蒸汽物流159a的壓力。在此結(jié)構(gòu)中,分離器160替代了圖10中的分離器130及物流132、134。在還有另一結(jié)構(gòu)中(未示出),分離器160是安置于換熱器118的下游,見圖10,以降低物流128a的溫度。為使膜162的操作溫度最佳化,分離器160優(yōu)選安置是與換熱器118相關(guān)的。
應(yīng)當(dāng)承認(rèn),本發(fā)明的離子傳遞膜和質(zhì)子傳遞膜可具有任何所需結(jié)構(gòu),包括管式、板式或直通道的。此外,流通率可以通過使催化劑、表面涂層或孔隙層與該膜結(jié)合的方加以提高。催化劑如鉑或鈀,或其它對(duì)H2氧化有活性的催化劑均可用于使H2O解離。同樣,對(duì)于一氧化碳的氧化有活性的催化劑對(duì)二氧化碳的解離也是有活性的。標(biāo)準(zhǔn)重整催化劑也可適用于某些應(yīng)用場(chǎng)合。
只是為了方便,才將本發(fā)明的特征示于一組或數(shù)組附圖中,因?yàn)榘凑毡景l(fā)明的每一特征均可與其它特征結(jié)合一起。另外一些實(shí)施方案,對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員也都會(huì)認(rèn)識(shí)到,并打算被包括在本發(fā)明權(quán)利要求項(xiàng)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種使離子傳遞反應(yīng)器目的產(chǎn)物產(chǎn)量提高的方法包括a)、提供其內(nèi)設(shè)有陰極側(cè)和陽極側(cè)的氧選擇性離子傳遞膜的離子傳遞反應(yīng)器;b)、在第一氧分壓下將含化學(xué)結(jié)合態(tài)目的產(chǎn)物的供氧第一進(jìn)料物流輸送至所述陰極側(cè),同時(shí)將受氧第二進(jìn)料物流輸送至所述陽極側(cè),在所述陽極側(cè)建立第二氧分壓;c)、在溫度升高至足以促進(jìn)氧離子傳遞穿過所述氧選擇性離子傳遞膜的條件下,通過所述氧選擇性離子傳遞膜操作所述離子傳遞反應(yīng)器;d)、將由傳遞穿過所述氧選擇性離子傳遞膜的所述第一進(jìn)料物流所得的元素氧,與所述第二進(jìn)料物流進(jìn)行反應(yīng);以及e)、回收來自所述陰極側(cè)含有所述第一部分目的產(chǎn)物的第一產(chǎn)物流,和回收來自所述陽極側(cè)的第二產(chǎn)物流。
2.按照權(quán)利要求1的方法,其中所述第一氧分壓大于所述第二氧分壓。
3.按照權(quán)利要求2的方法,其中所述供氧第一進(jìn)料物流包括選自NOx、水蒸汽、二氧化碳、及其組合的至少一種組分,其中所述受氧第二進(jìn)料物流包括選自含氫反應(yīng)物、含碳反應(yīng)物和其組合的至少一種組分。
4.按照權(quán)利要求3的方法,其中所述受氧第二進(jìn)料物流含化學(xué)結(jié)合態(tài)的氫,所述第二產(chǎn)物流含所述目的產(chǎn)物的第二部分,其中所述第一部分加第二部分之和即為總目的產(chǎn)物,從而由所述第一部分和第二部分組合的所述目的產(chǎn)物的百分轉(zhuǎn)化率超過了單獨(dú)由所述第二進(jìn)料物流所能獲得的轉(zhuǎn)化率,因此使所述目的產(chǎn)物的產(chǎn)量提高。
5.按照權(quán)利要求4的方法,還包括從所述第一部分和所述第二部分中的至少一種分離作為目的產(chǎn)物的氫。
6.按照權(quán)利要求5的方法,還包括在將第一進(jìn)料物流輸送至所述陰極側(cè)之前,加熱所述供氧第一進(jìn)料物流至較高的溫度。
7.按照權(quán)利要求6的方法,還包括將所述第二部分的至少一部分輸送通過一臺(tái)換熱器,以從所述第二部分獲取回收熱,并將所述回收熱輸送給所述供氧第一進(jìn)料物流,以加熱所述第一進(jìn)料物流。
8.按照權(quán)利要求2的方法,還包括加熱所述氧選擇性離子傳遞膜至超過500℃的高溫。
9.按照權(quán)利要求8的方法,還包括燃燒所述第二產(chǎn)物部分的至少某一個(gè)百分?jǐn)?shù),并利用通過所述燃燒產(chǎn)生的熱量加熱所述離子傳遞膜。
10.按照權(quán)利要求4的方法,還包括在第一溫度下輸送所述第二產(chǎn)物流至第一水煤氣變換反應(yīng)器。
全文摘要
一種利用來自一種氧選擇性離子傳遞陶瓷膜的陰極側(cè)和陽極側(cè)兩側(cè)的反應(yīng)產(chǎn)物提高離子傳遞反應(yīng)器目的產(chǎn)物產(chǎn)量的方法。將含化學(xué)結(jié)合態(tài)目的產(chǎn)物的供氧第一進(jìn)料物流輸送至陰極側(cè),同時(shí)將受氧第二進(jìn)料物流輸送至陽極。在陽極側(cè)和陽極側(cè)兩側(cè)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)之后,從陰極側(cè)出來的第一產(chǎn)物流和從陽極側(cè)出來的第二產(chǎn)物流中回收目的產(chǎn)物,這樣包含在這兩部分產(chǎn)物流中的目的產(chǎn)物之和超過了單獨(dú)用二者之一的產(chǎn)物所能達(dá)到的產(chǎn)量。
文檔編號(hào)C01B3/38GK1237533SQ9910696
公開日1999年12月8日 申請(qǐng)日期1999年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月3日
發(fā)明者R·普拉薩德, C·F·戈茨曼, J·M·施瓦茨 申請(qǐng)人:普拉塞爾技術(shù)有限公司