用于豐富天然氣的精煉組件和精煉方法與流程
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)是于2015年8月6日提交并且題為“用于豐富天然氣的精煉組件和精煉方法(refiningassembliesandrefiningmethodsforrichnaturalgas)”的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)14/820,256的部分繼續(xù)申請(qǐng)，所述美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)14/820,256是2015年6月9日提交并且題為“用于豐富天然氣的精煉組件和精煉方法”的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)14/734,763的部分繼續(xù)申請(qǐng)，所述美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)14/734,763要求于2014年11月12日提交并且題為“精煉濕天然氣的工藝與方法(processandmethodofrefiningwetnaturalgas)”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)62/078,505的權(quán)益以及于2015年3月5日提交并且題為“精煉濕天然氣的膜輔助工藝與方法(membrane-assistedprocessandmethodofrefiningwetnaturalgas)”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)62/128,682的權(quán)益。以上申請(qǐng)的全部公開內(nèi)容出于所有目的通過(guò)引用并入本文中。
背景技術(shù)：
豐富天然氣是包括甲烷氣體和比甲烷氣體重的其它烴化合物(或者其它烴)的烴化合物的混合物。豐富天然氣可以包括任何濃度(例如50％或更高)的甲烷氣體。其它烴化合物可以包括具有氫原子和兩個(gè)或更多個(gè)碳原子的任何化合物，例如乙烷、丙烷、丁烷、異丁烯、戊烷、丙烯和/或其它烴化合物。豐富天然氣可以在原油井、氣井、凝液井和/或其它來(lái)源中找到。在原油井中，豐富天然氣可以在井中存在的高壓下溶解在油中和/或作為油上方的氣頂。
在使用天然氣之前，豐富天然氣可能需要被凈化以從甲烷氣體中至少基本上除去或分離其它烴化合物。凈化流或產(chǎn)物流可以用于各種應(yīng)用中。一種這樣的應(yīng)用是用于內(nèi)燃機(jī)，例如用于商業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)(發(fā)電機(jī)組)中的內(nèi)燃機(jī)。分離的其它烴化合物也可以用于各種應(yīng)用中，例如石油化工廠的輸入、空間加熱和烹飪，以及用于混合到車輛燃料中。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
一些實(shí)施例可以提供用于包含第一甲烷氣體和比甲烷氣體重的其它烴的豐富天然氣的精煉組件。在一些實(shí)施例中，精煉組件可以包括產(chǎn)甲烷組件，所述產(chǎn)甲烷組件被配置成接收包括水和豐富天然氣的至少一個(gè)含液體進(jìn)料流，并且通過(guò)以下方式由其產(chǎn)生輸出流：(a)利用水將豐富天然氣的其它烴的至少大部分轉(zhuǎn)化為第二甲烷氣體、較少部分的水和其它氣體，以及(b)使來(lái)自豐富天然氣的第一甲烷氣體的至少大部分未經(jīng)轉(zhuǎn)化地通過(guò)產(chǎn)甲烷組件。精煉組件可以另外包括凈化組件，所述凈化組件被配置成接收輸出流并且由其產(chǎn)生具有比輸出流更大的甲烷濃度的富甲烷流。
在一些實(shí)施例中，精煉組件可以包括蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器被配置成接收和蒸發(fā)包括水和豐富天然氣的至少一個(gè)含液體進(jìn)料流的至少一部分以形成至少基本上蒸發(fā)的流。精煉組件可以另外包括產(chǎn)甲烷反應(yīng)器，所述產(chǎn)甲烷反應(yīng)器包含催化劑并且被配置成接收蒸發(fā)的進(jìn)料流，并且通過(guò)以下方式產(chǎn)生輸出流：(a)利用水將其它烴的至少大部分轉(zhuǎn)化為第二甲烷氣體、較少部分的水、氫氣和碳氧化物氣體，以及(b)使來(lái)自豐富天然氣流的第一甲烷氣體的至少大部分未經(jīng)轉(zhuǎn)化地通過(guò)產(chǎn)甲烷反應(yīng)器。精煉組件可以進(jìn)一步包括第一加熱組件，所述第一加熱組件被配置成接收至少一個(gè)燃料流和至少一個(gè)空氣流并且產(chǎn)生用于加熱以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng)的加熱的排氣流：將蒸發(fā)器加熱到至少最小蒸發(fā)溫度或?qū)a(chǎn)甲烷反應(yīng)器加熱到至少最小產(chǎn)甲烷溫度。精煉組件可以另外包括凈化組件，所述凈化組件被配置成接收輸出流并且由其產(chǎn)生具有比輸出流更大的甲烷濃度的富甲烷流。
一些實(shí)施例可以提供一種精煉包含第一甲烷氣體和比甲烷氣體重的其它烴的豐富天然氣的方法。在一些實(shí)施例中，所述方法可以包括利用水將豐富天然氣的其它烴的至少大部分轉(zhuǎn)化為包含第二甲烷氣體、較少部分的水、氫氣和碳氧化物氣體的輸出流。將其它烴的至少大部分進(jìn)行轉(zhuǎn)化可以包括不將來(lái)自豐富天然氣的第一甲烷氣體的至少大部分進(jìn)行轉(zhuǎn)化。所述方法可以另外包括從輸出流中除去至少一部分水以由其產(chǎn)生至少基本上干燥的流。所述方法可以進(jìn)一步包括將來(lái)自至少基本上干燥的流的至少一部分碳氧化物氣體和至少一部分氫氣轉(zhuǎn)化為甲烷氣體，以由其形成與至少基本上干燥的流相比包含較低濃度的氫氣和碳氧化物氣體的中間流。所述方法可以另外包括從中間流中分離至少一部分碳氧化物氣體以由其形成副產(chǎn)物流。中間流的剩余部分可以形成具有比中間流更大的甲烷濃度的至少部分富甲烷流。
附圖說(shuō)明
圖1是用于豐富天然氣的精煉組件的實(shí)例的示意圖。
圖2是圖1的精煉組件的產(chǎn)甲烷組件的實(shí)例的示意圖。
圖3-5是圖2的產(chǎn)甲烷組件的不同配置的示意圖。
圖6是圖1的精煉組件的凈化組件的實(shí)例的示意圖。
圖7是圖6的凈化組件的除水組件的實(shí)例的示意圖。
圖8是圖6的凈化組件的除氣組件的實(shí)例的示意圖。
圖9-10是圖8的除氣組件的不同配置的示意圖。
圖11是圖6的凈化組件的除氣組件的另一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖12是用于豐富天然氣的精煉組件的另一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖13是圖12的精煉組件的產(chǎn)甲烷組件的實(shí)例的示意圖。
圖14是圖12的精煉組件的除氣組件的實(shí)例的示意圖。
圖15是圖12的精煉組件的除氣組件的另一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖16是圖12的精煉組件的除氣組件的又一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖17是圖12的精煉組件的除氣組件的另一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖18是圖12的精煉組件的除氣組件的又一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖19是圖12的精煉組件的除氣組件的另一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖20是圖19的除氣組件的膜接觸器的示意圖。
圖21是圖20的膜接觸器的膜的實(shí)例的示意圖。
圖22是圖20的膜接觸器的膜的另一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖23是圖12的精煉組件的除氣組件的又一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖24是用于豐富天然氣的精煉組件的另一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖25是用于精煉組件的加熱組件的板式燃燒器的實(shí)例。
圖26是用于豐富天然氣的精煉組件的又一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖27是精煉豐富天然氣的方法的實(shí)例。
具體實(shí)施方式
圖1示出了用于豐富天然氣的精煉組件30的實(shí)例。除非特別排除，否則精煉組件30可以包括在本公開中描述的其它精煉組件和/或其它組件的一個(gè)或多個(gè)部件。精煉組件可以包括被配置成接收至少一個(gè)豐富天然氣流32并且產(chǎn)生產(chǎn)物甲烷流34的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，精煉組件可以包括原料輸送系統(tǒng)36和燃料處理系統(tǒng)38。原料輸送系統(tǒng)可以包括被配置成選擇性地將至少一個(gè)進(jìn)料流40(其包括豐富天然氣流32)輸送到燃料處理組件的任何合適的結(jié)構(gòu)。
在一些實(shí)施例中，原料輸送系統(tǒng)36可以另外包括被配置成將至少一個(gè)燃料流44從燃料源42(例如存儲(chǔ)瓶或容器)選擇性地輸送到燃料處理系統(tǒng)38的一個(gè)或多個(gè)燃燒器和/或其它加熱組件的任何合適的結(jié)構(gòu)。原料輸送系統(tǒng)可以包括用于推進(jìn)流體流的任何合適的輸送機(jī)構(gòu)，例如泵、壓縮機(jī)和/或其它機(jī)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，原料輸送系統(tǒng)36可以被配置成輸送進(jìn)料流40和/或燃料流44，而不需要使用泵、壓縮機(jī)和/或其它電動(dòng)流體輸送機(jī)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，原料輸送系統(tǒng)可以包括熱交換器和/或其它加熱裝置，所述熱交換器和/或其它加熱裝置被配置成在燃料處理系統(tǒng)38之前預(yù)加熱或加熱一個(gè)或多個(gè)流(例如進(jìn)料流40)。
進(jìn)料流40可以包括甲烷生產(chǎn)流體流46和豐富天然氣流32。甲烷生產(chǎn)流體流可以包括至少一種甲烷生產(chǎn)流體，例如來(lái)自水源41的水。水源41可以包括與公共可用水(例如自來(lái)水、活水、城市水等)、存儲(chǔ)容器、地表水源(例如河流、湖泊等)、地下水源和/或其它來(lái)源的連接。在一些實(shí)施例中，來(lái)自水源41的水可以在作為甲烷生產(chǎn)流體流46輸送之前被去離子。豐富天然氣流32可以來(lái)自豐富天然氣源48，例如井口、存儲(chǔ)容器和/或其它來(lái)源。當(dāng)甲烷生產(chǎn)流體流46包括液體水時(shí)，進(jìn)料流40有時(shí)可被稱為“含液體進(jìn)料流”。由原料輸送系統(tǒng)輸送到燃料處理系統(tǒng)的水與豐富天然氣的比率可以根據(jù)一個(gè)或多個(gè)因素(例如豐富天然氣中的碳的量、用戶偏好、燃料處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、燃料處理系統(tǒng)用來(lái)產(chǎn)生產(chǎn)物甲烷流的機(jī)構(gòu)等)而變化。例如，水與碳原子的摩爾比或蒸汽-碳比可以為1:1至4:1，優(yōu)選地為1.5:1至3:1，并且特別優(yōu)選地為1.8:1至2.5:1。在一些實(shí)施例中，原料輸送系統(tǒng)可以控制甲烷生產(chǎn)流體流46和/或豐富天然氣流32的流量，以向燃料處理系統(tǒng)提供以上摩爾比的一種或多種。
在一些實(shí)施例中，豐富天然氣流32例如可在輸送至燃料處理系統(tǒng)38之前在脫硫組件50中加以處理以產(chǎn)生脫硫的豐富天然氣流52。脫硫組件50可以包括被配置成使用任何合適的機(jī)構(gòu)從豐富天然氣中至少基本上除去硫化合物(例如有機(jī)硫化合物、硫化氫、硫化羰和/或其它含硫化合物)的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，脫硫組件50可以包括被配置成吸收硫化合物的包含胺溶液(例如單乙醇胺和二乙醇胺)的塔。
盡管原料輸送系統(tǒng)36被示出為被配置成輸送單個(gè)進(jìn)料流40，但是原料輸送系統(tǒng)也可以被配置成輸送兩個(gè)或更多個(gè)進(jìn)料流40。這些流可以包含不同的組成、至少一種共同組分、沒(méi)有共同組分，或者相同的組成。例如，原料輸送系統(tǒng)可以被配置成將甲烷生產(chǎn)流體流46和豐富天然氣流32分別輸送到燃料處理系統(tǒng)中。另外，盡管原料輸送系統(tǒng)36在一些實(shí)施例中可以被配置成輸送單個(gè)燃料流44，但是原料輸送系統(tǒng)也可以被配置成輸送兩個(gè)或更多個(gè)燃料流。
燃料流可以具有不同的組成、至少一種共同組分、沒(méi)有共同組分，或者相同的組成。此外，豐富天然氣、甲烷生產(chǎn)流體和燃料流可以在不同階段從原料輸送系統(tǒng)中排出。例如，所述流中的一個(gè)或多個(gè)可以是液體流(例如水和/或燃料流)，而其它流中的一個(gè)或多個(gè)可以是氣體流(例如豐富天然氣流)。此外，盡管精煉組件30被示出為包括單個(gè)原料輸送系統(tǒng)36，但是精煉組件也可以包括兩個(gè)或更多個(gè)原料輸送系統(tǒng)36。
在一些實(shí)施例中，原料輸送系統(tǒng)36可以包括被配置成將來(lái)自豐富天然氣源48(或脫硫組件50)的至少一個(gè)豐富天然氣滑流53選擇性地輸送以與富甲烷流64組合或共混從而由其產(chǎn)生產(chǎn)物甲烷流34的任何合適的結(jié)構(gòu)。原料輸送系統(tǒng)可以包括用于推進(jìn)流體流的任何合適的輸送機(jī)構(gòu)，例如泵、壓縮機(jī)和/或其它機(jī)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，原料輸送系統(tǒng)36可以被配置成輸送滑流53，而不需要使用泵、壓縮機(jī)和/或其它電動(dòng)流體輸送機(jī)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，原料輸送系統(tǒng)可以包括被配置成在與富甲烷流64組合或混合之前預(yù)加熱或加熱滑流53的熱交換器和/或其它加熱裝置。原料輸送系統(tǒng)可以被配置成輸送任何合適的量至富甲烷流。例如，豐富天然氣滑流可以是產(chǎn)物甲烷流的約5％至約30％。盡管原料輸送系統(tǒng)36被示出為將豐富天然氣滑流53與富甲烷流64組合或混合，但是原料輸送系統(tǒng)可以可選地或另外將豐富天然氣滑流53與一個(gè)或多個(gè)其它流(例如輸出流56)組合或混合。
另外，原料輸送系統(tǒng)36可以包括用于控制和/或調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)流體流的一個(gè)或多個(gè)特性和/或性質(zhì)的任何合適的控制和/或調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，例如控制閥和/或其它機(jī)構(gòu)?？刂坪?或調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以基于一個(gè)或多個(gè)其它流體流的一個(gè)或多個(gè)特性和/或性質(zhì)控制和/或調(diào)節(jié)流體流的一個(gè)或多個(gè)特性和/或性質(zhì)。在精煉組件30的操作之前，可以預(yù)先確定一個(gè)或多個(gè)特性和/或性質(zhì)，和/或可以在精煉組件的操作期間，例如經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)傳感器確定和/或測(cè)量一個(gè)或多個(gè)特性和/或性質(zhì)。特性和/或性質(zhì)的實(shí)例包括質(zhì)量、體積、流量、溫度、電流、壓力、折射率、熱導(dǎo)率、密度、粘度、光吸收率、電導(dǎo)率、熱值、甲烷數(shù)、質(zhì)量流速，以及一種或多種流體流組分(例如氫氣、碳氧化物、甲烷等)的濃度。
如本文所使用的，“碳氧化物”是指二氧化碳和/或一氧化碳。如本文所使用的，“甲烷數(shù)”是指特定流(例如產(chǎn)物甲烷流34)在內(nèi)燃機(jī)中“爆震”或經(jīng)歷過(guò)早點(diǎn)火的傾向。一些單一組分氣體的甲烷數(shù)為：
甲烷＝100
乙烷＝44
丙烷＝32
丁烷(商用的)＝15
正丁烷＝10
氫＝0
卡特彼勒在《燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用和安裝指南(gasenginesapplicationandinstallationguide)(1997年10月)》中進(jìn)一步討論了甲烷數(shù)，所述文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文用于所有目的。
在一些實(shí)施例中，原料輸送系統(tǒng)36可以基于其它流(例如輸出流56、富甲烷流64和/或產(chǎn)物甲烷流34)的一個(gè)或多個(gè)特性來(lái)調(diào)節(jié)豐富天然氣滑流53的一個(gè)或多個(gè)特性。原料輸送系統(tǒng)36可以調(diào)節(jié)豐富天然氣滑流53的特性，從而使得一個(gè)或多個(gè)其它流的特性高于最小值、低于最大值或在預(yù)定范圍內(nèi)。例如，原料輸送系統(tǒng)可以基于產(chǎn)物甲烷流34的一個(gè)或多個(gè)特性(例如甲烷含量、二氧化碳含量、熱值、甲烷數(shù)等)調(diào)節(jié)豐富天然氣滑流的流速。在一些實(shí)施例中，原料輸送系統(tǒng)36可以被配置成至少部分地基于產(chǎn)物甲烷流的至少一個(gè)所測(cè)量的特性來(lái)調(diào)節(jié)豐富天然氣滑流53到富甲烷流64的流速，從而使得產(chǎn)物甲烷流具有最小熱值或最小甲烷數(shù)中的至少一個(gè)。
在一些實(shí)施例中，對(duì)于產(chǎn)物甲烷流34，期望的熱值可以在約800至約1200btu/立方英尺之間(例如，約800的最小熱值)，并且期望的甲烷數(shù)可以高于約70。例如，當(dāng)富甲烷流64包括約75％甲烷、約15％二氧化碳以及約10％水蒸氣時(shí)，一個(gè)或多個(gè)傳感器可以確定甲烷數(shù)可以為約100至約110并且熱值可以為約680btu/立方英尺。在以上實(shí)例中，甲烷數(shù)可以高于最小甲烷數(shù)，并且熱值可以低于最小熱值。原料輸送系統(tǒng)36可以調(diào)節(jié)豐富天然氣滑流53以將產(chǎn)物甲烷流的熱值提升到高于約800btu/立方英尺。
燃料處理系統(tǒng)38可以包括被配置成處理進(jìn)料流40例如以增加豐富天然氣流中甲烷氣體的濃度和/或降低其它組分的濃度的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，燃料處理系統(tǒng)38可以包括被配置成經(jīng)由任何合適的產(chǎn)甲烷機(jī)構(gòu)產(chǎn)生包含甲烷氣體的輸出流56的產(chǎn)甲烷組件54。輸出流可以包括作為至少主要組分的甲烷氣體，并且可以包括另外的氣體組分。因此，輸出流56可以被稱為包含作為其主要組分的甲烷氣體但也包括水和其它氣體的“混合氣流”。
產(chǎn)甲烷組件54可以包括任何合適的含催化劑床或區(qū)域。當(dāng)產(chǎn)甲烷機(jī)構(gòu)進(jìn)行重質(zhì)烴重整時(shí)，產(chǎn)甲烷組件可以包括合適的重質(zhì)烴重整催化劑58，以便于由進(jìn)料流40產(chǎn)生輸出流56。在這樣的實(shí)施例中，產(chǎn)甲烷組件54可以利用水將比甲烷氣體重的其它烴的至少大部分轉(zhuǎn)化為甲烷氣體、較少部分的水和其它氣體。在一些實(shí)施例中，可以基于富甲烷流和/或產(chǎn)物甲烷流的一個(gè)或多個(gè)特性和/或性質(zhì)(例如熱值和/或甲烷數(shù))調(diào)節(jié)比甲烷氣體重的其它烴的轉(zhuǎn)化。例如，所述轉(zhuǎn)化可以被調(diào)節(jié)以使比甲烷氣體重的其它烴的至少一部分未經(jīng)轉(zhuǎn)化地通過(guò)產(chǎn)甲烷組件以提升產(chǎn)物甲烷流的甲烷數(shù)。
另外，產(chǎn)甲烷組件54可以使來(lái)自豐富天然氣流32的甲烷氣體的至少大部分未經(jīng)改變地、未反應(yīng)地和/或未經(jīng)轉(zhuǎn)化地通過(guò)產(chǎn)甲烷組件。換句話說(shuō)，輸出流56中的甲烷氣體可以包括(1)在產(chǎn)甲烷組件54和燃料處理系統(tǒng)38之前的豐富天然氣流中的甲烷氣體，和(2)通過(guò)利用水對(duì)豐富天然氣流中的其它烴進(jìn)行轉(zhuǎn)化而在產(chǎn)甲烷組件54中產(chǎn)生的甲烷。當(dāng)重質(zhì)烴重整是產(chǎn)甲烷組件54中的產(chǎn)甲烷機(jī)構(gòu)時(shí)，產(chǎn)甲烷組件54有時(shí)可被稱為“重質(zhì)烴重整器”，并且輸出流56有時(shí)可被稱為“重整流”。在重整流中可能存在的其它氣體可以包括碳氧化物氣體和/或氫氣。
在一些實(shí)施例中，燃料處理系統(tǒng)38可以包括凈化(或分離)組件62，所述凈化(或分離)組件62可以包括被配置成由輸出(或混合氣體)流56產(chǎn)生至少一個(gè)富甲烷流64的任何合適的結(jié)構(gòu)。富甲烷流64可以包括比輸出流56更大的甲烷濃度和/或存在于該輸出流中的降低濃度的水和一種或多種其它氣體(或雜質(zhì))。產(chǎn)物甲烷流34包括至少一部分富甲烷流64。因此，產(chǎn)物甲烷流34和富甲烷流64可以是相同的流并且具有相同的組成和流速?？蛇x地，富甲烷流64中的凈化的甲烷氣體中的一些可以被存儲(chǔ)例如在合適的甲烷存儲(chǔ)組件中以供以后使用，和/或由燃料處理系統(tǒng)消耗。凈化組件62也可以被稱為“甲烷凈化裝置”或“甲烷處理組件”。
在一些實(shí)施例中，凈化組件62可以產(chǎn)生除富甲烷流64以外的一個(gè)或多個(gè)流66。例如，凈化組件62可以產(chǎn)生至少一個(gè)再生水流68，所述至少一個(gè)再生水流68可以是至少基本上液態(tài)的水。再生水流可以被排到排放口、被存儲(chǔ)以供以后使用、被去離子、被送到原料輸送系統(tǒng)36(例如用以補(bǔ)充水源41)和/或以其它方式被利用、被存儲(chǔ)和/或被處置。另外，凈化組件62可以響應(yīng)于輸出流56的輸送而產(chǎn)生作為連續(xù)流的再生水流，或者可以例如在分批過(guò)程中或者當(dāng)輸出流的水部分至少暫時(shí)保持在凈化組件中時(shí)間歇地產(chǎn)生所述流。
另外，凈化組件62可以產(chǎn)生至少一個(gè)副產(chǎn)物流70，所述至少一個(gè)副產(chǎn)物流70可以不含甲烷氣體或包含一些甲烷氣體。副產(chǎn)物流可以被排出、被送到燃燒器組件和/或其它燃燒源、被送到原料輸送系統(tǒng)36(例如用以補(bǔ)充燃料源42)、被存儲(chǔ)以供以后使用和/或以其它方式被利用、被存儲(chǔ)和/或被處置。另外，凈化組件62可以響應(yīng)于輸出流56的輸送而產(chǎn)生作為連續(xù)流的副產(chǎn)物流，或者可以例如在分批過(guò)程中或者當(dāng)輸出流的副產(chǎn)物部分至少暫時(shí)保持在凈化區(qū)域中時(shí)間歇地產(chǎn)生所述流。
燃料處理系統(tǒng)38可以包括一個(gè)或多個(gè)凈化組件62，所述一個(gè)或多個(gè)凈化組件62被配置成產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)再生水流和/或一個(gè)或多個(gè)副產(chǎn)物流。副產(chǎn)物流70可以包含足夠量的甲烷氣體和/或其它易燃/可燃?xì)怏w以適合用作例如用于燃料處理系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)加熱組件的燃料流。在一些實(shí)施例中，副產(chǎn)物流可以具有足夠的燃料值或甲烷含量，以使得一個(gè)或多個(gè)加熱組件能夠?qū)a(chǎn)甲烷組件維持在期望的操作溫度或維持在選定的溫度范圍內(nèi)，和/或?qū)艋M件62中的一個(gè)或多個(gè)組件維持在預(yù)定的操作溫度或預(yù)定的溫度范圍內(nèi)。
凈化組件62可以包括被配置成富集(和/或增加)輸出流56的至少一種組分的濃度的任何合適的結(jié)構(gòu)。在大多數(shù)應(yīng)用中，富甲烷流64將具有比輸出流(或混合氣體流)56更大的甲烷濃度。富甲烷流可以可選地或另外具有存在于輸出流56中的降低濃度的一種或多種非甲烷組分，其中富甲烷流的甲烷濃度比輸出流高、相同或小。
用于凈化組件62的合適裝置的實(shí)例包括氣體干燥器72和/或脫水裝置74，所述氣體干燥器72和/或脫水裝置74可以另外產(chǎn)生再生水流68。用于凈化組件的合適裝置的其它實(shí)例包括一個(gè)或多個(gè)合成天然氣(sng)反應(yīng)器76、洗滌器78、碳氧化物選擇性膜80和/或膜接觸器82，它們可以另外產(chǎn)生副產(chǎn)物流70。凈化組件62可以包括不止一種類型的凈化裝置，并且所述裝置可以具有相同或不同的結(jié)構(gòu)和/或由相同或不同的機(jī)構(gòu)操作。例如，凈化組件62可以包括多個(gè)氣體干燥器72和/或脫水裝置74。在一些實(shí)例中，脫水裝置74和/或氣體干燥器72可以在凈化組件62中的其它裝置中的一個(gè)或多個(gè)的上游。例如，凈化組件62可以包括在sng反應(yīng)器76、洗滌器78、碳氧化物選擇性膜80和/或膜接觸器82中的每一個(gè)上游的脫水裝置74和/或氣體干燥器72。
氣體干燥器72可以包括能夠從氣體流中選擇性地除去水蒸氣的裝置。氣體干燥器72的實(shí)例包括水選擇性膜、干燥劑床、冷凍式干燥器和/或用于從氣體中除去水蒸氣的其它裝置。合適的冷凍式干燥器的實(shí)例是由beko出售的
洗滌器78可以接收適于吸收碳氧化物氣體和/或氫氣的至少一種吸收劑。洗滌器可以包括吸收器(或吸收器部分)，所述吸收器(或吸收器部分)被配置成將具有碳氧化物和/或氫氣的氣體流引流通過(guò)適于從該氣體流中吸收碳氧化物氣體和/或氫氣的至少一種吸收劑。所述吸收劑可以是液體和/或固體。在一些實(shí)施例中，洗滌器78可以包括在吸收器部分下游的汽提器(或汽提器部分)。汽提器可以被配置成從吸收劑中汽提和/或除去碳氧化物氣體和/或氫氣的至少大部分。
碳氧化物選擇性膜80對(duì)碳氧化物氣體和/或氫氣是可滲透的，但是對(duì)輸出流56中的甲烷是至少基本上(否則完全地)是不可滲透的。膜80可以由適于在操作凈化組件62的操作環(huán)境和參數(shù)中使用的任何碳氧化物可滲透的和/或氫氣可滲透的材料形成。用于膜80的合適材料的實(shí)例包括醋酸纖維素、聚酰亞胺、聚砜和聚(酰胺胺)摻雜的聚(乙二醇)。
膜接觸器82可以包括這樣的裝置：包括分離碳氧化物氣體和/或氫氣的碳氧化物選擇性膜和適于吸收碳氧化物氣體和/或氫氣的液體吸收劑。例如，碳氧化物選擇性膜的滲透?jìng)?cè)可以接收液體吸收劑。碳氧化物氣體和/或氫氣可以從進(jìn)料側(cè)通過(guò)到滲透?jìng)?cè)，并且然后可以被液體吸收劑吸收。膜可以提供穩(wěn)定的界面，以使在大的總表面積上進(jìn)行氣-液接觸而沒(méi)有發(fā)泡、大的氣體接觸塔等。
產(chǎn)甲烷組件54和/或凈化組件62可以各自包含在組件殼體或組件外殼84內(nèi)。在一些實(shí)施例中，凈化組件62可以包括用于每個(gè)部件或部件組的單獨(dú)的組件殼體或組件外殼84。例如，當(dāng)凈化組件62包括一個(gè)或多個(gè)sng反應(yīng)器76時(shí)，這些反應(yīng)器可以包含在與凈化組件62的其它部件或組件分離的組件殼體或組件外殼84內(nèi)。那些其它部件也可以包含在單獨(dú)的組件殼體或組件外殼84中。組件外殼84可以包括絕緣材料86，例如固體絕緣材料、敷層絕緣材料和/或充氣空腔。絕緣材料可以在外殼的內(nèi)部、在外殼的外部，或者這種情況。當(dāng)絕緣材料在外殼的外部時(shí)，燃料處理系統(tǒng)38可以進(jìn)一步包括在絕緣體外部的外護(hù)罩或護(hù)套88，如圖1中示意性所示的。
燃料處理系統(tǒng)38可以另外包括支撐產(chǎn)甲烷組件54和/或凈化組件62的框架90。在一些實(shí)施例中，產(chǎn)甲烷組件和/或凈化組件可以另外包含在系統(tǒng)殼體或系統(tǒng)外殼92內(nèi)?？蚣?0和/或系統(tǒng)外殼92可以使燃料處理系統(tǒng)的各部件作為一個(gè)單元移動(dòng)。所述外殼還可以通過(guò)提供保護(hù)性封閉件保護(hù)燃料處理系統(tǒng)的各部件免受損壞。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)外殼92可以包括絕緣材料和/或外護(hù)罩或護(hù)套。燃料處理系統(tǒng)可以包括不同的系統(tǒng)框架和/或系統(tǒng)外殼，所述不同的系統(tǒng)框架和/或系統(tǒng)外殼包括精煉組件的附加部件，例如原料輸送系統(tǒng)36和/或其它部件。
燃料處理系統(tǒng)38的一個(gè)或多個(gè)部件可以延伸超過(guò)框架和/或系統(tǒng)外殼或者位于框架和/或系統(tǒng)外殼的外部。例如，凈化組件62的一個(gè)或多個(gè)部件和/或組件可以位于框架和/或系統(tǒng)外殼的外部，例如與殼體間隔開，但是通過(guò)合適的流體傳遞導(dǎo)管流體連通。作為另一個(gè)實(shí)例，產(chǎn)甲烷組件54的一部分可以延伸超過(guò)所述外殼，例如在圖1中用表示可選的外殼配置的虛線示意性所示的。
圖2中示出了產(chǎn)甲烷組件54的實(shí)例，其通常以94表示。除非特別排除，否則產(chǎn)甲烷組件94可以包括在本公開中描述的其它產(chǎn)甲烷組件和/或其它組件的一個(gè)或多個(gè)部件。產(chǎn)甲烷組件94可以包括至少一個(gè)蒸發(fā)區(qū)域或蒸發(fā)器96、至少一個(gè)產(chǎn)甲烷區(qū)域或反應(yīng)器98，以及至少一個(gè)加熱組件100。
蒸發(fā)器96可以包括被配置成接收和蒸發(fā)至少一部分含液體進(jìn)料流(例如包括水和豐富天然氣的進(jìn)料流40)為一個(gè)或多個(gè)蒸氣進(jìn)料流104(例如一個(gè)或多個(gè)至少基本上蒸發(fā)的流)的任何合適的結(jié)構(gòu)。進(jìn)料流40可以具有<500psig，并且優(yōu)選地在20psig至100psig之間或在40psig至200psig之間的壓力。在蒸發(fā)器96中，進(jìn)料流40中的液體水的至少大部分可被蒸發(fā)成水蒸氣，水蒸氣可以與進(jìn)料流中的豐富天然氣混合。在一些實(shí)施例中，蒸發(fā)的進(jìn)料流可以包括液體。合適的蒸發(fā)器的實(shí)例是盤管式蒸發(fā)器，例如盤繞的不銹鋼管。
由于蒸發(fā)器96的目的是產(chǎn)生熱蒸汽(水蒸氣)以與蒸氣進(jìn)料流40中比甲烷氣體重的烴化合物的至少大部分反應(yīng)(見下文)，因此所述蒸汽的一部分或全部可以由與產(chǎn)甲烷組件94分開的一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)和/或系統(tǒng)產(chǎn)生在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，蒸汽可以在外部鍋爐中產(chǎn)生，或者經(jīng)由外部熱交換器產(chǎn)生，并且然后供應(yīng)給產(chǎn)甲烷反應(yīng)器94。在這種情況下，蒸發(fā)器96的尺寸可以減小(具有使水流蒸發(fā)的能力)，甚至完全消除。
產(chǎn)甲烷反應(yīng)器98可以包括被配置成接收一個(gè)或多個(gè)進(jìn)料流(例如來(lái)自蒸發(fā)器96的蒸氣進(jìn)料流104)以產(chǎn)生包含作為主要組分的甲烷、水和其它氣體的一個(gè)或多個(gè)輸出流56的任何合適的結(jié)構(gòu)。產(chǎn)甲烷反應(yīng)器可以經(jīng)由任何合適的機(jī)構(gòu)產(chǎn)生輸出流。例如，產(chǎn)甲烷反應(yīng)器98可以經(jīng)由重質(zhì)烴重整(hhr)反應(yīng)產(chǎn)生輸出流56。當(dāng)產(chǎn)甲烷反應(yīng)器98經(jīng)由hhr反應(yīng)產(chǎn)生輸出流56時(shí)，所述反應(yīng)器有時(shí)可被稱為“重質(zhì)烴重整反應(yīng)器”或“hhr反應(yīng)器”。
產(chǎn)甲烷反應(yīng)器98可以具有任何合適的設(shè)計(jì)，例如管狀或圓柱形設(shè)計(jì)。另外，產(chǎn)甲烷反應(yīng)器98可以包括任何合適的含催化劑床或區(qū)域以加速化學(xué)反應(yīng)或轉(zhuǎn)化速率。當(dāng)產(chǎn)甲烷機(jī)構(gòu)是hhr時(shí)，產(chǎn)甲烷反應(yīng)器可以包括合適的hhr催化劑108，以促進(jìn)由蒸氣進(jìn)料流104產(chǎn)生輸出流56。合適的hhr催化劑的實(shí)例包括鎳基催化劑(例如
產(chǎn)甲烷反應(yīng)器98可以被配置成利用水將蒸氣進(jìn)料流中比甲烷氣體重的烴化合物的至少大部分轉(zhuǎn)化為甲烷氣體、較少部分的水和其它氣體。另外，產(chǎn)甲烷反應(yīng)器98可以被配置成使蒸氣進(jìn)料流104中的甲烷氣體的至少大部分未經(jīng)轉(zhuǎn)化地、未改變地和/或未反應(yīng)地通過(guò)產(chǎn)甲烷反應(yīng)器。作為實(shí)例，產(chǎn)甲烷反應(yīng)器98可以被配置成利用蒸氣進(jìn)料流中的水將蒸氣進(jìn)料流中的丙烷轉(zhuǎn)化為甲烷氣體、碳氧化物、氫氣和水，如下面的近似化學(xué)反應(yīng)所示。
c3h8+6h2o→2.1ch4+0.7co2+0.2co+1.4h2+4.4h2o
以上反應(yīng)式僅僅是一個(gè)實(shí)例，并不代表在產(chǎn)甲烷反應(yīng)器中可能發(fā)生的所有轉(zhuǎn)化和/或反應(yīng)，例如當(dāng)蒸氣進(jìn)料流104包括除丙烷以外比甲烷氣體重的烴化合物時(shí)。
產(chǎn)甲烷組件94還可以包括加熱組件100形式的溫度調(diào)節(jié)組件。所述加熱組件可以被配置成由至少一個(gè)加熱燃料流112產(chǎn)生至少一個(gè)加熱的排氣流(或燃燒流)110，其通常在空氣存在下燃燒。加熱的排氣流110隨著加熱蒸發(fā)器96和產(chǎn)甲烷反應(yīng)器98一起在圖2中示意性地示出。加熱組件100可以包括被配置成產(chǎn)生加熱的排氣流的任何合適的結(jié)構(gòu)，例如燃燒器或燃燒催化器，其中燃料與空氣一起燃燒以產(chǎn)生加熱的排氣流。加熱組件可以包括被配置成啟動(dòng)燃料的燃燒的點(diǎn)火器或點(diǎn)火源114。合適的點(diǎn)火源的實(shí)例包括一個(gè)或多個(gè)火花塞、電熱塞、燃燒催化器、指示燈、壓電點(diǎn)火器、火花點(diǎn)火器、熱表面點(diǎn)火器等。
加熱組件100可以在蒸發(fā)器96和/或產(chǎn)甲烷反應(yīng)器98中實(shí)現(xiàn)和/或維持任何合適的溫度。例如，加熱組件100可以將蒸發(fā)器96加熱到至少最小蒸發(fā)溫度，和/或可以將產(chǎn)甲烷反應(yīng)器98加熱到至少最小產(chǎn)甲烷溫度。hhr反應(yīng)器可以在200℃至600℃，優(yōu)選地250℃至500℃，并且更優(yōu)選地390℃至470℃范圍的溫度下操作。以上溫度范圍遠(yuǎn)低于通常為約800℃至900℃的蒸汽重整甲烷的溫度范圍。
在一些實(shí)施例中，加熱組件100可以被配置成至少部分地基于精煉組件的一個(gè)或多個(gè)其它流的一個(gè)或多個(gè)所測(cè)量的特性來(lái)調(diào)節(jié)加熱的排氣流的溫度。例如，一個(gè)或多個(gè)傳感器(未示出)可以確定或測(cè)量產(chǎn)物甲烷流的熱值和/或甲烷數(shù)，并且加熱組件可以至少部分地基于那些測(cè)量調(diào)節(jié)加熱的排氣流的溫度。如果產(chǎn)物甲烷流的所測(cè)量的熱值低于最小熱值，則加熱組件可以被配置成降低一個(gè)或多個(gè)加熱的排氣流(例如，加熱產(chǎn)甲烷反應(yīng)器的加熱的排氣流)的溫度以使比甲烷氣體重的更多的其它烴未經(jīng)轉(zhuǎn)化地通過(guò)產(chǎn)甲烷反應(yīng)器。例如，產(chǎn)甲烷反應(yīng)器可以在350℃至400℃或300℃至430℃范圍的溫度下操作。
在一些實(shí)施例中，加熱組件100可以包括燃燒器組件116，并且可以被稱為基于燃燒或燃燒驅(qū)動(dòng)的加熱組件。在基于燃燒的加熱組件中，加熱組件100可以被配置成接收至少一個(gè)燃料流112并且在空氣存在下燃燒燃料流以提供可用于加熱蒸發(fā)器和/或產(chǎn)甲烷反應(yīng)器的熱燃燒流110?？諝饪梢越?jīng)由各種機(jī)構(gòu)輸送到加熱組件。例如，空氣流118可以作為單獨(dú)的流輸送到加熱組件，如圖2所示?？蛇x地或者另外，空氣流118可以利用用于加熱組件100的燃料流112中的至少一個(gè)輸送到加熱組件和/或可以從利用加熱組件的環(huán)境中抽離出來(lái)。
燃料流112可以包括適于被加熱組件100消耗以提供所需熱量輸出的任何可燃液體和/或氣體。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)燃料流112可以經(jīng)由原料輸送系統(tǒng)36輸送到加熱組件。一些燃料流當(dāng)通過(guò)加熱組件100輸送和燃燒時(shí)可以是氣體，而其它燃料流可以作為液體流被輸送到加熱組件。用于燃料流112的合適的加熱燃料的實(shí)例包括含碳原料，例如甲醇、甲烷、乙烷、乙醇、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷等。另外的實(shí)例包括低分子量可冷凝燃料，例如液化石油氣、氨、輕質(zhì)胺、二甲醚和低分子量烴。另外的其它實(shí)例包括氫氣和/或碳氧化物氣體。例如，來(lái)自燃料處理系統(tǒng)的其它部件和/或組件的一個(gè)或多個(gè)副產(chǎn)物流120可以用作燃料流112的合適的加熱燃料。
另外或者可選地，燃燒流110可以用于加熱燃料處理系統(tǒng)和/或使用加熱組件的其它系統(tǒng)的其它部分。在燃燒流110加熱蒸發(fā)器96、產(chǎn)甲烷反應(yīng)器98和/或其它部件和組件之后，所述流可以作為燃燒排氣流122流出。
另外，可以使用其它配置和類型的加熱組件100。例如，加熱組件100可以是被配置成通過(guò)使用至少一個(gè)加熱元件(例如電阻加熱元件)、廢熱流、太陽(yáng)能加熱等產(chǎn)生熱量來(lái)加熱蒸發(fā)器96和/或產(chǎn)甲烷反應(yīng)器98的電動(dòng)加熱組件。在這些實(shí)施例中，加熱組件100可以不接收和燃燒可燃燃料流以將蒸發(fā)器加熱到合適的蒸發(fā)溫度和/或?qū)a(chǎn)甲烷反應(yīng)器加熱到合適的產(chǎn)甲烷溫度。美國(guó)專利號(hào)7,632,322中公開了加熱組件的實(shí)例，其全部公開內(nèi)容通過(guò)引用并入本文用于所有目的。
加熱組件還可以被配置成加熱其它部件和/或組件，例如原料輸送系統(tǒng)、原料供應(yīng)流、凈化組件，或者那些系統(tǒng)、流和區(qū)域的任何合適的組合。加熱組件可以另外被配置成加熱精煉組件的其它部件。例如，加熱的排氣流可以被配置成加熱包含形成進(jìn)料流40和燃料流112的至少一部分的加熱燃料和/或氫氣生產(chǎn)流體的壓力容器和/或其它罐。
加熱組件100可以與蒸發(fā)器和/或產(chǎn)甲烷反應(yīng)器一起容納在組件外殼或殼體124中。加熱組件可以相對(duì)于蒸發(fā)器和/或產(chǎn)甲烷反應(yīng)器單獨(dú)定位，但是與這些部件熱和/或流體連通以提供所需的加熱。加熱組件100可以部分地或完全地位于公共外殼內(nèi)，和/或加熱組件的至少一部分(或全部)可以位于所述外殼的外部。當(dāng)加熱組件位于外殼的外部時(shí)，來(lái)自燃燒器組件116的熱燃燒氣體可以經(jīng)由合適的傳熱導(dǎo)管輸送到外殼內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)部件。
盡管產(chǎn)甲烷組件94被示出為包括單個(gè)蒸發(fā)器96、單個(gè)產(chǎn)甲烷反應(yīng)器98和單個(gè)加熱組件100，但是產(chǎn)甲烷組件也可以包括兩個(gè)或更多個(gè)蒸發(fā)器96、兩個(gè)或更多個(gè)產(chǎn)甲烷反應(yīng)器98和/或兩個(gè)或更多個(gè)加熱組件100，如圖2中的虛線所示。
蒸發(fā)器96、產(chǎn)甲烷反應(yīng)器98和加熱組件100可以以任何合適的配置布置。在圖3至圖5中示出了合適的配置的實(shí)例。在圖3中，蒸發(fā)器96被設(shè)置在產(chǎn)甲烷反應(yīng)器98與加熱組件100之間。在圖4中，蒸發(fā)器96和產(chǎn)甲烷反應(yīng)器98與在蒸發(fā)器和產(chǎn)甲烷反應(yīng)器下方的加熱組件100并排。在圖5中，蒸發(fā)器96和產(chǎn)甲烷反應(yīng)器98與和蒸發(fā)器96隔開并且相鄰的加熱組件100并排。
圖6中示出了凈化組件62的實(shí)例，其通常以126表示。除非特別排除，否則凈化組件126可以包括在本公開中描述的其它凈化組件的一個(gè)或多個(gè)部件。凈化組件126可以包括至少一個(gè)除水組件128和至少一個(gè)除氣組件130。
除水組件128可以包括被配置成從產(chǎn)甲烷組件54的輸出流56(或中間流132)中除去水以產(chǎn)生至少基本上干燥的流134(例如至少基本上干燥的輸出流)的任何合適的結(jié)構(gòu)。由除水組件除去的水可以是水蒸氣和/或液體水的形式。除水組件128可以由從輸出流56和/或中間流132中除去的水產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)再生水流135。再生水可以被泵送或以其它方式運(yùn)輸?shù)皆陷斔拖到y(tǒng)以用于產(chǎn)甲烷組件中和/或可以被存儲(chǔ)、被送到排放口或以其它方式處置。
除氣組件130可以包括被配置成從至少基本上干燥的流134中除去一種或多種其它氣體(例如除甲烷氣體以外的氣體)以形成富甲烷流64的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，除氣組件130可以被配置成從至少基本上干燥的流134中除去碳氧化物氣體和/或氫氣。當(dāng)凈化組件126包括兩個(gè)或更多個(gè)除氣組件130時(shí)，一個(gè)或多個(gè)上游除氣組件可以從至少基本上干燥的流134中除去一種或多種其它氣體以形成一個(gè)或多個(gè)中間流138。除氣組件130可以由除去的氣體(例如碳氧化物氣體和氫氣)產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)副產(chǎn)物流140。副產(chǎn)物流可以被泵送或以其它方式運(yùn)輸?shù)皆陷斔拖到y(tǒng)36和/或一個(gè)或多個(gè)加熱組件以作為燃料燃燒，和/或可以被存儲(chǔ)、被排放或以其它方式被處置。
在一些實(shí)施例中，除氣組件130可以包括具有一個(gè)或多個(gè)碳氧化物選擇性膜141的碳氧化物選擇性膜組件。碳氧化物選擇性膜可以包括被配置成從至少基本上干燥的流134和/或中間流138中除去碳氧化物氣體和/或氫氣的任何合適的結(jié)構(gòu)。碳氧化物選擇性膜141可以具有對(duì)碳氧化物氣體和/或氫氣比甲烷氣體相對(duì)高的滲透性，從而使得干燥的輸出流134和/或中間流138在通過(guò)一個(gè)或多個(gè)碳氧化物選擇性膜時(shí)將優(yōu)先耗盡至少一部分碳氧化物氣體和/或氫氣。碳氧化物氣體和/或氫氣可以形成副產(chǎn)物流140。合適的碳氧化物選擇性膜的實(shí)例包括醋酸纖維素(來(lái)自u(píng)op)、聚酰亞胺和聚砜(來(lái)自空氣產(chǎn)品和膜技術(shù)和研究公司(airproductsandmembranetechnologyandresearch，inc.))，以及聚(酰胺胺)摻雜的聚(乙二醇)(來(lái)自日本九州大學(xué))。
當(dāng)除氣組件130包括一個(gè)或多個(gè)碳氧化物選擇性膜141時(shí)，至少基本上干燥的流134和/或中間流138可以處于大于40psig，并且優(yōu)選地大于80psig的壓力下。除氣組件130可以包括一個(gè)或多個(gè)泵或壓縮機(jī)，以將處于上述壓力下的流134和/或138提供給碳氧化物選擇性膜。離開碳氧化物選擇性膜的富甲烷流64和/或中間流138可以包含小于5％的二氧化碳，并且優(yōu)選地小于3％的二氧化碳。
凈化組件126可以包括任何合適數(shù)量的除水組件128和/或任何合適數(shù)量的除氣組件130，如圖6中的虛線框所示。當(dāng)凈化組件包括兩個(gè)或更多個(gè)除水組件128時(shí)，這些組件可以彼此相同或不同。另外，當(dāng)凈化組件包括兩個(gè)或更多個(gè)除氣組件130時(shí)，這些組件可以彼此相同或不同。例如，一個(gè)或多個(gè)除氣組件130可以被配置成經(jīng)由第一機(jī)構(gòu)除去一種或多種其它氣體，而一個(gè)或多個(gè)其它除氣組件130可以被配置成經(jīng)由與第一機(jī)構(gòu)不同的第二機(jī)構(gòu)除去一種或多種其它氣體。
此外，當(dāng)存在兩個(gè)或更多個(gè)除氣組件時(shí)，這些組件可以除去不同類型的其它氣體和/或以不同比例除去那些氣體。此外，除水組件和除氣組件可以為任何合適的次序或順序。在一些實(shí)施例中，凈化組件126可以包括在一個(gè)或多個(gè)除氣組件130上游的除水組件128。例如，凈化組件126可以包括除水組件、第一除氣組件和第二除氣組件。在一些實(shí)施例中，凈化組件126可以包括在每個(gè)除氣組件130上游的除水組件128。例如，凈化組件126可以包括第一除水組件、第一除氣組件、第二除水組件和第二除氣組件。
圖7中示出了除水組件128的實(shí)例，其通常以142表示。除非特別排除，否則除水組件142可以包括在本公開中描述的其它除水組件和/或其它組件的一個(gè)或多個(gè)部件。除水組件142可以包括至少一個(gè)氣體干燥器144，所述至少一個(gè)氣體干燥器144可以包括被配置成從一個(gè)或多個(gè)流146(例如來(lái)自產(chǎn)甲烷組件的輸出流或來(lái)自上游除氣組件的中間流)中除去至少大部分水蒸氣以形成至少基本上干燥的流148的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，氣體干燥器144可以包括一個(gè)或多個(gè)水選擇性膜、干燥劑床、冷凍式干燥器和/或其它裝置。氣體干燥器144優(yōu)選包括一種或多種冷凍式干燥器，例如由beko出售的
在一些實(shí)施例中，除水組件142可以包括被配置成從流146中除去至少大部分液體水的至少一個(gè)脫水裝置150。例如，當(dāng)輸出流146中除了水蒸氣還存在夾帶的液體水時(shí)，除水組件可以包括一個(gè)或多個(gè)脫水裝置150。除水組件142可以由從流146中除去的水蒸氣和/或液體水產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)再生水流135。再生水流可以被排放、被泵送或以其它方式被運(yùn)輸?shù)皆陷斔拖到y(tǒng)，和/或被存儲(chǔ)、被送到排放口或以其它方式被處置。
圖8中示出了除氣組件130的實(shí)例，其通常以154表示。除非特別排除，否則除氣組件154可以包括在本公開中描述的其它除氣組件的一個(gè)或多個(gè)部件。除氣組件154可以包括至少一個(gè)除氣區(qū)域或反應(yīng)器156和至少一個(gè)加熱組件158。
除氣反應(yīng)器156可以包括被配置成從除水組件128接收一個(gè)或多個(gè)進(jìn)料流(例如至少基本上干燥的流160(例如，至少基本上干燥的流134))、產(chǎn)生與至少基本上干燥的流相比包含較低濃度的碳氧化物氣體和氫氣和/或較高濃度的甲烷氣體的一個(gè)或多個(gè)中間流162或一個(gè)或多個(gè)富甲烷流64的任何合適的結(jié)構(gòu)。除氣反應(yīng)器可以經(jīng)由任何合適的機(jī)構(gòu)產(chǎn)生中間流和/或富甲烷流。例如，除氣反應(yīng)器156可以經(jīng)由甲烷化反應(yīng)產(chǎn)生這些流。當(dāng)除氣反應(yīng)器156經(jīng)由甲烷化反應(yīng)產(chǎn)生中間流162和/或富甲烷流64時(shí)，該反應(yīng)器有時(shí)可被稱為“甲烷化反應(yīng)器”、“合成天然氣反應(yīng)器”或“sng反應(yīng)器”。
sng反應(yīng)器可以在250℃與450℃之間，并且優(yōu)選地在290℃與380℃之間操作。另外，sng反應(yīng)器的操作壓力可以類似于hhr反應(yīng)器的操作壓力，例如在hhr反應(yīng)器與sng反應(yīng)器之間僅具有最小的壓降。例如，hhr反應(yīng)器可以在20psig至100psig之間操作，并且sng反應(yīng)器可以在18psig至98psig之間操作，其假定由于位于兩個(gè)反應(yīng)器之間的部件(例如熱交換器和氣體干燥器)而產(chǎn)生2psig的壓降(減小)。
除氣反應(yīng)器156可以具有任何合適的設(shè)計(jì)，例如管狀或圓柱形設(shè)計(jì)。另外，除氣反應(yīng)器156可以包括任何合適的含催化劑床或區(qū)域以加速化學(xué)反應(yīng)或轉(zhuǎn)化速率。當(dāng)除氣機(jī)構(gòu)是甲烷化時(shí)，除氣反應(yīng)器可以包括合適的甲烷化催化劑166，以促進(jìn)由至少基本上干燥的流160產(chǎn)生中間流162和/或富甲烷流64。合適的甲烷化催化劑的實(shí)例包括鎳基催化劑(例如
除氣反應(yīng)器156可以被配置成將至少基本上干燥的流160中的一部分碳氧化物氣體和/或一部分氫氣轉(zhuǎn)化為甲烷氣體和水。作為實(shí)例，除氣反應(yīng)器156可以被配置成將二氧化碳?xì)怏w和氫氣轉(zhuǎn)化為甲烷氣體和水，如在下面的近似化學(xué)反應(yīng)中所示。
co2+4h2→ch4+2h2o
作為另一個(gè)實(shí)例，除氣反應(yīng)器156可以被配置成將一氧化碳?xì)怏w和氫氣轉(zhuǎn)化為甲烷氣體和水，如在下面的近似化學(xué)反應(yīng)中所示。
co+3h2→ch4+h2o
以上化學(xué)式僅是實(shí)例，并不代表在除氣反應(yīng)器中可能發(fā)生的所有轉(zhuǎn)化和/或反應(yīng)。
除氣組件156可以包括例如串聯(lián)或并聯(lián)的兩個(gè)或更多個(gè)除氣反應(yīng)器156，以除去碳氧化物氣體和/或氫氣。在一些實(shí)施例中，除水組件可以在一個(gè)或多個(gè)除氣反應(yīng)器156的上游。在一些實(shí)施例中，除水組件可以在每個(gè)除氣反應(yīng)器156的上游。
除氣組件154還可以包括加熱組件158形式的溫度調(diào)節(jié)組件。加熱組件可以被配置成由至少一個(gè)加熱燃料流170產(chǎn)生至少一個(gè)加熱的排氣流(或燃燒流)168，其通常在空氣存在下燃燒。在圖8中隨著加熱除氣反應(yīng)器156一起示意性地示出了加熱的排氣流168。加熱組件158可以包括被配置成產(chǎn)生加熱的排氣流的任何合適的結(jié)構(gòu)，例如燃燒器或燃燒催化器，其中燃料與空氣一起燃燒以產(chǎn)生加熱的排氣流。加熱組件可以包括被配置成啟動(dòng)燃料的燃燒的點(diǎn)火器或點(diǎn)火源172。
加熱組件158可以在除氣反應(yīng)器156中實(shí)現(xiàn)和/或維持任何合適的溫度。例如，加熱組件158可以將除氣反應(yīng)器加熱到至少目標(biāo)操作溫度和/或至少最小轉(zhuǎn)化溫度。當(dāng)除氣反應(yīng)器156經(jīng)由甲烷化反應(yīng)(其是放熱反應(yīng))除去氣體時(shí)，加熱組件可以首先將除氣反應(yīng)器加熱到目標(biāo)操作溫度，并且然后僅在需要時(shí)將除氣反應(yīng)器維持在目標(biāo)操作溫度下(例如因熱損失等)。
在一些實(shí)施例中，加熱組件158可以包括燃燒器組件174，并且可以被配置成接收至少一個(gè)燃料流170并且在空氣存在下燃燒燃料流以提供可以用于加熱除氣反應(yīng)器的一個(gè)或多個(gè)熱燃燒流168。空氣可以經(jīng)由各種機(jī)構(gòu)被輸送到加熱組件。例如，至少一個(gè)空氣流176可以作為單獨(dú)的流被輸送到加熱組件，如圖8所示?？蛇x地或者另外，空氣流176可以利用用于加熱組件158的燃料流170中的至少一個(gè)被輸送到加熱組件和/或可以從李永寧加熱組件的環(huán)境中抽離。
燃料流170可以包括適于被加熱組件158消耗以提供所需熱量輸出的任何可燃液體和/或氣體。在一些實(shí)施例中，原料輸送系統(tǒng)36可以提供一個(gè)或多個(gè)燃料流170。一些燃料流當(dāng)通過(guò)加熱組件158輸送和燃燒時(shí)可以是氣體，而其它燃料流可以作為液體流被輸送到加熱組件。用于燃料流158的合適的加熱燃料的實(shí)例包括含碳原料、低分子量可冷凝燃料和低分子量烴。其它實(shí)例包括來(lái)自副產(chǎn)物流178的氫氣和碳氧化物氣體。例如，來(lái)自燃料處理系統(tǒng)的其它部件和/或組件的一個(gè)或多個(gè)副產(chǎn)物流178可以用作燃料流170的合適的加熱燃料。
燃燒流168可以另外或可選地用于加熱燃料處理系統(tǒng)和/或使用加熱組件的其它系統(tǒng)的其它部分。在燃燒流168加熱除氣反應(yīng)器156和/或其它部件和組件之后，所述流可以作為燃燒排氣流180排出。
另外，可以使用其它配置和類型的加熱組件158。例如，加熱組件158可以是被配置成通過(guò)使用至少一個(gè)加熱元件(例如電阻加熱元件)、廢熱流、太陽(yáng)能加熱等產(chǎn)生熱量來(lái)加熱除氣反應(yīng)器156的電動(dòng)加熱組件。在這些實(shí)施例中，加熱組件158可以不接收和燃燒可燃燃料流來(lái)將除氣反應(yīng)器156加熱到合適的除氣溫度。
加熱組件還可以被配置成加熱其它部件和/或組件，例如原料輸送系統(tǒng)、原料供應(yīng)流、產(chǎn)甲烷組件，和/或凈化組件的其它組件，或這些系統(tǒng)、流和區(qū)域的任何合適的組合。加熱組件可以另外被配置成加熱精煉組件的其它部件。例如，加熱的排氣流可以被配置成加熱包含形成進(jìn)料流和/或燃料流的至少一部分的加熱燃料和/或氫氣生產(chǎn)流體的壓力容器和/或其它罐。
加熱組件158可以與除氣反應(yīng)器一起容納在組件外殼或殼體中。加熱組件可以相對(duì)于除氣反應(yīng)器單獨(dú)定位，但是與這個(gè)部件熱和/或流體連通以提供所需的加熱。加熱組件158可以部分地或完全地位于公共外殼內(nèi)，和/或加熱組件的至少一部分(或全部)可以位于該外殼的外部。當(dāng)加熱組件位于外殼的外部時(shí)，來(lái)自燃燒器組件174的熱燃燒氣體可以經(jīng)由合適的傳熱導(dǎo)管輸送到外殼內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)部件。
盡管除氣組件154和產(chǎn)甲烷組件94(在圖2中)被示出為各自包括加熱組件，但是除氣組件和產(chǎn)甲烷組件可以具有公共加熱組件，所述公共加熱組件可以位于產(chǎn)甲烷組件的外殼內(nèi)、在除氣組件的外殼內(nèi)，或者在一個(gè)或兩個(gè)所述外殼之外。當(dāng)在除氣組件與產(chǎn)甲烷組件之間存在公共加熱組件時(shí)，加熱組件可以包括合適的傳熱導(dǎo)管，以將熱量傳遞到除氣組件和/或產(chǎn)甲烷組件的各部件。另外，當(dāng)除氣組件154包括兩個(gè)或更多個(gè)除氣反應(yīng)器156時(shí)，除氣組件可以包括用于兩個(gè)或更多個(gè)除氣反應(yīng)器(并且在一些實(shí)施例中，用于所有除氣反應(yīng)器)的公共加熱組件158。此外，盡管除氣組件154被示出為包括單個(gè)除氣反應(yīng)器156和單個(gè)加熱組件158，但是除氣組件也可以包括兩個(gè)或更多個(gè)除氣反應(yīng)器156和/或兩個(gè)或更多個(gè)加熱組件158，如圖8中虛線所示。
除氣反應(yīng)器156和加熱組件158可以以任何合適的配置布置。在圖9至圖10中示出了合適的配置的實(shí)例。在圖9中，除氣反應(yīng)器156被設(shè)置在加熱組件158的上方。在圖10中，加熱組件158與除氣反應(yīng)器156間隔開并與其相鄰。
圖11中示出了除氣組件130的另一個(gè)實(shí)例，其通常以184表示。除非特別排除，否則除氣組件184可以包括在本公開中描述的其它除氣組件的一個(gè)或多個(gè)部件。除氣組件184可以包括至少一個(gè)氣體分離組件186。
氣體分離組件186可以包括被配置成從至少基本上干燥的流188(例如來(lái)自上游除水組件)和/或從中間流189(例如來(lái)自上游除氣反應(yīng)器)中分離碳氧化物氣體和/或氫氣以產(chǎn)生具有與流188和/或189相比降低濃度的碳氧化物氣體和/或氫氣和/或增加濃度的甲烷氣體的富甲烷流190(例如，富甲烷流64)或者如果在下游存在附加的除氣組件產(chǎn)生中間流192的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，氣體分離組件186可以包括至少一個(gè)吸收器194，所述至少一個(gè)吸收器194被配置成接收適于經(jīng)由可逆化學(xué)結(jié)合和/或物理溶解從至少基本上干燥的流190和/或從中間流192中吸收至少一部分碳氧化物氣體和/或氫氣的至少一種化學(xué)試劑或吸收劑196。
所述吸收器被配置成接收吸收劑196并且將流188和/或189引流通過(guò)吸收劑以從這些流中吸收碳氧化物氣體和/或氫氣。如本文所使用的，“吸收”是指通過(guò)可逆或不可逆的方法(包括弱化學(xué)結(jié)合和/或物理溶劑化)將碳氧化物氣體和/或氫氣結(jié)合到吸收劑上或由吸收劑固定，并且結(jié)合的碳氧化物氣體和/或氫氣可能涉及與吸收劑進(jìn)行表面相互作用、與吸收劑進(jìn)行體積相互作用，或者這兩者。吸收劑196可以是液體形式、固體形式或組合。用于碳氧化物的吸收劑的合適實(shí)例包括結(jié)合碳氧化物的任何化學(xué)物質(zhì)或化學(xué)物質(zhì)的混合物，例如金屬氫氧化物(例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鎂等)；金屬氧化物(例如氧化鈉、氧化鉀、氧化鈣、氧化鎂、氧化鐵等)；有機(jī)胺，特別是鏈烷醇胺(例如單乙醇胺和二乙醇胺，在正常溫度和壓力下的兩種液體)；
與至少基本上干燥的流188和/或中間流189相比，離開吸收器194的富甲烷流190(或中間流192)可以包括降低濃度的碳氧化物氣體和/或氫氣和/或增加濃度的甲烷氣體。優(yōu)選地，富甲烷流包括小于12％的二氧化碳，并且特別優(yōu)選地小于5％的二氧化碳。吸收器194可以在小于100psig的壓力下操作，并且優(yōu)選地在10psig至50psig之間的壓力下操作。
當(dāng)吸收劑196是固體形式時(shí)，吸收器194可以包括兩個(gè)或更多個(gè)吸收劑床197，并且可以被配置成將流188和/或189引流到那些吸收劑床的第一床。當(dāng)該床幾乎被碳氧化物氣體和/或氫氣飽和時(shí)，吸收器可以被配置成引流到吸收劑床的另一個(gè)床，以使先前的吸收劑床的吸收劑被再充和/或再生。當(dāng)吸收劑196是液體形式時(shí)，吸收劑可被配置成在相對(duì)低的溫度下吸收或結(jié)合碳氧化物氣體和/或氫氣，并且然后在升高的溫度下釋放或解吸所述氣體。
氣體分離組件186可以可選地或另外包括膜接觸器組件198，所述膜接觸器組件198可以包括一個(gè)或多個(gè)可滲透膜200(例如一個(gè)或多個(gè)碳氧化物選擇性膜)。膜接觸器組件198可以被配置成從至少基本上干燥的流188和/或從中間流189中分離碳氧化物氣體和/或氫氣。例如，可滲透膜200可具有相對(duì)于甲烷氣體對(duì)碳氧化物氣體和/或氫氣相對(duì)高的滲透性，使來(lái)自流190和/或192的碳氧化物氣體和/或氫氣能夠從可滲透膜的進(jìn)料側(cè)通過(guò)到滲透?jìng)?cè)。
膜接觸器組件198可以另外被配置成接收適于從由流188和/或189中分離的碳氧化物氣體和/或氫氣(例如從可滲透膜的進(jìn)料側(cè)通過(guò)到滲透?jìng)?cè)的碳氧化物氣體和/或氫氣)中吸收至少一部分碳氧化物氣體和/或氫氣的至少一種液體化學(xué)試劑或液體吸收劑202。例如，膜接觸器組件可以在可滲透膜200的滲透?jìng)?cè)上接收吸收劑。液體吸收劑202可以被配置成在相對(duì)低的溫度下吸收或結(jié)合碳氧化物氣體和/或氫氣，并且然后在升高的溫度下釋放或解吸所述氣體。合適的液體吸收劑的實(shí)例包括鏈烷醇胺，例如單乙醇胺或二乙醇胺，或其水溶液。然而，可以使用其它有機(jī)胺、有機(jī)胺的溶液，或無(wú)機(jī)氫氧化物鹽和/或有機(jī)氫氧化物鹽的溶液。
當(dāng)氣體分離組件186包括接收液體吸收劑的吸收器194和/或可滲透膜200時(shí)，氣體分離組件可以產(chǎn)生具有吸收的碳氧化物氣體和/或氫氣的至少一個(gè)液體吸收劑流204(其也可以被稱為“廢液體吸收劑流”或“含氣體的液體吸收劑流”。當(dāng)產(chǎn)生廢液體吸收劑流204并且該流中的氣體的吸收是可逆的時(shí)，除氣組件184可以另外包括至少一個(gè)氣體提取組件206。
氣體提取組件206可以包括被配置成從液體吸收劑流204中提取(或解吸)吸收的氣體的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，氣體提取組件206可以包括一個(gè)或多個(gè)汽提器208。在一些實(shí)施例中，當(dāng)液體吸收劑包括吸收的碳氧化物氣體和/或氫氣時(shí)，氣體提取組件可以被配置成提取或解吸吸收的碳氧化物氣體和/或氫氣的至少大部分，以形成具有提取的至少大部分碳氧化物氣體和/或氫氣的至少基本上再生的液體吸收劑流(或汽提的液體吸收劑流)210，以及具有提取的碳氧化物氣體和/或氫氣的廢氣流212。
經(jīng)汽提的液體吸收劑流210可以被泵送或以其它方式運(yùn)輸?shù)綒怏w分離組件186以進(jìn)一步從流190和/或192中吸收碳氧化物氣體和/或氫氣?？蛇x地或另外，經(jīng)汽提的液體吸收劑流210可以被存儲(chǔ)以供以后使用。廢氣流212可以被泵送或以其它方式運(yùn)輸?shù)骄珶捊M件的一個(gè)或多個(gè)其它部件，例如以補(bǔ)充一個(gè)或多個(gè)加熱燃料流?？蛇x地，廢氣流212可以被存儲(chǔ)、被排放到空氣中或以其它方式被處置。
氣體提取組件206可以使用任何合適的機(jī)構(gòu)來(lái)再生具有吸收的氣體的液體吸收劑流204。當(dāng)在氣體分離組件186中使用的液體吸收劑被配置成在相對(duì)低的溫度下吸收或結(jié)合碳氧化物氣體和/或氫氣并且然后在升高的溫度下釋放或解吸所述氣體時(shí)，除氣組件184可以進(jìn)一步包括至少一個(gè)加熱組件214。所述加熱組件可以被配置成由至少一個(gè)加熱燃料流218產(chǎn)生至少一個(gè)加熱的排氣流(或燃燒流)216，其通常在空氣存在下燃燒。在圖11中隨著加熱氣體提取組件206示意性地示出了加熱的排氣流216。加熱的排氣流可以可選地或另外在氣體提取組件206之前加熱廢液體吸收劑流204，如圖11所示。
加熱組件214可以包括被配置成產(chǎn)生加熱的排氣流的任何合適的結(jié)構(gòu)，例如燃燒器或燃燒催化器，其中燃料與空氣一起燃燒以產(chǎn)生加熱的排氣流。加熱組件可以包括被配置成啟動(dòng)燃料的燃燒的點(diǎn)火器或點(diǎn)火源220。加熱組件214可以在該組件之前的氣體提取組件206和/或管道中實(shí)現(xiàn)和/或維持任何合適的溫度。例如，加熱組件214可以將氣體提取組件加熱到至少目標(biāo)操作溫度和/或所使用的特定液體吸收劑的至少最小提取或解吸溫度。
在一些實(shí)施例中，加熱組件214可以包括燃燒器組件222，并且可以被配置成接收至少一個(gè)燃料流218并且在空氣存在下燃燒燃料流以提供可用于加熱除氣反應(yīng)器的熱燃燒流216。空氣可以經(jīng)由各種機(jī)構(gòu)被輸送到加熱組件。例如，空氣流224可以作為單獨(dú)的流被輸送到加熱組件，如圖11所示?？蛇x地或者另外，空氣流224可以利用用于加熱組件214的燃料流218中的至少一個(gè)被輸送到加熱組件和/或可以從利用加熱組件的環(huán)境中抽離。
燃料流218可以包括適于被加熱組件214消耗以提供所需熱量輸出的任何可燃液體和/或氣體。一些燃料流當(dāng)被加熱組件214輸送和燃燒時(shí)可以是氣體，而其它燃料流可以作為液體流被輸送到加熱組件。用于燃料流218的合適的加熱燃料的實(shí)例包括含碳原料、低分子量可冷凝燃料和低分子量烴。其它實(shí)例包括來(lái)自一個(gè)或多個(gè)副產(chǎn)物流226的氫氣和/或碳氧化物氣體。例如，來(lái)自燃料處理系統(tǒng)的其它部件和/或組件的一個(gè)或多個(gè)副產(chǎn)物流226可以用作燃料流218的合適的加熱燃料。
燃燒流216可以另外或可選地用于加熱燃料處理系統(tǒng)和/或使用加熱組件的其它系統(tǒng)的其它部分。另外，可以使用其它配置和類型的加熱組件214。例如，加熱組件214可以是被配置成通過(guò)使用至少一個(gè)加熱元件(例如電阻加熱元件)、廢熱流、太陽(yáng)能加熱、電加熱等產(chǎn)生熱量來(lái)加熱在該組件上游的氣體提取組件206和/或管道的電動(dòng)加熱組件。在這些實(shí)施例中，加熱組件214可以不接收和燃燒可燃燃料流來(lái)將蒸發(fā)器加熱到合適的蒸發(fā)溫度和/或?qū)a(chǎn)甲烷反應(yīng)器加熱到合適的產(chǎn)甲烷溫度。
加熱組件還可以被配置成加熱其它部件和/或組件，例如原料輸送系統(tǒng)、原料供應(yīng)流、產(chǎn)甲烷組件，和/或凈化組件的其它組件，或這些系統(tǒng)、流和區(qū)域的任何合適的組合。加熱組件可以另外被配置成加熱精煉組件的其它部件。例如，加熱的排氣流可以被配置成加熱包含形成用于燃料處理系統(tǒng)的進(jìn)料和/或燃料流的至少一部分的加熱燃料和/或氫氣生產(chǎn)流體的壓力容器和/或其它罐。
加熱組件214可以與氣體分離組件和氣體提取組件一起容納在組件外殼或殼體226中。加熱組件可以相對(duì)于這些組件中的一個(gè)或兩個(gè)單獨(dú)地定位，但是與這些組件中的一個(gè)或兩個(gè)熱和/或流體連通以提供所需的加熱。加熱組件214可以部分地或完全地位于公共外殼內(nèi)，和/或加熱組件的至少一部分(或全部)可以位于所述外殼的外部。當(dāng)加熱組件位于外殼的外部時(shí)，來(lái)自燃燒器組件222的熱燃燒氣體可以經(jīng)由合適的傳熱導(dǎo)管輸送到外殼內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)部件。
盡管除氣組件184(在圖11中)、除氣組件154(圖8)和產(chǎn)甲烷組件94(在圖2中)被示出為各自包括加熱組件，但是除氣組件184、除氣組件154和/或產(chǎn)甲烷組件94可以具有公共加熱組件，該公共加熱組件可以位于產(chǎn)甲烷組件的外殼內(nèi)、在除氣組件中的一個(gè)或多個(gè)的外殼內(nèi)，或者在這些外殼之外。當(dāng)在除氣組件與產(chǎn)甲烷組件之間存在公共加熱組件時(shí)，加熱組件可以包括合適的傳熱導(dǎo)管，以將熱量傳遞到除氣組件和/或產(chǎn)甲烷組件的各部件。另外，當(dāng)氣體提取組件206包括兩個(gè)或更多個(gè)汽提器208時(shí)，氣體提取組件可以包括用于兩個(gè)或更多個(gè)汽提器(以及在一些實(shí)施例中，用于所有汽提器)的公共加熱組件214。此外，盡管除氣組件184被示出為包括單個(gè)氣體分離組件186、單個(gè)氣體提取組件206和單個(gè)加熱組件214，但是除氣組件可以包括兩個(gè)或更多個(gè)氣體分離組件、兩個(gè)或更多個(gè)氣體提取組件和/或兩個(gè)或更多個(gè)加熱組件，如圖11中虛線所示。
在圖12中示出了精煉組件30的另一個(gè)實(shí)例，其通常以230表示。除非特別排除，否則精煉組件230可以包括在本公開中的其它精煉組件和/或其它組件的一個(gè)或多個(gè)部件。精煉組件230可以包括原料輸送系統(tǒng)232和燃料處理系統(tǒng)234。
原料輸送系統(tǒng)232可以包括被配置成將一個(gè)或多個(gè)進(jìn)料流和/或燃料流輸送到精煉組件230的一個(gè)或多個(gè)其它部件的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，原料輸送系統(tǒng)可以包括水源236、豐富天然氣源238和泵240。水源可以是被配置成向燃料處理系統(tǒng)234提供水流242(例如去離子水流)的存儲(chǔ)罐、存儲(chǔ)容器、貯水池、天然水體等。豐富天然氣源238可以是被配置成向燃料處理系統(tǒng)提供豐富天然氣流244的井口、存儲(chǔ)罐、存儲(chǔ)容器、脫硫組件等。泵240可以具有被配置成將水輸送或運(yùn)輸?shù)饺剂咸幚硐到y(tǒng)234的任何合適的結(jié)構(gòu)。豐富天然氣流244可以與水流242組合以形成至少一個(gè)含液體進(jìn)料流246?？蛇x地或另外，豐富天然氣流可以被輸送或運(yùn)輸?shù)饺剂咸幚硐到y(tǒng)234并且在燃料處理系統(tǒng)處與水流組合。在一些實(shí)施例中，原料輸送系統(tǒng)232可以包括一個(gè)或多個(gè)附加的泵和/或壓縮機(jī)，以輸送或運(yùn)輸豐富天然氣流244，從而與水流242組合和/或輸送或運(yùn)輸?shù)饺剂咸幚硐到y(tǒng)234。
燃料處理系統(tǒng)234可以包括被配置成處理豐富天然氣流244例如以增加豐富天然氣流中甲烷氣體的濃度和/或減少豐富天然氣流中其它組分的濃度的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，燃料處理系統(tǒng)234可以包括至少一個(gè)產(chǎn)甲烷組件248、熱交換組件250、除水組件252、第一除氣組件254和第二除氣組件258。產(chǎn)甲烷組件248可以包括被配置成接收含液體進(jìn)料流246(或水流242和豐富天然氣流244)并且產(chǎn)生包含作為主要組分的甲烷氣體但也含水和其它氣體的輸出流260的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，產(chǎn)甲烷組件248可以包括至少一個(gè)蒸發(fā)區(qū)域或蒸發(fā)器262、至少一個(gè)產(chǎn)甲烷區(qū)域或反應(yīng)器264，以及至少一個(gè)加熱組件266，如圖13所示。
蒸發(fā)器262可以包括被配置成接收和蒸發(fā)至少一部分含液體進(jìn)料流(例如含液體進(jìn)料流246)的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，蒸發(fā)器262可以被配置成將含液體進(jìn)料流246至少部分地轉(zhuǎn)化為一個(gè)或多個(gè)至少基本上蒸發(fā)的流268。在一些實(shí)施例中，至少基本上蒸發(fā)的流可以包括液體。合適的蒸發(fā)器的實(shí)例是盤管式蒸發(fā)器，例如盤繞的不銹鋼管。
產(chǎn)甲烷反應(yīng)器264可以包括被配置成接收一個(gè)或多個(gè)進(jìn)料流(例如來(lái)自蒸發(fā)器的至少基本上蒸發(fā)的流268)以產(chǎn)生包含作為主要組分的甲烷氣體、水和其它氣體的一個(gè)或多個(gè)輸出流260的任何合適的結(jié)構(gòu)。產(chǎn)甲烷反應(yīng)器可以經(jīng)由任何合適的機(jī)構(gòu)產(chǎn)生輸出流。例如，產(chǎn)甲烷反應(yīng)器264可以經(jīng)由重質(zhì)烴重整反應(yīng)產(chǎn)生輸出流260。在該實(shí)例中，產(chǎn)甲烷反應(yīng)器264可以包括被配置成便于和/或促進(jìn)重質(zhì)烴重整反應(yīng)的催化劑270。當(dāng)產(chǎn)甲烷反應(yīng)器264經(jīng)由重質(zhì)烴重整反應(yīng)產(chǎn)生輸出流260時(shí)，產(chǎn)甲烷反應(yīng)器可以被稱為“重?zé)N重整反應(yīng)器”或“hhr反應(yīng)器”，并且輸出流260可以被稱為“重整流”。
加熱組件266可以包括被配置成產(chǎn)生用于加熱產(chǎn)甲烷組件的一個(gè)或多個(gè)其它部件的至少一個(gè)加熱的排氣流272的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，加熱組件可以將蒸發(fā)器加熱到任何合適的溫度，例如至少最小蒸發(fā)溫度或至少一部分含液體進(jìn)料流被蒸發(fā)形成至少基本上蒸發(fā)的流的溫度。另外或可選地，加熱組件266可以將產(chǎn)甲烷反應(yīng)器加熱到任何合適的溫度，例如至少最小產(chǎn)甲烷溫度或至少一部分蒸發(fā)的進(jìn)料流反應(yīng)產(chǎn)生甲烷氣體形成輸出流的溫度。加熱組件可以與產(chǎn)甲烷組件的一個(gè)或多個(gè)其它部件(例如蒸發(fā)器和/或產(chǎn)甲烷反應(yīng)器)熱連通。
加熱組件可以包括燃燒器組件274、至少一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)276和點(diǎn)火器組件278，如圖13所示。燃燒器組件可以包括被配置成接收至少一個(gè)空氣流280和至少一個(gè)燃料流282并且燃燒至少一個(gè)燃料流以產(chǎn)生加熱的排氣流272的任何合適的結(jié)構(gòu)。燃料流可以由原料輸送系統(tǒng)232和/或除氣組件中的一個(gè)或多個(gè)提供。例如，除去碳氧化物氣體和/或氫氣的一個(gè)或多個(gè)除氣組件可以將這些氣體作為副產(chǎn)物燃料流283發(fā)送到燃燒器組件274。
燃料流282和/或283可以經(jīng)由泵284和/或其它合適的裝置輸送到燃燒器組件274。如果燃料流282和/或283在足夠的壓力下可用，泵284可能不是必需的，而是可以被排除。盡管泵284被示出為將燃料流282而不是副產(chǎn)物燃料流283輸送到燃燒器組件274，但是泵可以可選地或另外將副產(chǎn)物燃料流283輸送到燃燒器組件274，或者一個(gè)或多個(gè)其它泵可以將副產(chǎn)物燃料流運(yùn)輸?shù)饺紵鹘M件。隔膜和活塞泵送機(jī)構(gòu)是用作泵284的合適的泵的實(shí)例，但是也可以使用其它類型的泵和壓縮機(jī)。鼓風(fēng)機(jī)276可以包括被配置成產(chǎn)生空氣流280的任何合適的結(jié)構(gòu)。點(diǎn)火器組件278可以包括被配置成點(diǎn)燃燃料流282和/或283的任何合適的結(jié)構(gòu)。盡管產(chǎn)甲烷組件248被示出為包括單個(gè)蒸發(fā)器262、單個(gè)產(chǎn)甲烷反應(yīng)器264和單個(gè)加熱組件266，但是產(chǎn)甲烷組件也可以包括兩個(gè)或更多個(gè)蒸發(fā)器262、兩個(gè)或更多個(gè)產(chǎn)甲烷反應(yīng)器264和/或兩個(gè)或更多個(gè)加熱組件266，如圖13中虛線所示。
在一些實(shí)施例中，產(chǎn)甲烷組件248可以包括外殼或殼體285，所述外殼或殼體285可以至少部分地包含該組件的一個(gè)或多個(gè)其它部件。例如，外殼285可以至少部分地包含蒸發(fā)器262、產(chǎn)甲烷反應(yīng)器264和/或加熱組件266，如圖13所示。外殼285可以包括被配置成排出由加熱組件266產(chǎn)生的至少一個(gè)燃燒排氣流287的一個(gè)或多個(gè)排氣口286。所述外殼或殼體可以包括絕緣體和/或護(hù)套。
返回參照?qǐng)D12，熱交換組件250可以包括被配置成將熱量從精煉組件的一部分傳遞到一個(gè)或多個(gè)其它部分的一個(gè)或多個(gè)熱交換器。例如，熱交換組件250可以包括第一熱交換器288和第二熱交換器289。第一熱交換器可以被配置成將熱量從輸出流260傳遞到離開除水組件252的至少基本上干燥的流290，以在除氣組件254之前提升基本上干燥的流的溫度，以及在除水組件252之前冷卻輸出流260。第二熱交換器289可以被配置成在另一個(gè)除氣組件(例如第二除氣組件258)之前冷卻離開上游除氣組件(例如第一除氣組件254)的中間流292。例如，第二熱交換器289可以將中間流292冷卻至小于或等于100℃，并且優(yōu)選地小于或等于50℃。在一些實(shí)施例中，熱交換組件250可以包括一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇294，以冷卻通過(guò)第一和/或第二熱交換器的一個(gè)或多個(gè)流。盡管第二熱交換器289被示出為僅接收來(lái)自風(fēng)扇294的冷卻流，但是該熱交換器可以可選地或另外(例如從精煉組件的一個(gè)或多個(gè)其它部分或部件)接收一個(gè)或多個(gè)其它冷卻流體流。
除水組件252可以包括被配置成從輸出流260中除去水以產(chǎn)生至少基本上干燥的流290的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，除水組件252可以包括至少一個(gè)氣體干燥器296，所述至少一個(gè)氣體干燥器296被配置成從輸出流260中除去至少大部分水蒸氣并且由除去的水蒸氣形成至少一個(gè)再生水流298。在一些實(shí)施例中，除水組件可以包括被配置成從輸出流260中除去至少大部分液體水的至少一個(gè)脫水裝置299。當(dāng)精煉組件230包括一個(gè)或多個(gè)脫水裝置299時(shí)，那些裝置可以在氣體干燥器的直接上游(或者就在氣體干燥器之前)，并且可以由除去的水產(chǎn)生至少一部分再生水流298。在一些實(shí)施例中，除水組件252可以包括再生水泵300，所述再生水泵300被配置成將再生水流移動(dòng)或運(yùn)輸?shù)皆陷斔拖到y(tǒng)232，例如以將水添加或補(bǔ)充到水源236中。再生水流也可以被送到精煉組件230的一個(gè)或多個(gè)其它部件、被送到排放口和/或以其它方式被處置。
第一除氣組件254可以包括被配置成從一個(gè)或多個(gè)流(例如至少基本上干燥的流290)中除去一種或多種其它氣體(例如除甲烷氣體以外的氣體)并且產(chǎn)生具有較低濃度的其它氣體和/或較高濃度的甲烷氣體的一個(gè)或多個(gè)中間流292的任何合適的結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，中間流292可以包括小于5％的氫氣，并且優(yōu)選地小于3％的氫氣；以及小于15％的二氧化碳。例如，第一除氣組件254可以包括至少一個(gè)除氣區(qū)域或反應(yīng)器302和至少一個(gè)加熱組件304，如圖14所示。
除氣反應(yīng)器302可以包括被配置成接收一個(gè)或多個(gè)至少基本上干燥的流290并且產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)中間流292的任何合適的結(jié)構(gòu)。除氣反應(yīng)器可以經(jīng)由任何合適的機(jī)構(gòu)產(chǎn)生中間流。例如，除氣反應(yīng)器302可以經(jīng)由甲烷化反應(yīng)產(chǎn)生中間流292。在該實(shí)例中，除氣反應(yīng)器302可以包括被配置成便于和/或促進(jìn)甲烷化反應(yīng)的催化劑306。當(dāng)除氣反應(yīng)器302經(jīng)由甲烷化反應(yīng)產(chǎn)生中間流292時(shí)，除氣反應(yīng)器可以被稱為“合成天然氣反應(yīng)器”或“sng反應(yīng)器”。
加熱組件304可以包括被配置成產(chǎn)生用于加熱除氣組件的一個(gè)或多個(gè)其它部件的至少一個(gè)加熱的排氣流308的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，加熱組件可以將除氣反應(yīng)器加熱到任何合適的溫度，例如至少最小甲烷化溫度或至少基本上干燥的流中的至少一部分碳氧化物氣體和氫氣反應(yīng)產(chǎn)生甲烷氣體和水以形成中間流的溫度。加熱組件可以與除氣組件的一個(gè)或多個(gè)其它部件(例如除氣反應(yīng)器)熱連通。
加熱組件可以包括燃燒器組件310、至少一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)312和點(diǎn)火器組件314，如圖14所示。燃燒器組件可以包括被配置成接收至少一個(gè)空氣流316和至少一個(gè)燃料流318并且燃燒至少一個(gè)燃料流以產(chǎn)生加熱的排氣流308的任何合適的結(jié)構(gòu)。燃料流可以由原料輸送系統(tǒng)232和/或一個(gè)或多個(gè)其它除氣組件提供。例如，除去碳氧化物氣體和/或氫氣的一個(gè)或多個(gè)除氣組件可以將這些氣體作為副產(chǎn)物燃料流320發(fā)送到燃燒器組件310。
燃料流318和/或320可以經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)泵324和/或其它合適的裝置輸送到燃燒器組件310。如果燃料流318和/或320在足夠的壓力下可用，則泵324可以不是必需的，而是可以被排除。盡管泵324被示出為將燃料流318而不是副產(chǎn)物流320運(yùn)輸?shù)饺紵鹘M件310，但是泵可以可選地或另外將副產(chǎn)物燃料流320運(yùn)輸?shù)饺紵鹘M件310，或者一個(gè)或多個(gè)其它泵可以將副產(chǎn)物燃料流運(yùn)輸?shù)饺紵鹘M件。隔膜和活塞泵送機(jī)構(gòu)是用作泵324的合適的泵的實(shí)例，但是可以使用其它類型的泵和壓縮機(jī)。鼓風(fēng)機(jī)312可以包括被配置成產(chǎn)生空氣流316的任何合適的結(jié)構(gòu)。點(diǎn)火器組件314可以包括被配置成點(diǎn)燃流318和/或320的任何合適的結(jié)構(gòu)。盡管除氣組件254被示出為包括單個(gè)除氣反應(yīng)器302和單個(gè)加熱組件304，但是除氣組件也可以包括兩個(gè)或更多個(gè)除氣反應(yīng)器302和/或兩個(gè)或更多個(gè)加熱組件304，如圖14中虛線所示。
在一些實(shí)施例中，除氣組件254可以包括外殼或殼體326，所述外殼或殼體326可以至少部分地包含該組件的一個(gè)或多個(gè)其它部件。例如，外殼326可以至少部分地包含除氣反應(yīng)器302和/或加熱組件304，如圖14所示。外殼326可以包括一個(gè)或多個(gè)排氣口328，所述一個(gè)或多個(gè)排氣口328被配置成排出由加熱組件304產(chǎn)生的至少一個(gè)燃燒排氣流330。所述外殼或殼體326可包括絕緣體和/或護(hù)套。
中間流292主要是具有小于15％的碳氧化物和小于5％的氫的甲烷。對(duì)于一些應(yīng)用，例如發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒，中間流92可包含豐富的甲烷，并且充分耗盡碳氧化物和氫氣，以適合于不做進(jìn)一步處理。在這種情況下，可以排除附加的除氣組件，例如第二除氣組件258。
返回參照?qǐng)D12，在一些實(shí)施例中，精煉組件230可以包括一個(gè)或多個(gè)附加的熱交換器334、一個(gè)或多個(gè)附加的除水組件336(具有用于將再生水運(yùn)輸?shù)皆陷斔拖到y(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)泵337)，以及一個(gè)或多個(gè)附加的除氣組件338。除水組件336和/或除氣組件338可以分別與除水組件252和第一除氣組件254相同或不同。例如，除水組件336可以包括氣體干燥器。另外，除氣組件338可以包括除氣反應(yīng)器，例如sng反應(yīng)器。可選地，除氣組件338可以包括下面描述的第二除氣組件258的一個(gè)或多個(gè)部件。盡管圖12中僅示出了單個(gè)熱交換器334、單個(gè)除水組件336和單個(gè)除氣組件338，但是精煉組件230可以包括附加的熱交換器、除水組件和除氣組件，它們可以與熱交換器334、除水組件336和除氣組件338串聯(lián)和/或并聯(lián)。附加的除水組件和除氣組件可以分別與除水組件336和除氣組件338相同或不同。
第二除氣組件258可以包括被配置成從一個(gè)或多個(gè)流(例如中間流292)中除去一種或多種其它氣體(例如除甲烷氣體以外的氣體)以形成至少一個(gè)富甲烷流332的任何合適的結(jié)構(gòu)，所述至少一個(gè)富甲烷流332可以包括比中間流292更高的甲烷濃度和/或存在于中間流中的降低濃度的一種或多種其它氣體(或雜質(zhì))。在一些實(shí)施例中，第二除氣組件可以利用除去的氣體形成至少一個(gè)副產(chǎn)物流333。下面描述了第二除氣組件258的實(shí)例。
在一些實(shí)施例中，精煉組件230可以包括控制系統(tǒng)340，所述控制系統(tǒng)340可以包括被配置成控制和/或監(jiān)測(cè)精煉組件的操作的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，控制系統(tǒng)340可以包括控制組件342、一個(gè)或多個(gè)流量測(cè)量裝置344、一個(gè)或多個(gè)溫度測(cè)量裝置346，以及一個(gè)或多個(gè)控制閥348，如圖12至圖13所示。
控制組件342可以至少部分地基于所檢測(cè)的流速檢測(cè)豐富天然氣流244的流速并且調(diào)節(jié)水流242的輸送(例如流速)。另外，控制組件342可以經(jīng)由溫度測(cè)量裝置346(例如熱電偶和/或其它合適的裝置)檢測(cè)產(chǎn)甲烷反應(yīng)器和/或除氣反應(yīng)器中的溫度，并且至少部分地基于檢測(cè)到的溫度經(jīng)由控制閥348調(diào)節(jié)燃料流和/或副產(chǎn)物燃料流的流速和/或通過(guò)控制鼓風(fēng)機(jī)的速度調(diào)節(jié)空氣流的流速。例如，如果檢測(cè)到的溫度低于最小溫度(例如最小產(chǎn)甲烷溫度或最小除氣溫度)，則控制組件342可經(jīng)由控制閥348增加燃料流和/或副產(chǎn)物燃料流的流速。另外，如果檢測(cè)到的溫度高于最大溫度(例如最大產(chǎn)甲烷溫度或最大除氣溫度)，則控制組件342可以經(jīng)由控制閥348減小燃料流和/或副產(chǎn)物燃料流的流速和/或增加鼓風(fēng)機(jī)的速度。
在一些實(shí)施例中，控制系統(tǒng)340可以包括一個(gè)或多個(gè)其它測(cè)量裝置，例如以測(cè)量豐富天然氣流中的硫穿透、水流中去離子水的電導(dǎo)率(或電阻率)、泵電機(jī)速度、泵排出流速、操作溫度、操作壓力等?？刂平M件342可以至少部分地基于一個(gè)或多個(gè)測(cè)量裝置提供即將到來(lái)的維護(hù)需要的早期警告。在一些實(shí)施例中，控制系統(tǒng)340可以提供對(duì)精煉組件230的一個(gè)或多個(gè)部件的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制。
圖15中示出了第二除氣組件258的實(shí)例，其通常以350表示。除非特別排除，否則第二除氣組件258可以包括本公開中其它除氣組件和/或其它組件的一個(gè)或多個(gè)部件。除氣組件350可以包括至少一個(gè)吸收器352、至少一個(gè)汽提器354、至少一個(gè)加熱組件356、至少一個(gè)泵358，以及至少一個(gè)熱交換器360。
吸收器352可以包括被配置成接收適于從一個(gè)或多個(gè)流(例如中間流292)吸收至少一部分碳氧化物氣體和/或氫氣的液體吸收劑流362和/或?qū)⑦@些流(例如中間流292)引流通過(guò)液體吸收劑流的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，吸收器352可以包括至少一個(gè)噴霧嘴364，所述至少一個(gè)噴霧嘴364被配置成將液體吸收劑流至少部分地霧化成一個(gè)或多個(gè)噴射的液體吸收劑流366。吸收器可以被配置成以任何合適的流動(dòng)配置(例如逆流、錯(cuò)流或平行流)將中間流292引流通過(guò)噴射的液體吸收劑流366。隨著中間流292流過(guò)噴射的液體吸收劑流，碳氧化物氣體和/或氫氣可以至少部分地被噴射的流吸收以形成富甲烷流332，而沒(méi)有吸收的碳氧化物氣體和/或氫氣以及具有吸收的碳氧化物氣體和/或氫氣的廢液體吸收劑流368。吸收器352可以在小于100psig的壓力下操作，并且優(yōu)選地在10psig至50psig之間的壓力下操作。
盡管圖15示出了具有噴霧嘴364的吸收器352，但是另一種合適的配置是在不使用噴霧嘴的情況下使液體吸收劑流362返回。例如，液體吸收劑流362可以通過(guò)合適的管或管道連接進(jìn)入吸收器352的頂部、中部或底部，并且可以使液體吸收劑在吸收器的底部積聚填充體積。中間流292可被引導(dǎo)起泡通過(guò)液體吸收劑的體積以除去至少一部分碳氧化物氣體和/或氫氣，從而形成富甲烷流332。
汽提器354可以包括被配置成接收一個(gè)或多個(gè)廢液體吸收流368、從這些流中汽提吸收的碳氧化物氣體和/或氫氣，和/或?qū)⒁粋€(gè)或多個(gè)經(jīng)汽提的液體吸收流370輸送到吸收器352的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，汽提器354可以包括至少一個(gè)噴霧嘴372，所述至少一個(gè)噴霧嘴372被配置成將廢液體吸收劑流至少部分地霧化成一個(gè)或多個(gè)噴射的廢液體吸收物流374。汽提器354可以經(jīng)由任何合適的機(jī)構(gòu)汽提吸收的碳氧化物氣體和/或氫氣。例如，當(dāng)用于液體吸收劑流362的液體吸收劑在第一溫度范圍內(nèi)吸收或結(jié)合碳氧化物氣體和/或氫氣并且在比第一溫度范圍高的第二溫度范圍內(nèi)釋放或解吸碳氧化物氣體和/或氫氣時(shí)，則汽提器354可以被配置成從加熱組件356接收一個(gè)或多個(gè)加熱的排氣流376并且將這些流引流通過(guò)噴射的廢液體吸收劑流。
例如，噴射的廢液體流可以通過(guò)加熱的排氣流加熱到60℃至200℃之間，并且優(yōu)選地80℃至150℃之間，以驅(qū)除吸收的碳氧化物氣體和/或氫氣以產(chǎn)生或生成至少基本上再生的液體吸收劑流370。解吸的氣體的釋放可以形成至少一個(gè)廢氣流377。汽提器354可以在0psig至50psig的范圍內(nèi)操作，并且優(yōu)選地在0psig至10psig的范圍內(nèi)操作。
加熱組件356可以包括被配置成產(chǎn)生用于加熱噴射的廢液體吸收劑流374的至少一個(gè)加熱的排氣流376的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，加熱組件可以將汽提器加熱到任何合適的溫度，例如在噴射的廢液體吸收劑流中的碳氧化物氣體和/或氫氣的至少最小釋放或解吸溫度。
加熱組件可以包括燃燒器組件378、至少一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)380和點(diǎn)火器組件382，如圖15所示。燃燒器組件可以包括被配置成接收至少一個(gè)空氣流384和至少一個(gè)燃料流386并且燃燒至少一個(gè)燃料流以產(chǎn)生加熱的排氣流376的任何合適的結(jié)構(gòu)。燃料流可以由原料輸送系統(tǒng)232和/或除氣組件中的一個(gè)或多個(gè)提供。例如，除去碳氧化物氣體和/或氫氣的一個(gè)或多個(gè)除氣組件可以將這些氣體作為副產(chǎn)物燃料流388發(fā)送到燃燒器組件378。另外，至少一部分廢氣流377可用作所述副產(chǎn)物燃料流。燃料流386和/或388可以經(jīng)由泵和/或其它合適的裝置被輸送到燃燒器組件378。鼓風(fēng)機(jī)380可以包括被配置成產(chǎn)生空氣流384的任何合適的結(jié)構(gòu)。點(diǎn)火器組件382可以包括被配置成點(diǎn)燃燃料流386和/或388的任何合適的結(jié)構(gòu)。
另外，可以使用其它配置和類型的加熱組件356。例如，加熱組件356可以包括由至少一個(gè)電源組件396供電的至少一個(gè)加熱器394，如圖16所示。加熱器394可以包括至少一個(gè)加熱元件398(例如電阻加熱元件)。加熱元件可以在汽提器354(和/或噴霧嘴372)之前加熱廢液體吸收劑流368和/或可以加熱汽提器中的廢液體吸收劑流。電源組件396可以包括一根或多根電線(以使使用者能夠?qū)⒓訜崞鞑迦氲诫娫床遄?、太陽(yáng)能電池板、風(fēng)力渦輪機(jī)、燃料電池等。
泵358可以包括被配置成(例如通過(guò)噴霧嘴364或合適的管或管道連接)將經(jīng)汽提的液體吸收劑流370輸送或運(yùn)輸?shù)轿掌?52，用于從中間流292中吸收至少一部分碳氧化物氣體和/或氫氣的合適的結(jié)構(gòu)。熱交換器360可以包括被配置成將熱量從經(jīng)汽提的液體吸收劑流傳遞到廢液體吸收劑流的任何合適的結(jié)構(gòu)。
在一些實(shí)施例中，控制系統(tǒng)340可以進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)流體液位測(cè)量裝置390，如圖15所示。控制組件342可以經(jīng)由流體液位測(cè)量裝置390檢測(cè)吸收器352和/或汽提器354中的液位，并且至少部分地基于檢測(cè)到的流體液位來(lái)控制泵358的速度。例如，當(dāng)吸收器342中的流體液位高于預(yù)定最大水平或者汽提器354中的流體液位低于預(yù)定最小水平時(shí)，控制組件342可以降低泵358的速度(或經(jīng)汽提的液體吸收劑流370的流速)。另外，當(dāng)吸收器342中的流體液位低于預(yù)定最小水平或者汽提器354中的流體液位高于預(yù)定最大水平時(shí)，控制組件342可以增加泵358的速度。此外，控制組件342可以經(jīng)由溫度測(cè)量裝置346在圖16中(例如，在汽提器354之前或在汽提器354中)在廢液體吸收劑流368被加熱器394加熱之后檢測(cè)該流的溫度，并且至少部分地基于檢測(cè)到的溫度控制溫度設(shè)定和/或到加熱器的電力。例如，如果檢測(cè)到的溫度低于吸收的碳氧化物氣體和/或氫氣的最小釋放溫度，則控制組件342可以增加由加熱器提供的熱量。
在一些實(shí)施例中，除氣組件350可以包括外殼或殼體392，所述外殼或殼體392可以至少部分地包含該組件的一個(gè)或多個(gè)其它部件。例如，外殼392可以至少部分地包含吸收器352、汽提器354、加熱組件356、泵358和/或熱交換器360，如圖15至圖16所示。所述外殼或外殼可以包括絕緣體和/或護(hù)套。
圖17中示出了第二除氣組件258的另一個(gè)實(shí)例，其通常以400表示。除非特別排除，否則第二除氣組件400可以包括在本公開中的其它除氣組件的一個(gè)或多個(gè)部件。第二除氣組件400可以包括一個(gè)或多個(gè)吸收器402和控制閥404。
吸收器402可以包括適于從一個(gè)或多個(gè)流(例如中間流292)中吸收至少一部分碳氧化物氣體和/或氫氣和/或?qū)⑦@些流引流通過(guò)固體吸收劑的至少一種固體吸收劑406(例如在固體吸收劑床中)。隨著中間流292流過(guò)固體吸收劑，碳氧化物氣體和/或氫氣可以至少部分地被吸收形成沒(méi)有吸收的碳氧化物氣體和/或氫氣的富甲烷流332。第二除氣組件400可以包括任何合適數(shù)量的吸收器402。例如，第二除氣組件可以包括第一吸收器408和第二吸收器410，如圖17所示。盡管第二除氣組件400被示出為包括兩個(gè)吸收器402，但是該組件可以包括任何合適數(shù)量的吸收器，例如一個(gè)吸收器或者三個(gè)或更多個(gè)吸收器。
當(dāng)?shù)诙龤饨M件400包括兩個(gè)或更多個(gè)吸收器402時(shí)，第二除氣組件可以包括兩個(gè)或更多個(gè)控制閥404，所述兩個(gè)或更多個(gè)控制閥404可以包括被配置成隔離一個(gè)或多個(gè)吸收器402和/或引流到一個(gè)或多個(gè)其它吸收器402的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，中間流292可以被引導(dǎo)流過(guò)第一吸收器408，直到該吸收器中的固體吸收劑被碳氧化物氣體和/或氫氣飽和或基本上飽和。在那時(shí)，控制閥404可以隔離第一吸收器408并且將中間流292引流通過(guò)第二吸收器410直到第二吸收器中的固體吸收劑飽和或基本上飽和。被隔離的第一吸收器中的固體吸收劑可以在中間流292流過(guò)第二吸收器時(shí)被再充或再生，反之亦然。在一些實(shí)施例中，控制閥404可以是將中間流292引流到第一或第二吸收器和/或從第一或第二吸收器引流富甲烷流332的三向閥。
在一些實(shí)施例中，控制系統(tǒng)340可以包括一個(gè)或多個(gè)飽和度測(cè)量裝置412。在那些實(shí)施例中，控制組件342可以至少部分地基于檢測(cè)到的飽和度控制控制閥404的操作。例如，當(dāng)?shù)谝晃掌鞲哂陬A(yù)定的最大飽和度水平時(shí)，控制組件342可以控制控制閥從第一吸收器引流到第二吸收器。在一些實(shí)施例中，除氣組件400可以包括外殼或殼體413，所述外殼或殼體413可以至少部分地包含該組件的一個(gè)或多個(gè)其它部件。例如，外殼413可以至少部分地包含吸收器402和控制閥404，如圖17所示。外殼或殼體可以包括絕緣體和/或護(hù)套。
圖18中示出了第二除氣組件258的另一個(gè)實(shí)例，其通常以414表示。除非特別排除，否則第二除氣組件414可以包括本公開中的其它除氣組件和/或其它組件的一個(gè)或多個(gè)部件。第二除氣組件414可以包括除水組件416和膜組件418。
除水組件416可以包括被配置成從一個(gè)或多個(gè)流(例如中間流292)中除去水蒸氣和/或液體水以形成至少基本上干燥的流420的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，除水組件416可以包括至少一個(gè)脫水裝置422和/或至少一個(gè)氣體干燥器424。由除水組件416除去的水可以形成至少一個(gè)再生水流426，所述至少一個(gè)再生水流426可被送到原料輸送系統(tǒng)232和/或精煉組件的其它部件230。
膜組件418可以包括被配置成從至少基本上干燥的流420中分離至少一部分碳氧化物氣體和/或氫氣以形成富甲烷流332的任何合適的結(jié)構(gòu)。分離的碳氧化物氣體和/或氫氣可以形成副產(chǎn)物流333，所述副產(chǎn)物流333可以被送到原料輸送系統(tǒng)232、其它除氣組件的一個(gè)或多個(gè)加熱組件，和/或精煉組件230的其它部件。例如，膜組件418可以包括被配置成從流420中分離至少一部分碳氧化物氣體和/或氫氣的一個(gè)或多個(gè)碳氧化物選擇性膜428。膜組件418可以包括任何合適數(shù)量的膜428，如圖18中虛線所示。當(dāng)膜組件418包括兩個(gè)或更多個(gè)膜428時(shí)，那些膜可以并聯(lián)或串聯(lián)布置。在一些實(shí)施例中，除氣組件414可以包括外殼或殼體429，所述外殼或殼體429可以至少部分地包含該組件的一個(gè)或多個(gè)其它部件。例如，外殼429可以至少部分地包含膜組件418，如圖18所示。所述外殼或殼體可以包括絕緣體和/或護(hù)套。
圖19中示出了第二除氣組件258的另一個(gè)實(shí)例，其通常以430表示。除非特別排除，否則第二除氣組件430可以包括本公開中其它除氣組件和/或其它組件的一個(gè)或多個(gè)部件。第二除氣組件430可以包括除水組件432、膜接觸器組件434、至少一個(gè)汽提器436、至少一個(gè)加熱組件438、至少一個(gè)熱交換器440，以及至少一個(gè)泵442。
除水組件432可以包括被配置成從一個(gè)或多個(gè)流(例如中間流292)中除去水蒸氣和/或液體水以形成至少基本上干燥的流444的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，除水組件432可以包括至少一個(gè)脫水裝置446和/或至少一個(gè)氣體干燥器448。由除水組件432除去的水可以形成至少一個(gè)再生水流450，所述至少一個(gè)再生水流450可以被送到原料輸送系統(tǒng)232和/或精煉組件230的其它部件。
膜接觸器組件434可以包括被配置成從至少基本上干燥的流444中分離碳氧化物氣體和/或氫氣以形成富甲烷流332的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，膜接觸器組件434可以包括一個(gè)或多個(gè)膜接觸器452。膜接觸器可以包括多個(gè)碳氧化物選擇性膜454，所述多個(gè)碳氧化物選擇性膜454被配置成從流444中分離至少一部分碳氧化物氣體和/或氫氣。
膜454可以是中空纖維或小直徑管狀膜，其可以被密封(或灌封)到外殼456中，如圖20所示。外殼456可以包括入口和出口端口457和任何合適數(shù)量的膜454，例如數(shù)百到數(shù)千個(gè)這些膜。膜454可以具有任何合適的長(zhǎng)度，例如約1厘米至約2至3米，和/或任何合適的直徑，例如0.1毫米至5毫米。膜可以被配置成是多微孔的和/或?qū)μ佳趸餁怏w和/或氫氣是高度可滲透的。
膜454可以由對(duì)至少基本上干燥的流444(和/或輸出流292)的組分呈化學(xué)惰性的材料組成，無(wú)論這些組分是氣相和/或液相。另外，當(dāng)膜454是多微孔的時(shí)，膜可以由不被流444和/或292和/或液體吸收劑流470的組分的液相濕潤(rùn)的一種或多種材料組成。換句話說(shuō)，這些組分的液相不被毛細(xì)管力吸入到微孔結(jié)構(gòu)中。否則，如果膜的微孔結(jié)構(gòu)被液相填充，則碳氧化物氣體從液體填充的孔中相對(duì)較慢擴(kuò)散可能不利地影響膜的整體性能。合適的微孔聚丙烯膜的實(shí)例由
膜接觸器452可以將至少基本上干燥的流444(或中間流292，如果該流沒(méi)有被送到除水組件432)引流通過(guò)膜454的內(nèi)孔或內(nèi)腔458，如圖21所示。至少一部分碳氧化物氣體和/或氫氣可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)壁460進(jìn)入膜接觸器外殼中，如圖21中以462所示的。當(dāng)流444或292被引導(dǎo)流入和/或流過(guò)膜454的內(nèi)腔458時(shí)，內(nèi)腔的內(nèi)部可以被稱為“進(jìn)料側(cè)466”，并且外殼的內(nèi)部(和/或膜的外部)可以被稱為“滲透?jìng)?cè)468”。
可選地，膜接觸器可以將至少基本上干燥的流444(或中間流292)引流通過(guò)膜接觸器外殼和/或膜上方，如圖22所示。至少一部分碳氧化物氣體和/或氫氣可以通過(guò)壁460進(jìn)入膜454的內(nèi)腔458中，如圖22中以464所示的。當(dāng)流444或292被引導(dǎo)流入和/或流過(guò)膜接觸器外殼和/或膜上方時(shí)，膜接觸器外殼的內(nèi)部或膜的外部可以被稱為“進(jìn)料側(cè)466”，并且內(nèi)腔的內(nèi)部可以被稱為“滲透?jìng)?cè)468”。優(yōu)選地，當(dāng)內(nèi)腔直徑較小并且膜的長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，流444或292被引導(dǎo)流過(guò)膜的內(nèi)腔，以防止如果液體吸收劑流470被引導(dǎo)流過(guò)內(nèi)腔會(huì)遇到的高壓降。
另外，膜接觸器452可以在膜的滲透?jìng)?cè)接收至少一個(gè)液體吸收劑流470。液體吸收劑流可以適于吸收從膜454的進(jìn)料側(cè)通過(guò)到滲透?jìng)?cè)的至少一部分碳氧化物氣體和/或氫氣，以形成具有吸收的碳氧化物氣體和/或氫氣的吸收劑流472(其也可被稱為“廢液體吸收劑流472”)。例如，當(dāng)膜接觸器452被配置成通過(guò)膜454的內(nèi)腔458接收至少基本上干燥的流444(或中間流292)時(shí)，膜接觸器可以接收膜接觸器外殼456中的液體吸收劑流470。可選地，當(dāng)膜接觸器452被配置成通過(guò)膜接觸器外殼456接收流444或292時(shí)，膜接觸器可以通過(guò)膜454的內(nèi)腔458接收液體吸收劑流。液體吸收劑流470中的液體吸收劑可以被配置成在相對(duì)低的溫度下吸收(或結(jié)合)至少一部分碳氧化物氣體和/或氫氣，并且然后在升高的溫度下釋放(或解吸)那些氣體。優(yōu)選地，液體吸收劑流470中的液體吸收劑不被壓力循環(huán)驅(qū)動(dòng)。
膜接觸器組件434可以包括任何合適數(shù)量的膜接觸器452，如圖19中虛線所示。當(dāng)膜接觸器組件434包括兩個(gè)或更多個(gè)膜接觸器452時(shí)，這些膜接觸器可以并聯(lián)或串聯(lián)布置。
汽提器436可以包括被配置成接收一個(gè)或多個(gè)廢液體吸收劑流472、從這些流中汽提吸收的碳氧化物氣體和/或氫氣，和/或?qū)⒁粋€(gè)或多個(gè)經(jīng)汽提的液體吸收劑流474輸送到膜接觸器452的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，汽提器436可以包括至少一個(gè)噴霧嘴476，所述噴霧嘴476被配置成將廢液體吸收劑流至少部分地霧化成一個(gè)或多個(gè)噴射的廢液體吸收劑流478。汽提器436可以經(jīng)由任何合適的機(jī)構(gòu)汽提吸收的碳氧化物氣體和/或氫氣。例如，當(dāng)用于液體吸收劑流470的液體吸收劑在第一溫度范圍內(nèi)吸收或結(jié)合碳氧化物氣體和/或氫氣并且在比第一溫度范圍高的第二溫度范圍內(nèi)釋放或解吸碳氧化物氣體和/或氫氣時(shí)，則汽提器436可以被配置成從加熱組件438接收一個(gè)或多個(gè)加熱的排氣流480并且將這些流引流通過(guò)噴射的廢液體吸收劑流。
噴射的廢液體流可以由加熱的排氣流加熱到60℃至200℃之間，并且優(yōu)選地80℃至150℃之間，以驅(qū)除吸收的碳氧化物氣體和/或氫氣以產(chǎn)生或生成至少基本上再生的液體吸收劑流474。釋放或解吸的氣體可以形成至少一個(gè)廢氣流482。汽提器436可以在0psig至50psig的范圍內(nèi)操作，并且最優(yōu)選地在0psig至10psig的范圍內(nèi)操作。
加熱組件438可以包括被配置成產(chǎn)生用于加熱噴射的廢液體吸收劑流478的至少一個(gè)加熱的排氣流480的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，加熱組件可以將汽提器加熱到任何合適的溫度，例如噴射的廢液體吸收劑流中的碳氧化物氣體和/或氫氣的至少最小釋放或解吸溫度。
加熱組件可以包括燃燒器組件484、至少一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)486和點(diǎn)火器組件488，如圖19所示。燃燒器組件可以包括被配置成接收至少一個(gè)空氣流490和至少一個(gè)燃料流492并且燃燒至少一個(gè)燃料流以產(chǎn)生加熱的排氣流480的任何合適的結(jié)構(gòu)。燃料流可以由原料輸送系統(tǒng)232和/或一個(gè)或多個(gè)除氣組件提供。例如，除去碳氧化物氣體和/或氫氣的一個(gè)或多個(gè)除氣組件可以將這些氣體作為副產(chǎn)物燃料流494發(fā)送到燃燒器組件484。在一些實(shí)施例中，至少一部分廢氣流482可以補(bǔ)充燃料流492和/或494。燃料流492、494和/或482可以經(jīng)由泵和/或其它合適的裝置被輸送到燃燒器組件378。鼓風(fēng)機(jī)486可以包括被配置成產(chǎn)生空氣流492的任何合適的結(jié)構(gòu)。點(diǎn)火器組件488可以包括被配置成點(diǎn)燃燃料流492、494和/或482的任何合適的結(jié)構(gòu)。
另外，可以使用其它配置和類型的加熱組件438。例如，加熱組件438可以包括由至少一個(gè)電源組件500供電的至少一個(gè)加熱器498，如圖23所示。加熱器498可以包括至少一個(gè)加熱元件502(例如電阻加熱元件)。加熱元件可以在汽提器436(和/或噴霧嘴476)之前加熱廢液體吸收劑流472和/或可以加熱汽提器中的廢液體吸收劑流。電源組件500可以包括一根或多根電線(以使使用者能夠?qū)⒓訜崞鞑迦氲诫娫床遄?、太陽(yáng)能電池板、風(fēng)力渦輪機(jī)、燃料電池等。
熱交換器440可以包括被配置成將熱量從經(jīng)汽提的液體吸收劑流傳遞到廢液體吸收劑流的任何合適的結(jié)構(gòu)。泵442可以包括被配置成將經(jīng)汽提的液體吸收劑流474輸送或運(yùn)輸?shù)侥そ佑|器452用于從至少基本上干燥的流444(或中間流292)中再次吸收碳氧化合物氣體和/或氫氣的合適的結(jié)構(gòu)。
在一些實(shí)施例中，控制系統(tǒng)340可以進(jìn)一步包括壓力測(cè)量裝置504和至少一個(gè)控制閥506，如圖19所示。壓力測(cè)量裝置504可以包括壓力傳感器或提供已經(jīng)注冊(cè)并且由控制組件342處理的反饋信號(hào)(通常為4-20ma或電壓，例如0-5伏、0-10伏或0.5至4.5伏)的差壓傳感器?？刂崎y506可以包括例如比例閥。控制組件342可以經(jīng)由壓力測(cè)量裝置504檢測(cè)至少基本上干燥的流444和廢液體吸收劑流472中的壓力，并且至少部分地基于檢測(cè)到的壓力控制控制閥。例如，控制組件342可以被配置成確保廢液體吸收劑流的壓力高于至少基本上干燥的流中的壓力，以防止至少基本上干燥的流從進(jìn)料側(cè)流到滲透?jìng)?cè)并且起泡通過(guò)液體吸收劑流。
控制組件342可以解釋來(lái)自壓力測(cè)量裝置和信號(hào)控制閥506的壓力測(cè)量結(jié)果，以便如果廢液體吸收劑流的壓力高于至少基本上干燥的流的壓力超過(guò)預(yù)定壓力(或壓力范圍)則成比例地打開，并且如果廢液體吸收劑流的壓力低于至少基本上干燥的流的壓力小于預(yù)定壓力(或壓力范圍)則成比例地關(guān)閉。預(yù)定壓力范圍的實(shí)例為比至少基本上干燥的流的壓力高5psig至15psig。然而，可以選擇其它壓力范圍(和/或壓力)。
在一些實(shí)施例中，除氣組件430可以包括外殼或殼體508，所述外殼或殼體508可以至少部分地包含該組件的一個(gè)或多個(gè)其它部件。例如，外殼508可以至少部分地包含膜接觸器組件434、汽提器436、加熱組件438、熱交換器440和/或泵442，如圖19和圖23所示。在一些實(shí)施例中，外殼508可以包括絕緣體和/或護(hù)套。
返回參照?qǐng)D12，在一些實(shí)施例中，精煉組件230可以排除一個(gè)或多個(gè)部件，例如排除第二熱交換器289、第二除氣組件258、附加的熱交換器334、附加的除水組件336和/或附加的除氣組件338。在那些實(shí)施例中，第一除氣組件254可以生成和/或產(chǎn)生富甲烷流332。
圖24中示出了精煉組件30的另一個(gè)實(shí)例，其通常以510表示。除非特別排除，否則精煉組件510可以包括本公開中的其它精煉組件和/或其它組件的一個(gè)或多個(gè)部件。精煉組件510可以包括原料輸送系統(tǒng)512和燃料處理系統(tǒng)514。
原料輸送系統(tǒng)512可以包括被配置成將一個(gè)或多個(gè)進(jìn)料流和/或燃料流輸送到精煉組件510的一個(gè)或多個(gè)其它部件的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，原料輸送系統(tǒng)可以包括水源516、豐富天然氣源518和泵520。水源可以是被配置成向燃料處理系統(tǒng)514提供水流522(例如去離子水流)的存儲(chǔ)罐、存儲(chǔ)容器、貯水池、天然水體等。豐富天然氣源518可以是被配置成向燃料處理系統(tǒng)514提供豐富天然氣流524的井口、存儲(chǔ)罐、存儲(chǔ)容器、脫硫組件等。泵520可以具有被配置成將水輸送或運(yùn)輸?shù)饺剂咸幚硐到y(tǒng)514的任何合適的結(jié)構(gòu)。豐富天然氣流可以與水流組合以形成至少一個(gè)含液體進(jìn)料流526?？蛇x地或另外，豐富天然氣流可以被輸送或運(yùn)輸?shù)饺剂咸幚硐到y(tǒng)514并且在燃料處理系統(tǒng)處與水流組合。在一些實(shí)施例中，原料輸送系統(tǒng)512可以包括一個(gè)或多個(gè)附加的泵和/或壓縮機(jī)，以將豐富天然氣流524和/或水流522輸送或運(yùn)輸?shù)饺剂咸幚硐到y(tǒng)514。
燃料處理系統(tǒng)514可以包括被配置成處理豐富天然氣流524例如以增加豐富天然氣流中甲烷氣體的濃度和/或降低豐富天然氣流中其它組分的濃度的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，燃料處理系統(tǒng)514可以包括至少一個(gè)產(chǎn)甲烷組件528、熱交換組件530、除水組件532和膜組件534。
產(chǎn)甲烷組件528可以包括被配置成接收含液體進(jìn)料流526并且產(chǎn)生包含作為主要組分的甲烷氣體但也包含水和其它氣體的輸出流536的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，產(chǎn)甲烷組件528可以包括具有hhr催化劑540的至少一個(gè)重質(zhì)烴重整(hhr)反應(yīng)器538。
熱交換組件530可以包括被配置成將熱量從精煉組件的一部分傳遞到另一部分的一個(gè)或多個(gè)熱交換器。例如，熱交換組件530可以包括被配置成冷卻輸出流536的至少一個(gè)熱交換器538和一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇540。盡管熱交換器538被示出為經(jīng)由風(fēng)扇540冷卻輸出流536，但是熱交換器可以可選地或另外經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)冷卻流體流(例如一個(gè)或多個(gè)水流)被冷卻。
除水組件532可以包括被配置成從輸出流536中除去水以產(chǎn)生至少基本上干燥的流542的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，除水組件532可以包括至少一個(gè)氣體干燥器544，所述至少一個(gè)氣體干燥器544被配置成從輸出流536中除去至少大部分水蒸氣并且由除去的水蒸氣形成至少一個(gè)再生水流546。在一些實(shí)施例中，除水組件可以包括至少一個(gè)脫水裝置547，所述至少一個(gè)脫水裝置547被配置成從輸出流536中除去至少大部分液體水。當(dāng)精煉組件510包括一個(gè)或多個(gè)脫水裝置時(shí)，那些裝置可以在氣體干燥器的直接上游(或者就在氣體干燥器之前)，并且由這些裝置提取的水可以形成至少一部分再生水流546。在一些實(shí)施例中，除水組件532可以包括再生水泵548，所述再生水泵548被配置成將再生水流移動(dòng)或運(yùn)輸?shù)皆陷斔拖到y(tǒng)512，例如以將水添加或補(bǔ)充到水源516。再生水流也可以被送到精煉組件510的一個(gè)或多個(gè)其它部件(諸如送到熱交換器538)、被發(fā)送到排放口和/或以其它方式被處置。
膜組件534可以包括被配置成從至少基本上干燥的流542中分離至少一部分碳氧化物氣體和/或氫氣以形成富甲烷流550的任何合適的結(jié)構(gòu)。分離的碳氧化物氣體和/或氫氣可以形成副產(chǎn)物流552，所述副產(chǎn)物流552可以被送到原料輸送系統(tǒng)512、產(chǎn)甲烷組件528的一個(gè)或多個(gè)加熱組件，和/或精煉組件512的其它部件。例如，膜組件534可以包括一個(gè)或多個(gè)碳氧化物選擇性膜554，所述一個(gè)或多個(gè)碳氧化物選擇性膜554被配置成從流542中分離碳氧化物氣體和/或氫氣。膜組件534可以包括任何合適數(shù)量的膜554，如圖24中虛線所示。當(dāng)膜組件534包括兩個(gè)或更多個(gè)膜554時(shí)，那些膜可以并聯(lián)或串聯(lián)布置。在一些實(shí)施例中，膜組件534可以包括外殼或殼體555，所述外殼或殼體555可以包括被配置成至少部分地包含膜554的任何合適的結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，外殼555可以包括絕緣體和/或護(hù)套。
在一些實(shí)施例中，精煉組件510可以包括控制系統(tǒng)556，所述控制系統(tǒng)556可以包括被配置成控制精煉組件的操作的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，控制系統(tǒng)556可以包括控制組件558、一個(gè)或多個(gè)流量測(cè)量裝置560、一個(gè)或多個(gè)溫度測(cè)量裝置562，以及一個(gè)或多個(gè)控制閥564，如圖24所示。控制組件558可以至少部分地基于檢測(cè)到的流速檢測(cè)豐富天然氣流524的流速并且調(diào)節(jié)水流522的輸送(例如流速)。另外，控制組件558可以經(jīng)由溫度測(cè)量裝置562(諸如熱電偶和/或其它合適的裝置)檢測(cè)hhr反應(yīng)器中的溫度，并且經(jīng)由控制閥564調(diào)節(jié)燃料流和/或副產(chǎn)物燃料流到該反應(yīng)器的加熱組件的流速和/或至少部分地基于檢測(cè)到的溫度通過(guò)控制該加熱組件的鼓風(fēng)機(jī)的速度調(diào)節(jié)空氣流的流速。
圖25中示出了板式燃燒器566的實(shí)例，其可以用在本公開中描述的一個(gè)或多個(gè)加熱組件中。例如，板式燃燒器566可以被定位成在蒸發(fā)器附近(或側(cè)面)。板式燃燒器566可以包括被配置成接收至少一個(gè)燃料流568并且分配該流用于燃燒的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，板式燃燒器566可以包括無(wú)孔(或固體)框架570以及第一和第二相對(duì)的板572、574?？蚣?70可以包括被配置成接收至少一個(gè)燃料流的至少一個(gè)入口或輸入端口576。所述框架和第一板和第二板可以限定內(nèi)部577。入口可以流體連接到所述內(nèi)部。第一板和第二板中的一個(gè)或兩個(gè)可以是多孔的和/或可以包括用于至少一個(gè)燃料流的、有序或隨機(jī)地布置的多個(gè)出口578。在使用中，可以將一個(gè)或多個(gè)鼓風(fēng)機(jī)定位成在第一和/或第二板附近，從而使得一個(gè)或多個(gè)空氣流朝向從出口578排出的燃料流流動(dòng)(例如朝向并且大約垂直于那些燃料流流動(dòng))。
圖26中示出了精煉組件30的另一個(gè)實(shí)例，其通常以600表示。除非特別排除，否則精煉組件600可以包括本公開中其它精煉組件和/或其它組件的一個(gè)或多個(gè)部件。精煉組件600可以包括原料輸送系統(tǒng)602和燃料處理系統(tǒng)604。
原料輸送系統(tǒng)602可以包括被配置成將一個(gè)或多個(gè)進(jìn)料和/或燃料流輸送到精煉組件600的一個(gè)或多個(gè)其它部件的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，原料輸送系統(tǒng)可以包括水源606、豐富天然氣源608和泵610。水源可以是被配置成向燃料處理系統(tǒng)604提供水流612(例如去離子水流)的存儲(chǔ)罐、存儲(chǔ)容器、貯水池、天然水體等。豐富天然氣源608可以是被配置成向燃料處理系統(tǒng)604提供豐富天然氣流614的井口、存儲(chǔ)罐、存儲(chǔ)容器、脫硫組件等。泵610可以具有被配置成將水輸送或運(yùn)輸?shù)饺剂咸幚硐到y(tǒng)604的任何合適的結(jié)構(gòu)。豐富天然氣流可以與水流組合以形成至少一個(gè)含液體進(jìn)料流616?？蛇x地或另外，豐富天然氣流可以被輸送或運(yùn)輸?shù)饺剂咸幚硐到y(tǒng)604并且在燃料處理系統(tǒng)處與水流組合。在一些實(shí)施例中，原料輸送系統(tǒng)602可以包括一個(gè)或多個(gè)附加的泵和/或壓縮機(jī)，以將豐富天然氣流614和/或水流612輸送或運(yùn)輸?shù)饺剂咸幚硐到y(tǒng)604。
在一些實(shí)施例中，原料輸送系統(tǒng)602可以被配置成將豐富天然氣滑流650輸送到富甲烷流640以由其產(chǎn)生產(chǎn)物甲烷流652。豐富天然氣源608可以經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)管654流體地連接到除氣反應(yīng)器624的輸出。
燃料處理系統(tǒng)604可以包括被配置成處理豐富天然氣流614例如以增加豐富天然氣流中甲烷氣體的濃度和/或降低豐富天然氣流中其它組分的濃度的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，燃料處理系統(tǒng)604可以包括至少一個(gè)產(chǎn)甲烷組件618、熱交換組件620、除水組件622和除氣組件624。
產(chǎn)甲烷組件618可以包括被配置成接收含液體進(jìn)料流616并且產(chǎn)生包含作為主要組分的甲烷氣體但也包含水和其它氣體的輸出流626的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，產(chǎn)甲烷組件618可以包括具有hhr催化劑630的至少一個(gè)重質(zhì)烴重整(hhr)反應(yīng)器628和被配置成向hrr反應(yīng)器提供一個(gè)或多個(gè)加熱的排氣流的加熱組件631。
熱交換組件620可以包括被配置成將熱量從精煉組件的一部分傳遞到另一部分的一個(gè)或多個(gè)熱交換器。例如，熱交換組件620可以包括被配置成冷卻輸出流626的至少一個(gè)熱交換器633。
除水組件622可以包括被配置成從輸出流626中除去水以產(chǎn)生至少基本上干燥的流632的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，除水組件622可以包括被配置成從輸出流626中除去至少大部分水蒸氣并且由除去的水蒸氣形成至少一個(gè)再生水流636的至少一個(gè)氣體干燥器634。在一些實(shí)施例中，除水組件可以包括被配置成從輸出流626中除去至少大部分液體水的至少一個(gè)脫水裝置637。當(dāng)精煉裝置600包括一個(gè)或多個(gè)脫水裝置時(shí)，這些裝置可以在氣體干燥器的直接上游(或就在氣體干燥器之前)，并且由這些裝置提取的水可以形成至少一部分再生水流636。在一些實(shí)施例中，除水組件622可以包括被配置成將再生水流移動(dòng)或運(yùn)輸?shù)皆陷斔拖到y(tǒng)602例如以將水添加或補(bǔ)充到水源606的再生水泵638。再生水流也可以被送到精煉組件600的一個(gè)或多個(gè)其它部件(例如送到熱交換器628)、被發(fā)送到排放口和/或以其它方式被處置。
除氣組件624可以包括被配置成從至少基本上干燥的流632中除去一種或多種其它氣體(例如碳氧化物氣體和/或氫氣)以形成具有較低濃度的其它氣體和/或較高濃度的甲烷氣體的富甲烷流640的任何合適的結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，富甲烷流可以包括小于5％的氫氣，并且優(yōu)選地小于3％的氫氣；以及小于15％的二氧化碳。例如，除氣組件624可以包括至少一個(gè)除氣區(qū)域或反應(yīng)器642和至少一個(gè)加熱組件644。
除氣反應(yīng)器642可以包括被配置成接收一個(gè)或多個(gè)至少基本上干燥的流632并且產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)富甲烷流640的任何合適的結(jié)構(gòu)。除氣反應(yīng)器可以經(jīng)由任何合適的機(jī)構(gòu)產(chǎn)生富甲烷流。例如，除氣反應(yīng)器642可以經(jīng)由甲烷化反應(yīng)產(chǎn)生富甲烷流640。在該實(shí)例中，除氣反應(yīng)器642可以包括被配置成便于和/或促進(jìn)甲烷化反應(yīng)的催化劑646。當(dāng)除氣反應(yīng)器642經(jīng)由甲烷化反應(yīng)生成富甲烷流640時(shí)，除氣反應(yīng)器可以被稱為“合成天然氣反應(yīng)器”或“sng反應(yīng)器”。
加熱組件644可以包括被配置成產(chǎn)生用于加熱除氣組件的一個(gè)或多個(gè)其它部件的至少一個(gè)加熱的排氣流的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，加熱組件可以將除氣反應(yīng)器加熱到任何合適的溫度，例如至少最小甲烷化溫度或至少基本上干燥的流中的至少一部分碳氧化物氣體和氫氣反應(yīng)產(chǎn)生甲烷氣體和水以形成富甲烷流的溫度。盡管除氣組件624被示出為包括除氣反應(yīng)器642，但是除氣組件可以可選地或另外包括一種或多種其它類型的除氣組件，例如在本公開中描述的除氣組件中的一個(gè)或多個(gè)。
在一些實(shí)施例中，精煉組件600可以包括控制系統(tǒng)656，所述控制系統(tǒng)656可以包括被配置成控制精煉組件的操作的任何合適的結(jié)構(gòu)。例如，控制系統(tǒng)656可以包括控制組件658、一個(gè)或多個(gè)傳感器或測(cè)量裝置660，以及一個(gè)或多個(gè)控制閥662，如圖26所示。傳感器660可以直接測(cè)量一個(gè)或多個(gè)特性和/或可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)其它特征的推斷測(cè)量這些特性。
在一些實(shí)施例中，控制組件658可以經(jīng)由流量傳感器664檢測(cè)豐富天然氣流614的流速，并且至少部分地基于檢測(cè)到的流速通過(guò)控制泵610調(diào)節(jié)水流612的輸送(例如流速)。另外，控制組件658可以經(jīng)由溫度傳感器666(例如熱電偶和/或其它合適的裝置)檢測(cè)hhr反應(yīng)器中的溫度，并且經(jīng)由控制閥668調(diào)節(jié)燃料流和/或副產(chǎn)物燃料流到該反應(yīng)器的加熱組件的流速，和/或至少部分地基于檢測(cè)到的溫度通過(guò)控制該加熱組件的鼓風(fēng)機(jī)的速度調(diào)節(jié)空氣流的流速。
在一些實(shí)施例中，控制組件658可以經(jīng)由傳感器670檢測(cè)富甲烷流640的一個(gè)或多個(gè)特性，并且通過(guò)經(jīng)由控制閥668調(diào)節(jié)燃料流和/或副產(chǎn)物燃料流到該反應(yīng)器的加熱組件的流速調(diào)節(jié)hhr反應(yīng)器中的溫度和/或至少部分地基于富甲烷流的檢測(cè)到的一個(gè)或多個(gè)特性通過(guò)控制該加熱組件的鼓風(fēng)機(jī)的速度調(diào)節(jié)空氣流的流速。特性的實(shí)例可以包括密度、質(zhì)量流速、熱值和/或甲烷數(shù)。在一些實(shí)施例中，控制組件658可以調(diào)節(jié)hhr反應(yīng)器中的溫度，從而使得富甲烷流至少具有最小熱值和/或最小甲烷數(shù)。
在一些實(shí)施例中，控制組件658可以經(jīng)由傳感器670檢測(cè)富甲烷流640的一個(gè)或多個(gè)特性并且經(jīng)由控制閥672調(diào)節(jié)豐富天然氣滑流的流量。傳感器670可以測(cè)量例如，富甲烷流的組成，例如甲烷含量和/或二氧化碳含量。來(lái)自豐富天然氣源的豐富天然氣的熱值和/或甲烷數(shù)可以在精煉組件的操作之前確定和/或可以在精煉組件的操作期間經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)傳感器674確定?？刂平M件658可以調(diào)節(jié)豐富天然氣滑流的流量或流速，從而使得通過(guò)混合豐富天然氣滑流和富甲烷流形成的產(chǎn)物甲烷流至少具有最小熱值和/或最小甲烷數(shù)，所述最小熱值和/或最小甲烷數(shù)可以從已知或測(cè)量的來(lái)自豐富天然氣源的豐富天然氣的熱值和/或甲烷數(shù)和所測(cè)量的富甲烷流的組成推斷出來(lái)。
在一些實(shí)施例中，控制組件658可以經(jīng)由傳感器676檢測(cè)產(chǎn)物甲烷流652的一個(gè)或多個(gè)特性并且經(jīng)由控制閥672調(diào)節(jié)豐富天然氣滑流的流量。傳感器676可測(cè)量例如產(chǎn)物甲烷流的組成，例如二氧化碳和輕質(zhì)烴含量。控制組件658可以基于所測(cè)量的產(chǎn)物甲烷流的組成計(jì)算熱值和/或甲烷數(shù)并且經(jīng)由控制閥672調(diào)節(jié)流量?？蛇x地或另外，傳感器676可以測(cè)量產(chǎn)物甲烷流的熱值?？刂平M件可以調(diào)節(jié)豐富天然氣滑流的流量，從而使得產(chǎn)物甲烷流至少具有最小熱值和/或最小甲烷數(shù)。在一些實(shí)施例中，控制組件658可以經(jīng)由傳感器678測(cè)量豐富天然氣滑流的流量，以幫助控制組件確定通過(guò)控制閥672的適當(dāng)量的流量。
傳感器676可以被配置成基于任何合適的工藝和/或技術(shù)檢測(cè)、分解和/或定量產(chǎn)物甲烷流的組成(例如輕質(zhì)烴和二氧化碳含量)。例如，傳感器676可以基于紅外吸收光譜(例如可調(diào)諧濾波器光譜)測(cè)量組成。諸如傳感器的實(shí)例包括位于美國(guó)馬薩諸塞州安多弗的mksinstruments出售的
傳感器676(和/或傳感器674)的另一個(gè)實(shí)例是科里奧利流量計(jì)，例如在美國(guó)專利號(hào)6,758,101中描述的流量計(jì)。以上專利的全部公開內(nèi)容通過(guò)引用并入本文用于所有目的。然而，傳感器676(和/或傳感器674)可以使用其它方法，例如確定氣體密度和/或質(zhì)量流速的方法?？刂平M件658可以將由傳感器674和/或676測(cè)量的密度和/或質(zhì)量流量測(cè)量解釋為豐富天然氣滑流和/或產(chǎn)物甲烷流的熱值和/或甲烷值，并且可以相應(yīng)地調(diào)節(jié)豐富天然氣滑流的流量以滿足產(chǎn)物甲烷流的最小熱值和/或最小甲烷數(shù)。
圖27中示出了精煉包含第一甲烷氣體和比甲烷氣體重的其它烴的豐富天然氣的方法的實(shí)例，并且其通常以700表示。盡管在圖27中示出了特定的步驟，但方法700的其它實(shí)例可以省略、修改、復(fù)制和/或添加一個(gè)或多個(gè)步驟。另外，這些步驟可以以任何合適的次序執(zhí)行，包括與圖27不同的次序。
在步驟702，可以利用水將豐富天然氣的其它烴的至少大部分轉(zhuǎn)化為包含第二甲烷氣體、較少部分的水、氫氣和/或碳氧化物氣體(例如二氧化碳?xì)怏w和/或一氧化碳?xì)怏w)的輸出流。在一些實(shí)施例中，將其它烴的至少大部分進(jìn)行轉(zhuǎn)化可以包括不將來(lái)自豐富天然氣的第一甲烷氣體的至少大部分進(jìn)行轉(zhuǎn)化。換句話說(shuō)，可以使至少大部分第一甲烷氣體通過(guò)而沒(méi)有轉(zhuǎn)化和/或反應(yīng)。在一些實(shí)施例中，將其它烴的至少大部分進(jìn)行轉(zhuǎn)化可以包括在至少一個(gè)加熱組件中將豐富天然氣和水加熱到最小產(chǎn)甲烷溫度和/或?qū)⒅辽僖粋€(gè)副產(chǎn)物流的至少一部分進(jìn)料到加熱組件。
在一些實(shí)施例中，將其它烴的至少大部分進(jìn)行轉(zhuǎn)化可以包括測(cè)量一個(gè)或多個(gè)流(例如產(chǎn)物甲烷流)的一個(gè)或多個(gè)特性和/或性質(zhì)。例如，可以檢測(cè)和/或測(cè)量產(chǎn)物甲烷流的熱值和/或甲烷數(shù)。在一些實(shí)施例中，將其它烴的至少大部分進(jìn)行轉(zhuǎn)化可以包括至少部分地基于以上測(cè)量的特性中的一個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)加熱的豐富天然氣和水的一個(gè)或多個(gè)特性和/或性質(zhì)，從而使得一個(gè)或多個(gè)流具有超過(guò)和/或等于預(yù)定最小值、小于和/或等于預(yù)定最大值或者在預(yù)定范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)特性。例如，調(diào)節(jié)加熱的豐富天然氣和水的溫度可以至少部分地基于產(chǎn)物甲烷流的一個(gè)或多個(gè)所測(cè)量的特性(例如熱值、甲烷數(shù)等)，從而使得產(chǎn)物甲烷流具有最小熱值或最小甲烷數(shù)中的至少一個(gè)。
在步驟704，可以從輸出流中除去至少一部分水以產(chǎn)生至少基本上干燥的流。水可以是水蒸氣和/或液體水的形式。
在步驟706，可以將來(lái)自至少基本上干燥的流的至少一部分碳氧化物氣體和至少一部分氫氣轉(zhuǎn)化為甲烷氣體，以由其形成富甲烷流(或中間流)。富甲烷流可能包含比至少基本上干燥的流更大的甲烷濃度。富甲烷流可以形成全部或至少一部分產(chǎn)物甲烷物流。當(dāng)方法700包括步驟706之后的附加步驟時(shí)，步驟706可以形成包含與至少基本上干燥的流相比較低濃度的氫氣和碳氧化物氣體的中間流。步驟706可以執(zhí)行一次，或者可以重復(fù)任何合適的次數(shù)，例如二次、三次、四次或更多次。在一些實(shí)施例中，步驟706可以省略。
在一些實(shí)施例中，方法700可以包括步驟708。在步驟708，可以分離至少一部分碳氧化物氣體(和/或至少一部分氫氣)以由其形成副產(chǎn)物流。中間流的剩余部分可以形成具有比中間流大的甲烷濃度的至少部分富甲烷流。富甲烷流可以形成全部或至少一部分產(chǎn)物甲烷流。在一些實(shí)施例中，至少一部分副產(chǎn)物流可以用作方法700的一個(gè)或多個(gè)加熱步驟的燃料。在一些實(shí)施例中，分離至少一部分碳氧化物氣體可以包括使至少一部分碳氧化物氣體從至少一個(gè)碳氧化物選擇性膜的進(jìn)料側(cè)通過(guò)到滲透?jìng)?cè)。在一些實(shí)施例中，分離至少一部分碳氧化物氣體可以包括使至少一種液體吸收劑流流過(guò)至少一個(gè)碳氧化物選擇性膜的滲透?jìng)?cè)，以由其產(chǎn)生具有吸收的碳氧化物氣體的液體吸收劑流(或廢液體吸收劑流)。在一些實(shí)施例中，分離至少一部分碳氧化物氣體可以包括檢測(cè)中間流的壓力、檢測(cè)廢液體吸收劑流的壓力和/或控制廢液體吸收劑流的流量，從而使得所述液體吸收劑流的壓力大于所述至少一個(gè)碳氧化物選擇性膜的進(jìn)料側(cè)中的中間流的壓力。在一些實(shí)施例中，分離至少一部分碳氧化物氣體可以包括加熱廢液體吸收劑流以汽提吸收的碳氧化物氣體的至少大部分，從而形成經(jīng)汽提的液體吸收劑流和包含經(jīng)汽提的碳氧化物氣體的廢氣流。
在一些實(shí)施例中，方法700可以包括步驟710。在步驟710，可以將一個(gè)或多個(gè)豐富天然氣滑流與富甲烷流混合以由其形成產(chǎn)物甲烷流。在一些實(shí)施例中，混合豐富天然氣的滑流可以包括測(cè)量一個(gè)或多個(gè)流(例如產(chǎn)物甲烷流)的一個(gè)或多個(gè)特性和/或性質(zhì)。例如，可以檢測(cè)和/或測(cè)量產(chǎn)物甲烷流的加熱值和/或甲烷數(shù)。在一些實(shí)施例中，混合豐富天然氣的滑流可以包括至少部分地基于一個(gè)或多個(gè)流的以上所測(cè)量的特性和/或性質(zhì)中的一個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)流的一個(gè)或多個(gè)特性和/或性質(zhì)，從而使得一個(gè)或多個(gè)流具有超過(guò)和/或等于預(yù)定最小值、小于和/或等于預(yù)定最大值或者在預(yù)定范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)特性。例如，調(diào)節(jié)滑流的流速可以至少部分地基于產(chǎn)物甲烷流的一個(gè)或多個(gè)所測(cè)量的特性(例如熱值、甲烷數(shù)等)，從而使得產(chǎn)物甲烷流具有最小熱值或最小甲烷數(shù)中的至少一個(gè)。
本公開的精煉組件可以包括以下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)：
○被配置成將至少一個(gè)含液體進(jìn)料流輸送到產(chǎn)甲烷組件的原料輸送系統(tǒng)。
○被配置成將豐富天然氣滑流輸送到富甲烷流以由其產(chǎn)生產(chǎn)物甲烷流的原料輸送系統(tǒng)。
○被配置成調(diào)節(jié)豐富天然氣滑流到富甲烷流的流速的原料輸送系統(tǒng)。
○被配置成至少部分地基于產(chǎn)物甲烷流的至少一個(gè)所測(cè)量的特性來(lái)調(diào)節(jié)豐富天然氣滑流到富甲烷流的流速的原料輸送系統(tǒng)。
○被配置成至少部分地基于產(chǎn)物甲烷流的至少一個(gè)所測(cè)量的特性來(lái)調(diào)節(jié)豐富天然氣滑流到富甲烷流的流速，從而使得產(chǎn)物甲烷流具有最小熱值或最小甲烷數(shù)中的至少一個(gè)的原料輸送系統(tǒng)。
○被配置成接收包括水和豐富天然氣的至少一個(gè)含液體進(jìn)料流的產(chǎn)甲烷組件。
○被配置成接收豐富天然氣和包括水的至少一個(gè)含液體進(jìn)料流的產(chǎn)甲烷組件。
○被配置成通過(guò)以下方式產(chǎn)生輸出流的產(chǎn)甲烷組件：(a)利用水將豐富天然氣的其它烴的至少大部分轉(zhuǎn)化為第二甲烷氣體、較少部分的水和其它氣體；和/或(b)使來(lái)自豐富天然氣的第一甲烷氣體的至少大部分未經(jīng)轉(zhuǎn)化地通過(guò)產(chǎn)甲烷組件。
○被配置成接收和/或蒸發(fā)包括水且包括或不包括豐富天然氣的至少一個(gè)含液體進(jìn)料流的至少一部分以形成至少基本上蒸發(fā)的流的蒸發(fā)器。
○包含催化劑的產(chǎn)甲烷反應(yīng)器。
○被配置成接收至少基本上蒸發(fā)的流和/或豐富天然氣流的產(chǎn)甲烷反應(yīng)器。
○被配置成通過(guò)以下方式產(chǎn)生輸出流的產(chǎn)甲烷反應(yīng)器：(a)利用水將其它烴的至少大部分轉(zhuǎn)化為第二甲烷氣體、較少部分的水和其它氣體；和(b)使來(lái)自豐富天然氣的第一甲烷氣體的至少大部分未經(jīng)轉(zhuǎn)化地通過(guò)產(chǎn)甲烷反應(yīng)器。
○被配置成產(chǎn)生用于加熱以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng)的加熱的排氣流的加熱組件：將蒸發(fā)器加熱到至少最小蒸發(fā)溫度和/或?qū)a(chǎn)甲烷反應(yīng)器加熱到至少最小產(chǎn)甲烷溫度。
○被配置成調(diào)節(jié)加熱的排氣流的溫度的加熱組件。
○至少部分地基于產(chǎn)物甲烷流的至少一個(gè)所測(cè)量的特性來(lái)調(diào)節(jié)加熱的排氣流的溫度的加熱組件。
○至少部分地基于產(chǎn)物甲烷流的至少一個(gè)所測(cè)量的特性來(lái)調(diào)節(jié)加熱的排氣流的溫度從而使得產(chǎn)物甲烷流具有最小熱值或最小甲烷數(shù)中的至少一個(gè)的加熱組件。
○包括框架和附接到框架并且在其間限定內(nèi)部的第一和第二相對(duì)的板的加熱組件。
○包括流體連接到內(nèi)部并且用于接收至少一個(gè)燃料流的一個(gè)或多個(gè)入口的框架。
○第一板和第二板中的一個(gè)或兩個(gè)包括限定用于至少一個(gè)燃料流的多個(gè)出口的開口。
○被配置成接收輸出流的凈化組件。
○被配置成產(chǎn)生具有比輸出流更大的甲烷濃度的富甲烷流的凈化組件。
○被配置成從輸出流中除去至少大部分水蒸氣以產(chǎn)生至少基本上干燥的流的至少一個(gè)氣體干燥器。
○被配置成從輸出流中除去至少大部分液體水的至少一個(gè)脫水裝置。
○被配置成將至少基本上干燥的流中的至少一部分碳氧化物氣體和至少一部分氫氣轉(zhuǎn)化為甲烷氣體并且由其產(chǎn)生中間流的凈化組件。
○包含催化劑的至少一個(gè)合成天然氣(sng)反應(yīng)器。
○被配置成將至少基本上干燥的流中的至少一部分碳氧化物氣體和至少一部分氫氣轉(zhuǎn)化為甲烷氣體并且由其產(chǎn)生中間流的至少一個(gè)sng反應(yīng)器。
○被配置成將至少基本上干燥的流中的至少一部分碳氧化物氣體和至少一部分氫氣轉(zhuǎn)化為甲烷氣體并且由其產(chǎn)生富甲烷流的至少一個(gè)sng反應(yīng)器。
○被配置成產(chǎn)生用于將至少一個(gè)sng反應(yīng)器加熱到最小轉(zhuǎn)化溫度的加熱的排氣流的加熱組件。
○被配置成從中間流中分離至少一部分碳氧化物氣體并且由其產(chǎn)生副產(chǎn)物流的凈化組件。
○被配置成接收適于從中間流中吸收至少一部分碳氧化物氣體的至少一種吸收劑并且由其產(chǎn)生副產(chǎn)物流的至少一個(gè)吸收器。
○被配置成接收適于吸收至少一部分碳氧化物氣體的液體吸收劑流和/或?qū)⒅虚g流引流通過(guò)液體吸收劑流的至少一個(gè)吸收器。
○被配置成接收適于吸收碳氧化物氣體的至少一種固體吸收劑和/或?qū)⒅虚g流引流通過(guò)至少一種固體吸收劑的至少一個(gè)吸收器。
○被配置成(a)接收具有吸收的碳氧化物氣體的液體吸收劑流、(b)從該液體吸收劑流中汽提碳氧化物氣體以由其形成廢氣流，和/或(c)將經(jīng)汽提的液體吸收劑流輸送到至少一個(gè)吸收器的至少一個(gè)汽提器。
○具有進(jìn)料側(cè)和滲透?jìng)?cè)的至少一個(gè)碳氧化物選擇性膜。
○被配置成接收中間流的進(jìn)料側(cè)。
○中間流中的至少一部分碳氧化物氣體被配置成從進(jìn)料側(cè)通過(guò)到滲透?jìng)?cè)。
○殘留在進(jìn)料側(cè)上的中間流的剩余部分形成至少部分富甲烷流。
○被配置成接收適于吸收從進(jìn)料側(cè)通過(guò)到滲透?jìng)?cè)的至少一部分碳氧化物氣體的液體吸收劑流的滲透?jìng)?cè)。
○被配置成(a)接收具有吸收的碳氧化物氣體的液體吸收劑流、(b)從該液體吸收劑流中汽提碳氧化物氣體以由其形成副產(chǎn)物流，和/或(c)將經(jīng)汽提的液體吸收劑流輸送到至少一個(gè)碳氧化物選擇性膜的滲透?jìng)?cè)的至少一個(gè)汽提器。
精煉豐富天然氣的方法可以包括以下各項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)：
○接收包括水和豐富天然氣的至少一個(gè)含液體進(jìn)料流。
○接收豐富天然氣和包括水的至少一個(gè)含液體進(jìn)料流。
○蒸發(fā)包括水但包括或不包括豐富天然氣的至少一個(gè)含液體進(jìn)料流，以形成至少基本上蒸發(fā)的流。
○接收至少基本上蒸發(fā)的流和/或豐富天然氣流。
○利用水將豐富天然氣的其它烴的至少大部分轉(zhuǎn)化為包含第二甲烷氣體、較少部分的水、氫氣和碳氧化物氣體的輸出流。
○不將來(lái)自豐富天然氣的第一甲烷氣體的至少大部分進(jìn)行轉(zhuǎn)化。
○經(jīng)由加熱組件將豐富天然氣和水加熱到最低產(chǎn)甲烷溫度。
○測(cè)量產(chǎn)物甲烷流的至少一個(gè)特性。
○調(diào)節(jié)加熱的豐富天然氣和水的溫度。
○至少部分地基于產(chǎn)物甲烷流的至少一個(gè)所測(cè)量的特性來(lái)調(diào)節(jié)加熱的豐富天然氣和水的溫度。
○至少部分地基于產(chǎn)物甲烷流的至少一個(gè)所測(cè)量的特性來(lái)調(diào)節(jié)加熱的豐富天然氣和水的溫度，從而使得產(chǎn)物甲烷流具有最小熱值或最小甲烷數(shù)中的至少一個(gè)。
○將至少一部分副產(chǎn)物流進(jìn)料到加熱組件。
○從輸出流中除去至少一部分水以由其產(chǎn)生至少基本上干燥的流。
○將來(lái)自至少基本上干燥的流的至少一部分碳氧化物氣體和至少一部分氫氣轉(zhuǎn)化為甲烷氣體，以由其形成具有比至少基本上干燥的流更大的甲烷濃度的富甲烷流。
○將豐富天然氣的滑流與富甲烷流混合以由其形成產(chǎn)物甲烷流。
○調(diào)節(jié)豐富天然氣的滑流的流速。
○至少部分地基于產(chǎn)物甲烷流的至少一個(gè)所測(cè)量的特性來(lái)調(diào)節(jié)豐富天然氣的滑流的流速。
○至少部分地基于產(chǎn)物甲烷流的至少一個(gè)所測(cè)量的特性來(lái)調(diào)節(jié)豐富天然氣的滑流的流速，從而使得產(chǎn)物甲烷流具有最小熱值或最小甲烷數(shù)中的至少一個(gè)。
○將來(lái)自至少基本上干燥的流的至少一部分碳氧化物氣體和至少一部分氫氣轉(zhuǎn)化為甲烷氣體，以由其形成包含與至少基本上干燥的流相比較低濃度的氫氣和碳氧化物氣體的中間流。
○從中間流中分離至少一部分碳氧化物氣體以由其形成副產(chǎn)物流，其中中間流的剩余部分形成具有比中間流大的甲烷濃度的至少部分富甲烷流。
○使至少一部分碳氧化物氣體從至少一個(gè)碳氧化物選擇性膜的進(jìn)料側(cè)通過(guò)到滲透?jìng)?cè)。
○使液體吸收劑流流過(guò)至少一個(gè)碳氧化物選擇性膜的滲透?jìng)?cè)以產(chǎn)生具有吸收的碳氧化物氣體的液體吸收劑流。
○檢測(cè)中間流的壓力。
○檢測(cè)具有吸收的碳氧化物氣體的液體吸收劑流的壓力。
○控制具有吸收的碳氧化物氣體的液體吸收劑流的流量，從而使得在至少一個(gè)碳氧化物選擇性膜的滲透?jìng)?cè)中的液體吸收劑流的壓力大于在至少一個(gè)碳氧化物選擇性膜的進(jìn)料側(cè)中的中間流的壓力。
○加熱具有吸收的碳氧化物氣體的液體吸收劑流以汽提吸收的碳氧化物氣體的至少大部分，從而形成經(jīng)汽提的液體吸收劑流和包含經(jīng)汽提的碳氧化物氣體的廢氣流。
工業(yè)實(shí)用性
本公開包括用于豐富天然氣的精煉組件和這些組件的部件，可應(yīng)用于凈化、生產(chǎn)和/或利用甲烷氣體的燃料處理和其它工業(yè)中，例如用于為發(fā)動(dòng)機(jī)和/或電力生產(chǎn)提供燃料。
以上闡述的公開內(nèi)容涵蓋具有獨(dú)立效用的多個(gè)不同的發(fā)明。盡管這些發(fā)明中的每一個(gè)已經(jīng)以其優(yōu)選形式被公開，但是如本文所公開和示出的其具體實(shí)施例不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的，因?yàn)榭赡艽嬖诖罅康淖凅w。所述發(fā)明的主題包括本文公開的各種元件、特征、功能和/或性質(zhì)的所有新穎和非顯而易見的組合和子組合。類似地，如果任何權(quán)利要求列舉“一”或“第一”元件或其等同物，則該權(quán)利要求應(yīng)被理解為包括一個(gè)或多個(gè)這樣的元件的并入，既不要求也不排除兩個(gè)或更多個(gè)這樣的元件。
特征、功能、元件和/或性質(zhì)的各種組合和子組合中體現(xiàn)的發(fā)明可以通過(guò)在相關(guān)申請(qǐng)中呈現(xiàn)新的權(quán)利要求來(lái)要求保護(hù)。這些新的權(quán)利要求，無(wú)論是針對(duì)不同的發(fā)明還是針對(duì)相同的發(fā)明，無(wú)論范圍與原始權(quán)利要求是不同的、更廣泛的、更窄的還是相同的，也被視為包括在本公開的發(fā)明的主題內(nèi)。
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