CN115038814B 电化学制氧的方法和设备 （林德有限责任公司）

2022.07.28PCT/EP2020/0255232020.11.19WO2021/160235DE2021.08.19本发明提出一种制造含氧气体产物(10)的方法，其中对含水的原料(1)以获得富氧且含氢的阳极原料气体(2)以及贫氧且富氢的阴极原料气体(14)的方式进行电解(E)。对阳极原料气体以获得低氢的第一混合物(4)的方式至少部分地催化反应(C)上游将第一混合物(4)的第一部分21.一种制造含氧气体产物(10)的方法，其中对含水的原料(1)以获得富氧且含氢的阳所述阳极原料气体(2)以获得低氢中间混合物(4)的方式至少部分地进行氢生成水的催化2.根据权利要求1所述的方法，其中对所述中间混3.根据权利要求2所述的方法，其中对所述中间述含氧气体产物(10)和低氧且富含水的残余气4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中用至少一(4)和/或所述中间混合物馏分(5)和/或所述残余气体(12)和/或所述气体产物(10)形成回输至所述阳极原料气体(2)的所述中间混合物(4)的第5.根据权利要求1_3中任一项所述的方法，其中将所述中间混合物的第一部分以一定量回输至所述阳极原料气体(2)或所述阳极侧原料(1)，所述量使得所述阳极原料气体(2)进行压缩，并且以获得另一中间混合物馏分(8)和另一冷凝物(9)的方式进行进一步冷凝9.根据权利要求1_3中任一项所述的方法，其中在所述电解(E)下游和/或在所述催化反应(C)中对包括氢浓度和/或气体温度和/或两个气体温度的差和/或气体压力在内的一11.根据权利要求1_3中任一项所述的方法，其中在同样进行所述干燥(T)的压力水平至所述阳极原料气体(2)的部分压缩至进行所述催化反应(C)的12.根据权利要求1_3中任一项所述的方法，其中以与所述中间混合物(4)的热交换来(1)以获得富氧且含氢的阳极原料气体(2)以及贫氧且富氢的阴极原料气体(14)的方式进3(E)下游和所述催化反应(C)上游将所述中间混合物(4)的第一部分回输至所4离子交换膜(AEM)或固体氧化物电解室的固体氧化物高温膜(SOEC就干燥的也就是无水混合物而言的体积组成或浓度或体积[0020]在本专利申请的语言中，如果气体混合物所具有的一或多个组分的比例超过5[0023]富含一或多个组分的气体或混合物是指所具有的一或多个组分的浓度高于初始[0024]相应地，与相应的初始气体相比，某个组分含量低气体特别是具有最高0.001、[0028]本发明用以达成上述目的的解决方案为具有本发明的特征的用于电化学制氧的由原料获得的包含氧气和部分氢气的阳极原料气体以获得低氢中间混合物的方式至少部6在排除了非期望的升温的情况下才开始催化反应，从而防止对催化剂造成过高的热负荷，分用中间混合物和/或中间混合物馏分和/或残余气体和/或气体产物的至少一部分形成。[0041]特别是可以将前述冷凝物中的每个或者将这两个冷凝物一起(如有)与原料部分地或全部回输以实施电解。这样就能以特别节省材料的方式实施根据这个技术方案的方温度和/或气体压力在内的一或多个制程参数进行检测。在这一或多个制程参数超过预设7[0044]在同样进行干燥的吸附压力下进行催化反应和/或在同样进行干燥的压力下进行水的原料以获得富氧且含氢的阳极原料气体以及贫氧且富氢的阴极原料气体的方式进行[0050]图2以示意性框图的形式示出本发明的方法的另一有利技术方案，所述方法特别含在阳极原料气体2中的氢气与占阳极原料气体2主要部分的氧气的一部分进行反应形成形成相对于中间混合物4而言水含量较低的中间混合物馏分5和富含水的冷凝物6。将中间[0054]在图1所示实施例中，对该另一中间混合物馏分8进行形式为变温吸附(TSA)的干8[0057]残余气体12的至少一部分可以在催化反应C上游被回输至也可以作为控制流13在干燥T上游被回输至阳极原[0058]可选地，残余气体11的另一部分可以在催化反应C下游被回输至中间混合物4(未度因催化反应而急剧升高从