用于生产含有一氧化碳的气体产物的方法和系统与流程

本发明涉及一种根据独立权利要求的各前序部分的用于生产气体产物的方法和系统，该气体产物至少含有一氧化碳。

背景技术：

一氧化碳可以借助于一系列不同的方法生产，例如与氢一起通过对天然气的蒸汽重整和随后从形成的合成气体中提纯，或者通过对原料诸如煤、石油、天然气或生物质的气化和随后从形成的合成气体中提纯。除了生产一氧化碳或富含一氧化碳的气体混合物之外，本发明还涉及合成气体的生产，即一般来说气体产物的生产，这些气体产物可以至少含有一氧化碳，但也含有另外的、通常在合成气体中含有的成分，尤其地氢。

以电化学的方式从二氧化碳中生产一氧化碳同样是已知的并且尤其地对于这样的应用来说表现出吸引力，在这些应用中通过蒸汽重整的传统生产是过度设计的并且因此是不经济的。为此，尤其地可以使用高温(ht)电解，该高温电解使用一个或多个固体氧化物电解池(soec)执行。在此，根据以下反应式在阳极侧形成氧并且在阴极侧形成一氧化碳：

co2→co+1/2o2(1)

一般来说，在以电化学的方式从二氧化碳中生产一氧化碳时，在通过(一个或多个)电解池的单程时，二氧化碳不会完全地转化成一氧化碳，因而通常，二氧化碳从电解期间形成的气体混合物中至少部分地分离出并且被回馈给电解。

所阐述的以电化学的方式从二氧化碳中生产一氧化碳例如在wo2014/154253a1、wo2013/131778a2、wo2015/014527a1和ep2940773a1中描述。使用吸收、吸附、膜和低温分离法分离电解时形成的气体混合物同样在所述出版物中公开，然而并没有提供关于具体实施方案并且尤其地关于这些方法的组合的细节。

在固体氧化物电解池中，除了二氧化碳还可以使水经历电解，使得可以形成含有氢和一氧化碳的合成气体。在这方面的细节例如在由foit等人，(2016)angew.chem.，doi:10.1002/ange.201607552的文章中提供，该文章在交付排印前在网上发表。此类方法也可以在本发明的范围内使用并且在下文被称为ht共电解。

以电化学的方式从二氧化碳中生产一氧化碳借助于在水电解质上的低温(lt)电解也是可行的(本文也被称为lt共电解)。在此发生以下反应：

co2+2e^-+2m⁺+h2o→co+2moh(2)

2moh→1/2o2+2m⁺+2e^-+h2o(3)

在对应的lt共电解的情况下，使用膜，通过该膜，根据反应式2所需的或根据反应式3形成的正电荷载流子(m⁺)从阳极侧迁移到阴极侧。与使用固体氧化物电解池的ht电解相反，正电荷载流子的输运在此不以氧离子的形式，而是例如以所用的电解质盐(金属氢氧化物，moh)的正离子的形式进行。对应的电解质盐的示例可以是氢氧化钾。在此情况下，正电荷载流子为钾离子。lt电解的另外的实施方式包括例如使用质子交换膜(pem)，质子迁移通过该膜，或者使用所谓的阴离子交换膜(aem)。对应的方法的不同的变型例如在delacourt等人，(2008)j.electrochem.soc.155(1),b42-b49,doi：10.1149/1.2801871中描述。

通过电解质溶液中水的存在，在阴极处也部分地形成氢：

2h2o+2m⁺+2e^-→h2+2moh(4)

根据所用的催化剂，在lt共电解时还可能形成附加的可用产物。尤其地，可以执行lt共电解以形成不同量的氢。对应的方法和装置例如在wo2016/124300a1和wo2016/128323a1中描述。反而，针对在对应的电解时形成的气体混合物的合适的分离方案和与电解相关的过程方案在文献中尚未描述。

因此，本发明的目的在于，示出针对对应的气体混合物的分离方案，该气体混合物除了一氧化碳和二氧化碳之外还可含有氢。

技术实现要素：

在此背景下，本发明提出一种具有各独立的权利要求的特征的用于生产气体产物的方法和对应的系统，该气体产物至少含有一氧化碳。优选的实施方案分别为独立权利要求以及以下说明的主题。

如已所述，“至少含有一氧化碳的气体产物”在此尤其理解为不同纯度的一氧化碳或者但是合成气体或者类似的气体混合物，即除了一氧化碳还至少含有可观的量的氢的气体混合物。更多细节在下文阐述。

例如，气体产物可含有相同或类似分量的氢和一氧化碳。气体产物中氢与一氧化碳的摩尔比可以尤其地在1:10至10:1、2:8至8:2或4:6至6:4的范围内，其中氢和二氧化碳一起的摩尔分量可以高于50％、60％、70％、80％、90％、95％或99％，并且可能的剩余的残留物可以尤其地由二氧化碳或表现为惰性的气体诸如氮或空气中的惰性气体形成。气体产物中氢与一氧化碳的摩尔比可以尤其地为大约1或大约2或大约3，化学计量数(参见下文)尤其地为大约2。如果在粗气体中没有或存在很少的氢，则气体产物也相应地缺少或不含氢，因此为富含一氧化碳的气体混合物或纯一氧化碳。

尤其地，在电解中形成的粗气体可以以非水分量(即“干的”)具有0％至60％的氢含量、10％至90％的一氧化碳含量和10％至80％的二氧化碳含量。

本发明的一个主要方面在于，使用吸附，尤其地变压吸附(psa)或变温吸附(tsa)处理来自电解中的粗气体，该粗气体由于所用的电解条件至少含有一氧化碳和二氧化碳，但也可以含有氢。电解可以作为纯二氧化碳电解或作为共电解执行。

在吸附中形成气体产物以及在这里被称为“残余混合物”的气体混合物。前者尤其地极大缺乏二氧化碳，因为二氧化碳在吸附中吸附在所用的吸附材料上。一氧化碳尤其地在气体产物和残余混合物之间分布，其中可能由于对应的吸附条件和吸附材料的选择而影响分量。反之，氢(如果存在)大部分进入气体产物中。因此，气体产物缺少或不含二氧化碳并且可以大部分或仅由一氧化碳和可能的氢构成。气体产物含有例如小于5％、4％、3％、2％、1％、0.1％、1,000ppm、100ppm、10ppm或1ppm的二氧化碳(在摩尔的基础上)并且含有其它或上述分量的氢和一氧化碳以及可能未吸附的惰性成分和杂质。

本发明的另一个主要方面在于，残余混合物的分量(本文被称为“第一气体混合物”和“第二气体混合物”)分别(与新鲜进料一起)回馈给电解并(与粗气体一起)回馈给吸附，其中各分量(即第一气体混合物和第二气体混合物)为分馏物，这些分馏物可以借助于膜方法或膜分离获得。以此方式，可以通过调整尤其地一氧化碳和二氧化碳的分量即其含量创造一方面进入电解时和另一方面进入吸附时的有利条件，并且一氧化碳和二氧化碳以有针对性或更有针对性的方式被回馈给吸附或电解。因而有利的是，将残余混合物中含有的一氧化碳回馈给吸附，以便使其最终转移进气体产物。将一氧化碳回馈给电解可能导致在预热时出现材料问题。然而，将氢(如果含有)的部分回馈给电解可能带来材料稳定性的优点，主要在ht电解的情况下。有利地，残余混合物中含有的二氧化碳可被回馈给电解，反之，进入吸附时过高的二氧化碳分量会对吸附中的产量造成典型的不利影响。

总得来说，可以通过本发明以有针对性的方式提高进入吸附时一氧化碳的分量并且对应地降低二氧化碳的分量。二氧化碳的较低的分量导致吸附中一氧化碳的产量的提高并且导致更好的操作条件，因为吸附的成分的高分量从操作角度而言可能是成问题的。

另一个优点在于循环中前往电解的一氧化碳的分量降低，这根据电解的实施可以对电解效率具有有利的影响。

本发明的一个主要方面在于，在借助于吸附形成前述气体产物和残余混合物的下游使用前述膜分离。借助于吸附下游的膜分离，在此处理在吸附中形成的除了气体产物之外的残余混合物。

如果采用变压吸附，残余混合物在变压吸附的脱附压力水平下积累，并且例如在对应的压缩至压力水平(本文被称为保留物压力水平)之后，被馈送给膜分离。在变温吸附时，残余混合物的排除压力可以高于变压吸附的情况，因此在适当时可以免掉吸附和膜分离之间的对应的压缩机。在此，在膜分离中，在保留物压力水平下获得保留物混合物，该保留物混合物相比于残余混合物缺乏二氧化碳并且富含一氧化碳，并且因此该保留物混合物(以第一气体混合物的形式)被至少部分地回馈给吸附。另外，在膜分离中，在透过物压力水平下获得透过物混合物，该透过物混合物相比于残余混合物富含二氧化碳并且缺乏一氧化碳，并且该透过物混合物(以第二气体混合物的形式)被至少部分地馈送给电解。氢(如果存在)可以根据所选的膜在保留物和透过物之间分布。

在本专利申请的范围内，“透过物”理解为一种混合物，该混合物大部分或仅具有这样的成分，这些成分不会或大部分不会被膜分离中使用的膜保留，即它们(基本上或至少优选地)无阻碍地穿过膜。在此，在本发明的范围内使用优选地保留一氧化碳的膜。以此方式，透过物至少富含二氧化碳。此类膜例如是商用的聚合物膜，该膜以工业规模用于分离二氧化碳和/或氢。相应地，“保留物”为一种混合物，该混合物大部分具有这样的成分，这些成分会被膜分离中使用的膜完全或至少大部分地保留。氢(如果存在)的通过可以通过膜的选择来设置。尤其地，在本发明的范围内，还可以使用二氧化碳选择性膜。二氧化碳选择性膜尤其地在lin,h.等人，(2014)j.membr.sci.457(1),149-161,doi：10.1016/j.memsci.2014.01.020中描述。以此方式可以导致，膜分离的透过物主要由二氧化碳构成。

在此，可以在本发明的范围内使用一个或多个固体氧化物电解池以ht电解的形式或作为lt共电解，例如使用质子交换膜和水溶液中的电解质盐，尤其地金属氢氧化物来执行二氧化碳电解或共电解。原则上，可以使用不同的液体电解质，例如在水的基础上(具体地具有电解质盐)，在聚合物的基础上或以其他实施方案执行lt共电解。在使用ht电解时，水可以附加地馈送给一个或多个固体氧化物电解池，由此进行共电解并且形成氢。在lt共电解时，基于水的存在通常始终会发生氢的形成，该氢的形成是一定的、但取决于方法的各特定的实施方案是可变的。

通过根据本发明使用的膜分离中的合适的膜的选择并且通过对应的膜的适当的尺寸(面积)设定，可以确保在第一气体混合物和第二气体混合物中分别产生期望含量的一氧化碳和二氧化碳。

在本发明的范围内，通过根据所阐述技术之一的二氧化碳电解，一氧化碳或合成气体的简单、成本低廉且技术不复杂的现场生产变得可行。以此方式，可以将一氧化碳或合成气体提供给消耗者，而无需采取可能是过度设计的已知方法，诸如蒸汽重整。通过现场生产，可以免除成本密集的以及一氧化碳或合成气体的潜在不安全的运输。在本发明的范围内，在将二氧化碳回馈给电解的情况下，将电解粗产物、即借助于电解提供的大部分由一氧化碳和二氧化碳以及可能的氢和水构成的粗气体灵活地提纯以产出不同纯度的一氧化碳产物或产出合成气体是可行的。

总得来说，本发明在此提出一种用于生产气体产物的方法，该气体产物至少含有一氧化碳，其中至少使二氧化碳经历电解以获得至少含有一氧化碳和二氧化碳的粗气体。关于可在本发明的范围内使用的电解法，参考上述阐述。下面尤其地参考二氧化碳和水的lt共电解来描述本发明，然而也可以容易地使用例如ht共电解，在其中，当在此例如额外地使水经历电解，那么在粗气体中同样存在氢。

因此，当本文提及“至少使二氧化碳”经历电解过程时，这并不排除在本发明的范围内使用并且馈送给电解的进料混合物的另外的成分也可经历电解过程。如一开始所阐述的，在此尤其地可以是水，该水可以转化为氢和氧。以此方式，可以获得具有合成气体的典型成分的气体混合物，同样如上文所阐述的。尤其地，在ht共电解时，氢和一氧化碳馈送给电解可以对电解池的使用寿命具有积极的作用。

使用(也会但并不仅仅)使二氧化碳经历的电解提供的任何气体混合物在本文所用的语言中被称为“粗气体”。除了所提及的成分之外，粗气体也可以还含有例如氧或未转化的惰性成分，其中“惰性”成分在这里和后文中应当被理解为不仅指传统的惰性气体而且指所有在对应的电解中未转化的化合物。在本发明的范围内执行的电解可以使用一个或多个电解池、一个或多个电解槽(每个电解槽具有一个或多个电解池)或一个或多个用于电解的其他结构单元来执行。

如原则上已知的，然而仅以现有技术的一般形式所述的，粗气体中含有的二氧化碳可被部分或完全地回馈给电解以改善对应方法的产量。在该上下文中，适用的是，当本文提及“二氧化碳”被回馈给电解时，这不排除另外的成分也可以被有针对性地或无意地回馈给电解，例如通过在没有分离某些成分的情况下部分直接再循环粗气体，如也将在下文所阐述的。对应的再循环可以任选地在根据本发明的方法中进行，然而并不是实现根据本发明的优点的前提。

在此，在本发明的范围内设置为，粗气体部分或完全地经历吸附，以获得气体产物和残余混合物，该气体产物相比于粗气体富含一氧化碳并且缺乏二氧化碳，该残余混合物相比于粗气体缺乏一氧化碳并且富含二氧化碳。此外，在本发明的范围内，残余混合物至少部分地经历膜分离，以获得作为保留物的第一气体混合物和作为透过物的第二气体混合物，其中第一气体混合物与粗气体或与该粗气体的经历了吸附的分量一起被至少部分地回馈给吸附，并且其中第二气体混合物被至少部分地回馈给电解。另外的细节已经在上文中更详细地阐述。

一般来说，在本文使用的语言中，物质流、气体混合物等可以富含或缺少一种或多种成分，其中“富含”这一表述可以表示在摩尔、重量或体积基础上的至少50％、60％、75％、80％、90％、95％、98％、99％、99.5％、99.9％或99.99％的含量，而“缺少”这一表述可以表示最多50％、40％、25％、20％、10％、5％、2％、1％、0.5％、0.1％或0.01％的含量。如果指出多种成分，则“富含”或“缺少”的表述是指所有成分的总和。例如，如果本文提及“一氧化碳”，则可能是指纯气体，但也可能是指富含一氧化碳的混合物。“大部分”含有一种或多种成分的气体混合物在描述的意义上尤其地富含该成分或这些成分。

此外，在本文使用的语言中，物质流、气体混合物等可以“富含”或“缺乏”一种或多种成分，其中这些术语是是指相对于起始混合物的含量。如果它们相对于起始混合物具有至少1.1倍、1.5倍、2倍、5倍、10倍、100倍或1000倍的一种或多种成分的含量，则它们为“富含”，并且如果它们具有最多0.9倍、0.75倍、0.5倍、0.1倍、0.01倍或0.001倍的一种或多种成分的含量，则它们为“缺乏”。

在本发明的范围内，除了第二气体混合物之外，大部分或仅含有二氧化碳的至少一种新鲜进料也可以被馈送给电解。该新鲜进料可以例如含有在摩尔的基础上超过90％、95％、99％、99.9％或99.99％的二氧化碳的含量。如果应形成富含一氧化碳的气体混合物或纯一氧化碳作为气体产物，上述值有效。如果应形成合成气体作为气体产物，则通常一定比例的水和二氧化碳被馈送给电解，该比例对应于所述气体产物中的氢和一氧化碳的后期或期望的比例。

如已所述，在本发明的范围内，下游的膜分离和另外通过吸附进行的分离的使用尤其地可以防止二氧化碳以不期望的高的量回馈给吸附。

在根据本发明的方法的一个实施方案中，膜分离包括至少两个膜分离步骤，其中透过物包括透过物分量，每种透过物分量在至少两个膜分离步骤中形成。根据本发明的一个实施方式，也可以设置为，膜分离包括至少两个膜分离步骤，并且在借助于压缩机提高压力的情况下将下游膜分离步骤的透过物回馈给上游膜分离步骤以便提高一氧化碳产量。根据本发明的另一个实施方式，也可以设置为，膜分离包括至少两个膜分离步骤，并且在借助于压缩机提高压力的情况下将上游膜分离步骤的透过物馈送给下游膜分离步骤。在下游膜分离步骤中，获得保留物混合物，该保留物混合物被回馈给上游膜分离步骤以便提高一氧化碳产量。

特别有利的是，在本发明的范围内设置为，从方法中排除残余混合物的至少一部分。例如，可以在本发明的范围内设置为，以所谓的吹扫形式将部分流从残余混合物中分支出来，尤其地在膜分离上游并且在适当时在对应的压缩上游。对应的吹扫中含有的成分从该方法中排除并且因此从该方法中抽出。通过排除尤其地表现为惰性的成分，可以防止这些成分在由再循环形成的回路中积聚。

尤其地，在本发明的范围内可以设置为，仅粗气体的第一分量被馈送给吸附，并且粗气体的第二分量绕过吸附(并且有利地进一步的设备，即“直接”)被回馈给电解。这在使用变压吸附时尤其被证明是有利的。由于对应的第二分量只需很小程度的压缩(只需克服电解中的低压力损失)，而相反地，对于从变压吸附的残余混合物中形成的第一气体混合物和第二气体混合物的再循环来说则必须克服显著更高的压力差(脱附压力水平通常略高于1巴(另见下文)，而电解压力水平相反显著更高)，因此可以此方式节约压缩机容量。

在本发明的范围内设置为，电解在上文提及的电解压力水平下执行，并且吸附在吸附压力水平下执行，其中吸附压力水平等于电解压力水平或高于电解压力水平。如果吸附压力水平与电解压力水平之差不超过1巴、2巴、3巴或5巴，则在此情况下吸附压力水平“等于”电解压力水平。相反，在吸附压力水平“高于”电解压力水平的情况下，反之存在尤其地大于5巴且至多25巴的压力差。

电解可以因此在吸附的(进入或上限)压力水平下(在变压吸附的情况下例如为10巴至80巴，并且优选地10巴至40巴)或在更低的压力水平下操作。在第一种情况下，粗气体不必压缩或只需很小程度的压缩，为此然而至少压缩残余混合物的回馈给电解过程的分量，即残余混合物或第一气体混合物和/或第二气体混合物，因为残余混合物在变压吸附的情况下在显著更低的脱附压力水平下离开吸附。在第二种情况下，粗气体或该粗气体的回馈给吸附过程的分量在吸附之前必须从电解压力水平压缩至吸附压力水平。在此情况下，然而可以在适当时免除对再循环分量的压缩。

在第一实施方式中，原则上需要更少的压缩能并且可以将所用的一台或多台压缩机实施得更小(因为不必压缩全部粗气体而是仅需压缩残余混合物或其一部分)。相反，在第二实施方式中，可以在适当时更容易地实施电解。两种变型因此由本领域的技术人员根据优先权或通过考虑各自的优点做出选择。

在本发明的范围内，有利地形成粗气体，该粗气体具有5％至95％的氢含量、5％至95％的一氧化碳含量和5％至80％的二氧化碳含量。此外，如所提及，在该方法中可以形成合成气体作为气体产物，其中气体产物含有5％至95％的一氧化碳和5％至95％的氢，更确切地说，具有1:10至10:1的氢与一氧化碳的比例和低于10％的二氧化碳分量。氢与一氧化碳的比例也可以为大约1至4，或者气体产物可以具有0.8至2.1的化学计量数，其中气体产物含有总计90％至100％，尤其地95％至100％，有利地99％至100％的一氧化碳和氢。化学计量数sn由氢、二氧化碳和一氧化碳的摩尔分量x计算为sn＝(xh2-xco2)/(xco+xco2)。更多说明已在上文中提供。对此替代性地，可以形成富含一氧化碳的气体混合物作为气体产物，其中气体产物含有90％至100％，尤其地95％至100％，例如98％至100％的一氧化碳。

本发明还涵盖一种根据对应的独立的权利要求的用于生产气体产物的系统，该气体产物至少含有一氧化碳。

关于根据本发明提出的系统的特征和优点，明确参见关于根据本发明的方法及其实施方案的上述阐述。这也适用于根据本发明的特别优选实施方式的系统，该系统被设计成执行方法，如上文在其实施方案中所述的。

下面参考附图更详细地阐述本发明，这些附图说明了本发明的优选实施方式。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施方式的方法。

图2示出了根据本发明的实施方式的方法。

图3示出了并非根据本发明的方法。

在附图中，在功能和/或设计或结构方面彼此对应的方法步骤、技术单元、设备等用相同的参考符号表示，并且为了清楚起见，不再阐述。尽管在附图中示出了根据本发明的实施方式的方法并且将在下文中更详细地阐述，但是对应的阐述类似地适用于根据本发明的实施方式配置的系统。因此，在下文阐述方法步骤时，这些阐述同样适用于系统部件。

具体实施方式

图1示意性地示出了根据本发明的实施方式的方法，其总体上由100表示。

作为方法100的主要方法步骤设置有电解10，该电解可尤其地使用一个或多个固体氧化物电解池以ht共电解和/或lt共电解的形式在水电解质上执行，每种情况如一开始所阐述的。此类电解技术的混合形式也可以在本发明的范围内使用。尤其地，电解10可以使用一个或多个电解池、电解池组等执行。馈送给电解10的以物质流k形式的进料在下文中阐述。该进料包括二氧化碳，该二氧化碳在电解10中部分地转化为一氧化碳。以此方式，使用电解10获得粗气体a，该粗气体a具有取决于馈送给电解10和电解条件的进料。

在图1示出的本发明的实施方式的范围内，水流或蒸汽流h2o也被馈送给电解10，其中以此方式提供的水同样在电解10中反应(参见例如引言部分的反应式3)。以此方式，富含氧的物质流o2可以从阳极侧去除，一氧化碳和氢在阴极侧上形成并且以此方式进入粗气体a中。

粗气体a含有氢、一氧化碳和二氧化碳。粗气体a中含有的氢和一氧化碳为方法100的目标产物。粗气体a中含有的二氧化碳为这样的二氧化碳，该二氧化碳被馈送给电解10，然而在那里没有发生转化。

在所示的示例中，粗气体a含有例如大约31％的氢、32％的一氧化碳和37％的二氧化碳。在所示的示例中，粗气体a例如以177标准立方米/小时的量形成并且完全地馈送给变压吸附20。粗气体a在此例如在大约20巴的压力下存在。在所示的示例中，电解10在例如30℃的温度下执行。在对应的电解10中使用的温度例如在大约20℃至80℃的范围内。电解10中的二氧化碳的完全转化通常是不期望的以便保护电解材料，或从反应动力学角度看是不可行的，由此会在粗气体a中存在未反应的二氧化碳。

在变压吸附20中，粗气体a与膜方法30的保留物混合物b一起被处理，粗气体a在之前与该保留物混合物组合以形成汇总流c。保留物混合物b例如以大约30标准立方米/小时的量提供。它含有例如大约0.1％的氢、80％的一氧化碳和20％的二氧化碳。汇总流c因此以例如大约207标准立方米/小时的量存在。它含有例如大约27％的氢、39％的一氧化碳和35％的二氧化碳。

在变压吸附20中，形成气体产物d和残余混合物e。气体产物d例如以大约100标准立方米/小时的量提供。它含有例如大约50％的氢、50％的一氧化碳和100ppm的二氧化碳。残余混合物e例如以大约107标准立方米/小时的量提供。它含有例如大约5％的氢、28％的一氧化碳和67％的二氧化碳。换言之，氢的主要分量从汇总流c中通入气体产物中，而二氧化碳的主要分量通入残余混合物e中。残余混合物e在例如大约1.2巴的压力水平下提供。

残余混合物e的一部分，在此以物质流f的形式示出，可以从方法100中排除(吹扫)，以防止表现为惰性的成分的积聚。残余物以物质流g的形式在一个或多个压缩机40中经历压缩。

物质流g在例如大约20巴的压力水平下被处理以获得如上所述的保留物混合物b和透过物混合物h，该保留物混合物b相比于残余混合物e富含一氧化碳并且缺乏二氧化碳和氢，该透过物混合物h相比于残余混合物e缺乏一氧化碳并且富含二氧化碳和氢。透过物混合物h在此例如在大约2巴的压力水平下提供。其量为例如大约77标准立方米/小时，其氢的含量为例如大约6％，一氧化碳的含量为例如大约8％，并且二氧化碳的含量为例如大约85％。保留物混合物b的压力水平为例如大约20巴。替代性地，也可以使用膜，该膜保留氢和一氧化碳并且优选地允许二氧化碳通过。

在图1所示的实施方式中，透过物混合物h在一个或多个压缩机50中被再次压缩并且与新鲜进料流i一起作为汇总流k回馈给电解10。新鲜进料流i例如以大约50标准立方米/小时的量提供，它的二氧化碳含量例如高于99.9％。额外地，针对期望的气体产物，在此也还需要50标准立方米/小时的量的水或蒸汽。汇总流k的量因此为例如大约128标准立方米/小时。汇总流k含有例如大约4％的氢、5％的一氧化碳和91％的二氧化碳。

为了设置电解10和其他方法步骤中的温度，可以例如在电解10的上游和/或下游进行热交换，该热交换既可以在进入流k和粗气体流a之间进行热交换的情况下作为进料-流出物交换器，也可以借助于外部热介质实现。这在图1中未示出。同样几乎未示出水分离，在此范围内，在粗气体a中含有的水蒸气可以被冷凝出来并且在适当时被回馈给电解10。在此类水分离之后，在变压吸附20的上游也可以进行重新加热，通常加热大约5℃至20℃，使得粗气体a的温度水平高于露点。

为了降低气体产物d中的可能的氧分量，还可以在粗气体a的流中安装催化脱氧反应器，以便去除氧。通过选择合适的催化剂，在此例如从70℃起将氢氧化成水，并且从150℃起将一氧化碳氧化成二氧化碳。这也适用于下面阐述的方法200和300。

图2示意性地示出了根据本发明的另一个实施方式的方法，其总体上由200表示。

图2中示出的方法200与图1中示出的方法100的不同之处在于粗气体a的一部分(如本文以物质流l的形式示出)被直接回馈给电解10，即并非经历变压吸附20，而是加入物质流h或k。换言之，在此(仅)粗气体a的第一分量与保留物混合物b组合并且经历变压吸附20，反之粗气体的第二分量被直接回馈给电解10。

通过适当部分的再循环可以提高馈送给电解10的物质流k中的一氧化碳的分量。以此方式，可以提高电解粗产物以及由此粗气体a中的一氧化碳的含量。这可以对方法200的总体分离顺序具有积极的作用。由于针对适当的再循环只需克服执行电解10的电解单元的压力损失，因此可以使用价格低廉的鼓风机作为压缩机60。

图3示意性地示出了并非根据本发明的方法，其总体上由300表示。

图3中示出的方法300与先前所述的且在图2中示出的方法200的不同之处在于在此不执行膜分离30。压缩机50也可以此方式免除。因此在此不形成“保留物混合物”b。取而代之，在此形成由m表示的物质流和在此由n表示的物质流，作为相同的物质组成的分流。物质流m如图1和2中示出的方法100和200的保留物流b一样使用，并且物质流n的使用对应于这些方法100和200中的物质流h的使用。