材料可以包含天然氣或可以包含甲烷。
[0044]方面8.方面I至7任一項所述的系統，其中所述含碳材料包含煤炭、石油焦和天然氣的至少一種。
[0045]方面9.方面I至8任一項所述的系統，其中所述含碳材料包含甲烷。
[0046]方面10.方面I至9任一項所述的系統，其還包括:
[0047]第二分離器(80)，其操作地布置以接受來自離子轉運膜組件(70)的至少一部分氮氣產物(73)，所述第二分離器(80)用于分離所述至少一部分氮氣產物(73)以形成富氮產物(83)和包含在氮氣產物(73)中的至少一種污染物的副產物(85)，其中氨合成單元
(60)操作地布置以接受所述富氮產物(83)作為來自離子轉運膜組件(70)的至少一部分氮氣產物(73) ο
[0048]方面11.方面10所述的系統，其中氮氣產物(73)中的所述至少一種污染物是雙原子氧(O2) O
[0049]方面12.方面11所述的系統，其中所述第二分離器(80)包含對雙原子O2選擇性的吸附劑。
[0050]方面13.方面11所述的系統，其中第二分離器(80)包含用于除去氧的電驅動離子轉運膜。
[0051]方面14.方面11所述的系統，其中第二分離器(80)包含用于除去氧的反應性清掃型(reactively purged)離子轉運膜。
[0052]方面15.方面10所述的系統，其中第二分離器(80)包含用于除去雙原子氧和/或氬氣的低溫蒸餾裝置，其中所述至少一種污染物是雙原子氧和/或氬氣。
[0053]方面16.方面I至15任一項所述的系統，其還包括操作地布置以接受來自離子轉運膜組件(70)的氮氣產物(73)的燃燒器(100)，所述燃燒器(100)用于通過使雙原子氧與燃料(101)反應降低氮氣產物(73)中的雙原子氧的濃度。氨合成單元￠0)操作地布置以接受來自燃燒器(100)的雙原子氧濃度降低的至少一部分氮氣產物(73)。
[0054]方面17.方面16所述的系統，其中燃燒器(100)包含促進燃料(101)與雙原子氧燃燒的催化劑。
[0055]方面18.方面16或方面17所述的系統，其中燃燒器(100)操作地布置以接受一部分合成氣體(23)(例如，一部分氫氣產物(51))作為至少一部分燃料(101)。
[0056]方面19.方面I至18任一項所述的系統，其中分離器(50)包含電驅動膜或反應驅動膜。
[0057]方面20.方面I至19任一項所述的系統，其中分離器(50)包含聚合膜。
[0058]方面21.方面I至20任一項所述的系統，其中分離器(50)包含低溫蒸餾裝置。
[0059]方面22.方面I至21任一項所述的系統，其還包括:
[0060]用于通過與合成氣體(23)的間接傳熱而從鍋爐進料水(41)生成蒸汽(45)的換熱器(40)，所述換熱器(40)操作地布置在分離器(50)的上游。
[0061]方面23.制造氨的方法，所述方法包括:
[0062](a)在包含離子轉運膜層的離子轉運膜組件(70)中分離包含氧氣和氮氣的第一進料氣體(71)以形成氮氣產物(73)和氧氣產物(75)；
[0063](b)在低溫空氣分離單元(10)中分離包含氧氣和氮氣的第二進料氣體(11)以形成第二氧氣產物(13)和含氮副產物(15)；
[0064](c)使含碳材料(21)和氧氣在足以產生包含H2、CO2, CO和H2O的合成氣體(23)的反應條件下反應，其中所述氧氣以低于所述含碳材料完全燃燒所需要的化學計量的量提供，并且所述氧氣由來自所述離子轉運膜組件(70)的至少一部分氧氣產物(75)和來自低溫空氣分離單元(10)的至少一部分第二氧氣產物(13)提供；
[0065](d)使來自步驟(C)的至少一部分合成氣體(23)中的0)與H20(31)在變換催化劑的存在下反應，以在所述至少一部分合成氣體(23)中產生額外的HjPCO2;
[0066](e)分離來自步驟⑷的至少一部分合成氣體(23)以形成氫氣產物(51)以及包含至少CO2、H2S和H2O的副產物(53);和
[0067](f)使至少一部分氫氣產物(51)與來自離子轉運膜組件(70)的至少一部分氮氣產物(73)在足以產生氨產物￠3)的反應條件下反應。
[0068]方面24.方面23的方法，其還包括:
[0069]摻混來自步驟(e)的至少一部分氫氣產物(51)和來自步驟(a)的至少一部分氮氣產物(73)以在低溫洗滌單元(90)中形成摻混物，所述至少一部分氫氣產物(51)和所述至少一部分氮氣產物(73)以從2.9至3.1的范圍的4與N2摩爾比摻混；并且低溫洗滌所述摻混物以形成包含氫氣和氮氣的混合物(95)以及包含至少CO的第二副產物(93)；
[0070]其中至少一部分混合物(95)是在步驟(f)中反應的所述至少一部分氫氣產物
(51)和所述至少一部分氮氣產物(73)。
[0071]方面25.生產氨的方法，所述方法包括:
[0072](i)在包含離子轉運膜層的離子轉運膜組件(70)中分離包含氧氣和氮氣的第一進料氣體(71)以形成氮氣產物(73)和氧氣產物(75)；
[0073](ii)在低溫空氣分離單元(10)中分離包含氧氣和氮氣的第二進料氣體(11)以形成第二氧氣產物(13)和含氮副產物(15)；
[0074](iii)使含碳材料(21)和氧氣在足以產生包含H2、C02、C0和H2O的合成氣體(23)的反應條件下反應，其中所述氧氣以低于所述含碳材料完全燃燒所需要的化學計量的量提供，并且所述氧氣由來自所述離子轉運膜組件(70)的至少一部分氧氣產物(75)和來自低溫空氣分離單元(10)的至少一部分第二氧氣產物(13)提供；
[0075](iv)使來自步驟(iii)的至少一部分合成氣體(23)中的CO與H2O(31)在變換催化劑的存在下反應，以在所述至少一部分合成氣體(23)中產生額外的HjPCO2;
[0076](V)分離來自步驟(iv)的至少一部分合成氣體(23)以形成氫氣產物(51)以及包含至少CO2、H2S和H2O的副產物(53)；
[0077](vi)摻混來自步驟(V)的至少一部分氫氣產物(51)和來自步驟(a)的至少一部分氮氣產物以在低溫洗滌單元(90)中形成摻混物，所述至少一部分氫氣產物(51)和所述至少一部分氮氣產物(73)以從2.9至3.1的范圍的4與N2摩爾比摻混；并且低溫洗滌所述摻混物以形成包含氫氣和氮氣的混合物(95)以及包含至少CO的第二副產物(93);和
[0078](vii)使至少一部分混合物(95)在足以產生氨產物(63)的反應條件下反應。
[0079]方面26.方面24或方面25的方法，其中第二副產物(93)包含氧氣、氬氣、甲烷和一氧化碳的至少一種。
[0080]方面27.方面23至26任一項的方法，其中副產物(53)還包含CO。
[0081]方面28.方面23至27任一項的方法，其中所述含碳材料包含煤炭、石油焦、天然氣、城市廢物、木材和生物質的至少一種。
[0082]方面29.方面23至28任一項的方法，其中所述含碳材料包含甲烷。
[0083]方面30.方面25至29任一項的方法，其還包括:
[0084]分離來自步驟(i)的至少一部分氮氣產物(73)以形成富氮產物(83)和包含所述氮氣產物(73)中的至少一種污染物的第三副產物(85)，其中在步驟(vi)中摻混的所述至少一部分氮氣產物包含至少一部分所述富氮產物(83)。
[0085]方面31.方面23、24和26至29任一項的方法，其還包括:
[0086]分離來自步驟(a)的至少一部分氮氣產物(73)以形成富氮產物(83)和包含所述氮氣產物(73)中的至少一種污染物的第三副產物(85)，其中在步驟(f)中反應的所述至少一部分氮氣產物包含至少一部分所述富氮產物(83)。
[0087]方面32.方面30或方面31的方法，其中氮氣產物(73)中的至少一種污染物是雙原子氧(O2)，并且所述至少一部分氮氣產物(73)利用對雙原子02選擇性的吸附劑分離。
[0088]方面33.方面30或方面31的方法，其中氮氣產物(73)中的至少一種污染物是雙原子氧(O2)，并且所述至少一部分氮氣產物(73)利用對氧氣選擇性的電驅動離子轉運膜分離。
[0089]方面34.方面30或方面31的方法，其中氮氣產物(73)中的至少一種污染物是雙原子氧(O2)，并且所述至少一部分氮氣產物(73)利用從所述氮氣產物除去氧的反應性清掃型離子轉運膜分離。
[0090]方面35.方面30或方面31的方法，其中氮氣產物(73)中的所述至少一種污染物是氬氣，并且所述至少一部分氮氣產物(73)利用低溫洗滌塔(90)分離。
[0091]方面36.方面23至35任一項的方法，其中來自步驟(a)或步驟⑴的氮氣產物(73)包含雙原子氧，且所述方法還包括:
[0092]使所述雙原子氧與燃料(101)在燃燒器(100)中反應，從而降低氮氣產物(73)中所述雙原子氧的濃度。
[0093]方面37.方面36的方法，其中所述雙原子氧與所述燃料在促進所述燃料與所述雙原子氧燃燒的催化劑存在下反應。
[0094]方面38.方面36或方面37的方法，其中所述燃料包含一部分合成氣體(23)，例如，氫氣產物(51)。
[0095]方面39.方面23至38任一項的方法，其還包括:
[0096]在分離所述至少一部分合成氣體(23)之前，在換熱器(40)中將熱從來自步驟(C)或步驟(iii)的至少一部分合成氣體(23)傳遞給鍋爐進料水(41)，以通過間接傳熱形成蒸汽(45)ο
[0097]方面40.方面23至39任一項的方法，其中來自離子轉運膜組件(70)的所述至少一部分氧氣產物(75)在壓縮器(77)中壓縮，并且氣化器(20)操作地布置以接受來自所述壓縮器(77)的至少一部分壓縮的氧氣產物(75)。
[0098]方面41.方面I至22任一項的系統，其還包括用于壓縮所述至少一部分第一氧氣產物(75)的壓縮器(77)，其中氣化器(20)操作地布置以接受來自所述壓縮器(77)的至少一部分壓縮的第一氧氣產物(75)。
[0099]附圖簡要說明
[0100]圖1是流程圖，顯示了根據本發明的用于氨生產的系統。
[0101]圖2是流程圖，顯示了根據本發明的用于氨生產的系統。
[0102]圖3是低溫洗滌單元的示意圖。
[0103]具體描沐
[0104]接下來的詳細描述只提供優選的示例性實施方式，并且不打算限制本發明的范圍、適用性或構造。相反地，接下來的優選示例性實施方式的詳細描述將提供本領域技術人員實施本發明的優選示例性實施方式的實現性描述，要理解，在不背離權利要求書限定的本發明的范圍的情況下，可以對要素的功能和排列做出各種改變。
[0105]在本文中使用的冠詞“一”和“一個”當應用于說明書和權利要求書中描述的本發明實施方式中的任何特征時，是指一個或多個。“一”和“一個”的使用不將其含義限定于單個特征，除非這樣的限制被特意說明。單數或復數名詞或名詞短語前面的冠詞“所述”表示一個或多個具體指定的特征并且根據它所使用的上下文可以具有單數或復數含義。形容詞“任何”一、一些、或不加區別地指任何量的全部。放置在第一實體和第二實體之間的術語“和/或”是指下列之一:(I)所述第一實體，⑵所述第二實體，和⑶所述第一實體和所述第二實體。放置在羅列的3個或更多個實體的最后兩個實體之間的術語“和/或”是指所述列表中的至少一個實體，包括這個列表中實體的任何具體組合。
[0106]短語“至少一部分”是指“一部分或全部”。所述至少一部分流可以具有與它所來源的物流相同的組成。所述至少一部分流可以具有與它所來源的流不同的