Способ инжекции потока подаваемого газа в вытянутый по вертикали столб жидкости

СПОСОБ ИНЖЕКЦИИ ПОТОКА ПОДАВАЕМОГО ГАЗА В ВЫТЯНУТЫЙ ПО ВЕРТИКАЛИ СТОЛБ ЖИДКОСТИ В способе конверсии синтетического газа в жидкие продукты, которые служат в качестве поверхностно-активных агентов, используется поток газа при относительно низком давлении для исключения использования компрессора. В способе используется поток жидкости в качестве основного подвода энергии к газовому инжектору, который интенсивно смешивает газ и жидкость,со снижением затрат на компрессию, в то время как присутствие жидкого продукта сохраняет дисперсию газа в жидкости по мере ее протекания сверху вниз с созданием статического давления. Способ понижает требуемое давление газа посредством установки высотной отметки для газового инжектора из условия, чтобы труба получала дисперсию газа в жидкости из выходного канала инжектора и удерживала ее в своих пределах по мере ее перемещения сверху вниз для попадания на дно столба жидкости. Жидкий продукт обеспечивает поверхностно-активный агент, который увеличивает образование и срок действия микропузырьков в дисперсии газа в жидкости. Данные, касающиеся родственных заявок на патенты США Заявка на данное изобретение испрашивает приоритет по заявке на патент Соединенных Штатов Америки 12/826991, поданной 30 июня 2010 г., в качестве не являющейся предварительной заявки на патент на изобретение. Полный объем этой заявки включен в описание посредством ссылки. Область техники Изобретение относится к смешиванию подаваемого газа, включающего CO, CO2 и H2, с жидкой средой, включающей поток водного спирта, для создания тонкой дисперсии подаваемого газа в зоне конверсии в жидкой фазе, включающей глубокий ферментационный сосуд. Предпосылки создания изобретения Во многих областях на практике удачно осуществляется конверсия компонентов газового потока посредством приведения в контакт с конверсионной средой в жидкой фазе. Если растворимость газового потока является ограниченной, для приведения в контакт компонентов газового потока и их конверсии требуется, чтобы газовый поток был полностью распределен в жидкой среде в виде тонкой дисперсии для увеличения массообмена между газовой фазой и конверсионной средой в жидкой фазе. Это диспергирование газа в потоках жидкости является энергоемким, и для него типично требуется компрессия газового потока для обеспечения энергии, необходимой для создания высокой степени дисперсии газа в содержащих жидкую фазу средах. Известно большое разнообразие устройств для диспергирования газа в жидкой среде. Такие устройства включают инжекторы Вентури, инжекторы щелевого типа или струйные инжекторы и другие устройства для смешивания под высоким давлением. Такие устройства для переноса газа нашли широко распространенное применение в ряде областей, включающих области обработки сточных вод и ферментации. Задачей в этих газожидкостных контакторах является достижение высокой скорости реакции химических или биологических материалов, подвергаемых конверсии. Для достижения высокой скорости реакции часто требуется преодоление ограничений массообмена. Поэтому смешивание жидкости и газа выполняют созданием большой площади раздела между двумя фазами для максимизации абсорбции/переноса газа по мере того, как компоненты газа растворяются и впоследствии конвертируются в жидкой фазе. Уменьшение размера пузырьков газа в жидкости увеличивает площадь раздела и помогает преодолеть ограничения массообмена в случае реакции или биологической конверсии. Очень желательно, если жидкость будет захватывать газ в виде тонкой дисперсии микропузырьков. Для создания дисперсии микропузырьков требуются большие затраты энергии. После создания микропузырьки начнут подвергаться коалесценции в более большие пузырьки и газовые пробки. Поэтому при типичном осуществлении на практике сводят к минимуму транспортировку дисперсии газа из точки ее создания в точку приведения ее в контакт с конверсионными средами. В патенте США 4683122 А демонстрируется использование множества струйных сопел, расположенных в свободном пространстве газожидкостного реактора, для подачи смеси газ-жидкость в нижнюю часть сосуда-реактора. В патенте США 4683122 А для основного ввода химически активного газа требуется компрессия газа. Диспергирование газа в жидких средах представляет особый интерес в области ферментации вследствие увеличения особого внимания к конверсии возобновляемых источников энергии в жидкие продукты. Например, конверсия биомассы для производства биотоплива для применения в качестве жидкого моторного топлива или для смешивания с обычным бензином или дизельным топливом увеличивается во всем мире. Такое биотопливо включает, например, этанол и н-бутанол. Одной из основных побудительных причин производства биотоплива является его происхождение из возобновляемых источников с использованием технологии ферментации и биопроцесса. Одним технологическим путем производства такого биотоплива является конверсия лигноцеллюлозной биомассы в синтез-газ (также известный как синтетический газ, преимущественно смесь CO, Н 2 иCO2 с другими компонентами, такими как СН 4, N2, NH3, H2S и другие малые газовые составляющие), а затем ферментирование этого газа с помощью анаэробных микроорганизмов для производства биотоплива, такого как этанол, пропанол, н-бутанол, или химических веществ, таких как уксусная кислота, пропионовая кислота, масляная кислота и т.п. Этот путь может быть очень эффективным, поскольку стадия превращения в газ может конвертировать все компоненты в синтетический газ с достаточной эффективностью (например, более чем 75% энергии могут иметься в наличии в виде ферментируемых соединений), и некоторые штаммы анаэробных микроорганизмов могут конвертировать синтетический газ в этанол, пропанол, н-бутанол или другие химические вещества с высокой эффективностью (например, более чем 90% от теоретической эффективности). Однако в случае этого технологического пути требуется, чтобы компоненты синтетического газаCO и Н 2 были эффективно и экономно диспергированы или растворены в водной среде и перенесены к анаэробным микроорганизмам, которые конвертируют их в желаемые продукты. И требуются очень большие количества этих газов. Например, теоретическими уравнениями конверсии CO или Н 2 и CO2 в этанол являются: Таким образом, 6 моль относительно нерастворимых газов, таких как CO или Н 2, должны быть перенесены в водную среду для продукции каждого моля этанола. Другие продукты, такие как уксусная кислота и н-бутанол, имеют схожие большие стехиометрические требования в отношении этих газов. Множество устройств и оснащений используют для переноса газа к микроорганизмам в случае связанных с ферментацией и обработкой отходов применений. Большая часть этих реакторов или систем сконфигурированы для использования с микроорганизмами в планктонной или суспендированной форме, т.е. они существуют в виде отдельных клеток в жидкой среде. Такие реакторы или биореакторы содержат большой объем жидкости и типично имеют высоту жидкости, составляющую 10 м или более,чтобы вместить количество суспендированных микроорганизмов, достаточное для приведения в контакт с газом, и достичь желаемой конверсии. Все эти многочисленные реакторы или биореакторы страдают различными недостатками в достижении степени переноса вещества, желаемой для оптимальной эффективности и продуктивности (массы этанола, продуцированной на единицу объема-времени). В этих обычных биореакторах и системах часто используются мешалки со специализированными лопастями или конфигурациями инжекторных насадок. В некоторых конфигурациях, таких как подъем жидкости, с помощью сжатого газа или псевдоожижженные слои, жидкости или газы циркулируют через устройства-контакторы. В некоторых обычных ферментационных реакторах растворение газа осуществляют, используя системы газового барботирования или системы барботирования, эксплуатируемые вместе с мешалками типа вертушек. Для достижения сдвоенных целей - высокой скорости переноса газа и высокой эффективности переноса газа (использования ферментируемых компонентов Н 2 и CO при подаче синтетического газа) необходимо, чтобы эти системы экономно использовали синтетический газ в случае систем для ферментации, которые включают либо глубокие резервуары, либо герметизированные емкости высокого давления. В любом случае необходима компрессия (сжатие) синтетического газа по меньшей мере до нескольких атмосфер в качестве единиц манометрического давления. Использование больших компрессоров затрудняет эксплуатацию таких систем, что, в свою очередь, увеличивает и капитальные затраты, и эксплуатационные расходы на такие операции. В области ферментации известно об использовании устройств для инжекции газа для диспергирования потоков газа в жидкостях. В патенте США 4426450 А описывается ферментационный сосуд, в котором используется множество струйных инжекторов для смешивания воздуха и ферментационной среды на дне ферментационного сосуда. Для максимизации срока действия газовых пузырьков в жидкой среде дисперсию подают близ дна ферментационного сосуда. Таким образом, в патенте США 4426450 А требуется поток газа при достаточном давлении для преодоления гидравлического давления жидкости близ дна сосуда. Для того чтобы сделать биологическую продукцию спиртов или других жидких продуктов из синтетического газа промышленно возможной, требуется удержание больших объемом в ферментационной жидкости. Например, может быть необходимым, чтобы один сосуд для ферментации в промышленном масштабе удерживал порядка 4000 м 3 или более ферментационной жидкости. Эти сосуды будут типично иметь глубину жидкости, составляющую 15-20 м или более. На таких глубинах гидростатическое давление будет превышать 150-200 кПа и будет вызывать необходимость компрессии потока синтетического газа для его инжекции в качестве питания в нижнюю часть глубокого ферментационного сосуда. Компрессия потока синтетического газа создает особые проблемы. При получении синтетического газа из биологических источников в синтетическом газе могут оставаться остаточные материалы, которые создают трудности при эксплуатации компрессоров. Например, синтетический газ может содержать остаточный тонкодисперсный материал. В зависимости от операции газообразования этот синтетический газ может также содержать высокомолекулярные углеводороды, такие как смолы. Любой из этих материалов может повредить компрессоры, которые могут потребоваться для создания необходимого давления газа для достижения высокой степени диспергирования газа. В результате осуществляемые в промышленном масштабе процессы производства жидких продуктов из синтетического газа могли бы выиграть от схем процессов, в которых подаваемый газ может доставляться на дно глубоких сосудов без необходимости в больших компрессорах. Поэтому ведутся поиски способов, которые могут устранить необходимость в больших компрессорах для доставки подаваемого газа на дно глубоких ферментационных сосудов. Краткое изложение сущности изобретения Это изобретение представляет собой способ производства в промышленном масштабе жидких продуктов в глубоком ферментационном сосуде посредством инжекции потока подаваемого газа в нижнюю часть сосуда без необходимости в компрессоре. В ходе данной работы было обнаружено, что ферментационная жидкость, когда она содержит спирт или другое уменьшающее поверхностное натяжение химическое вещество в виде жидкого продукта, может служить в качестве жидкости с движущей силой для обеспечения основного подвода энергии для тонкого диспергирования подаваемого газа в ферментационной жидкой фазе в виде дисперсии газа в жидкости в поднятом положении, и что дисперсия остается стабильной на всем протяжении ее транспортировки в нижние положения ферментационного сосуда. Необходима соответствующая скорость спуска по трубе для транспортировки для сохранения стабильной дисперсии. Таким образом, поток подаваемого газа приходит при низком давлении в контакт с циркулирующим потоком ферментационной жидкости. Смешивание газа и жидкости происходит на относительно большей высотной отметке, чем уровень жидкости в сосуде, чтобы необходимое давление подаваемого газа оставалось ниже уровня, для которого потребовался бы компрессор. В этом изобретении осознаны коммерческие преимущества уменьшения любой требуемой компрессии потока газа до точки, когда обычный нагнетатель может обеспечить достаточное давление для диспергирования подаваемого газа в жидкой среде. Посредством инжекции потока газа при низком давлении в устройство для смешивания и использования потока жидкости в качестве основного подвода энергии к газовому инжектору в этом изобретении достигается интенсивность смешивания и обеспечиваются усилия сдвига, необходимые для вызова хорошего смешивания и диспергирования газового потока в жидкости с созданием потока дисперсии небольших микропузырьков в жидкости. Таким образом,в этом изобретении достигается исключение компрессоров посредством установления высоты устройства для смешивания газа, которое создает поток дисперсии, относительно точки подачи потока дисперсии в вытянутый столб ферментационной жидкости. В качестве части настоящего изобретения ферментационная жидкость содержит жидкий продукт, обладающий свойствами стабилизации дисперсии газа в жидкости. В частности, присутствие спирта в ферментационной жидкости в сочетании с использованием газового инжектора позволяет транспортировать поток дисперсии на значительное расстояние по вертикали без значительной коалесценции газовых пузырьков. Таким образом, в настоящем изобретении газовый инжектор, который создает дисперсию газа и жидкости, размещают на большей высотной отметке, чем высотная отметка для точки подачи, в которой поток дисперсии подают в объем жидкости. Позиционирование газового инжектора выше точки подачи потока дисперсии позволяет уменьшить давление газа на входе для газа, поступающего в газовый инжектор. Гидравлический напор жидкости, создаваемый при инжекции потока дисперсии в сосуд на меньшей высотной отметке, чем газовый инжектор, устраняет необходимость в дополнительном давлении со стороны выхода из газового инжектора. Транспортировка сверху вниз потока дисперсии в узкой трубе создает статическую высоту (статическое давление), которая вызывает компрессию потока дисперсии до ее поступления в сосуд. Инжекция подаваемого газа в ферментационную жидкость действительно уменьшает плотность дисперсии газа в жидкости относительно ферментационной жидкости. Увеличение давления на выходе из газового инжектора может компенсировать любое уменьшение статического давления в точке подачи, в которой поток дисперсии поступает в ферментационный сосуд. Давление потока дисперсии в точке подачи можно также увеличить посредством увеличения высотной отметки для положения газового инжектора относительно уровня жидкости в ферментационном сосуде. Подъем газового инжектора увеличивает конечное статическое давление на поток дисперсии вследствие увеличения высоты столба воды, увеличивая тем самым давление потока дисперсии в точке подачи. Это увеличение высотной отметки для газового инжектора незначительно увеличивает боковое давление жидкости, требуемое в газовом инжекторе. В результате газовая фаза все еще поступает в газовый инжектор при относительно низком давлении. Настоящее изобретение тем самым устраняет или уменьшает необходимость в компрессии газового потока до точки, в которой компрессор не требуется. Взамен подача насосом ферментационной жидкости в качестве жидкости с движущей силой и транспортировка сверху вниз потока дисперсии обеспечивают все давление, необходимое для инжекции дисперсии газа в жидкости в ферментационный сосуд в относительно низкой точке подачи. Таким образом, в способе эффективно используется различие в высоте между положением газового инжектора и точкой подачи для увеличения давления потока дисперсии и устранения необходимости в компрессоре для подачи подаваемого газа в процесс. Соответственно, в расширенной форме это изобретение представляет собой способ конверсии потока подаваемого газа, включающего по меньшей мере одно из следующего: CO или смесь CO2 и Н 2, посредством приведения в контакт с ферментационной жидкостью жидкого продукта, который уменьшает поверхностное натяжение ферментационной жидкости. Способ включает удержание водной ферментационной жидкости, включающей жидкий продукт и микроорганизмы, в сосуде, который проходит вертикально до такой высоты, что ферментационная жидкость создает гидростатическое давление, превышающее 100 кПа. В этом способе ферментационная жидкость забирается из сосуда в точке забора, и ферментационная жидкость подается насосом в качестве рабочей текучей среды в газовый инжектор. По меньшей мере часть потока подаваемого газа пропускается в газовый инжектор при относительном давлении, не превышающем 100 кПа. Газовый инжектор смешивает поток подаваемого газа с рабочей текучей средой, используя подачу насосом рабочей текучей среды в качестве основного подвода энергии для создания дисперсии газа в жидкости из потока подаваемого газа и рабочей текучей среды. В способе дисперсия газа в жидкости из газового инжектора транспортируется сверху вниз по трубе для дисперсии на расстояние, составляющее по меньшей мере 10 м ниже газового инжектора, и дисперсия газа в жидкости из трубы для дисперсии подается в сосуд в точке подачи, расположенной по меньшей мере на 10 м ниже газового инжектора. В результате приведения микроорганизмов в контакт с ферментационной жидкостью, которая содержит растворенный подаваемый газ из дисперсии газа в жидкости, по меньшей мере одно из следующего, CO или смесь CO2 и H2, превращается в жидкие продукты в сосуде. В способе часть ферментационной жидкости из сосуда пропускается в зону извлечения продукта, и поток продукта,включающий жидкий продукт, извлекается из зоны извлечения продукта. В другой расширенной форме это изобретение представляет собой способ конверсии потока подаваемого газа, включающего по меньшей мере одно из следующего, CO или смесь CO2 и Н 2, в жидкий продукт посредством приведения в контакт с ферментационной жидкостью, причем жидкий продукт уменьшает поверхностное натяжение ферментационной жидкости. В способе водная ферментационная жидкость, включающая жидкий продукт и микроорганизмы, удерживается в сосуде и частично заполняет сосуд до высоты, составляющей по меньшей мере 10 м. Ферментационная жидкость забирается из сосуда в точке забора и подается насосом в качестве рабочей текучей среды в газовый инжектор, имеющий инжектор с положением по вертикали не ниже ближайшего положения точки забора. По меньшей мере часть потока подаваемого газа пропускается в газовый инжектор при относительном давлении, не превышающем 100 кПа. В газовом инжекторе поток подаваемого газа смешивается с рабочей текучей средой, используя подачу насосом рабочей текучей среды в качестве основного подвода энергии для создания дисперсии газа в жидкости из потока подаваемого газа и рабочей текучей средой. В способе дисперсия газа в жидкости из газового инжектора транспортируется сверху вниз по трубе для дисперсии, имеющей одинаковое проходное сечение, и дисперсия газа в жидкости из трубы для дисперсии подается в сосуд в точке подачи, расположенной по меньшей мере на 15 м ниже газового инжектора. По меньшей мере одно из следующего, CO или смесь CO2 и Н 2, превращается в жидкий продукт в сосуде, в результате приведения микроорганизмов в контакт с ферментационной жидкостью, которая содержит растворенный подаваемый газ из дисперсии газа в жидкости. Часть ферментационной жидкости из сосуда пропускается в зону извлечения продукта, которая извлекает поток продукта, включающий жидкий продукт. Способ усиливается в результате присутствия в ферментационной среде жидкого продукта, который служит в качестве поверхностно-активного агента, который уменьшает поверхностное натяжение для преодоления тенденции к коалесценции пузырьков, что позволяет тем самым избежать уменьшения площади раздела жидкость/пузырьки диспергированного газа по мере его перемещения на меньшую высотную отметку для точки подачи. В частности, было отмечено, что присутствие оксигенатов, таких как этанол и/или органические кислоты, такие как уксусная кислота, в жидкой среде в концентрациях только 0,05 мас.%, оказывает сильный эффект на эффективность переноса газа. В случае чистой воды результат добавления уменьшающего поверхностное натяжение агента может обеспечить скорость переноса газа,превышающую в 3 раза таковую, отмечаемую для чистой воды. Даже в концентрации 0,05 мас.% отмечалось увеличение скорости переноса газа, составляющее более 50%. Комбинация спирта в качестве поверхностно-активного агента вместе с интенсивным перемешиванием в поднятом положении газового инжектора дает неожиданный результат поддерживания хорошей дисперсии газа в жидкости по мере ее перемещения на расстояния, превышающие 20 м, до точки подачи. Предпочтительно спирт и/или органическая кислота содержатся в общей концентрации, составляющей по меньшей мере 0,05 мас.% и более предпочтительно превышающей 0,5 мас.%. Эффектом уменьшения поверхностного натяжения является образование пузырьков меньшего размера. Более тонкая дисперсия пузырьков дает два преимущества. Пузырьки меньшего размера обеспечивают значительно большую площадь поверхности газовых пузырьков, подвергаемых воздействию жидкости. Кроме того, более высокая дисперсия газа компенсирует любую коалесценцию пузырьков, которая возникает по мере перемещения дисперсии газа в жидкости сверху вниз через трубу для дисперсии до точки подачи. Настоящее изобретение может использоваться в любой конструкции биореактора, которая удерживает объем жидкой среды для суспендирования конверсионной среды на увеличенном в вертикальном направлении расстоянии. Это изобретение находит, в частности, применение в конструкциях, в которых микроорганизмы суспендированы в вытянутых по вертикали сосудах, таких как конструкции барботажных колонок или реакторы с мешалками. В другой форме биореактора используется среда, суспендированная в объеме жидкости, и такая форма продемонстрирована в публикации заявки на патент США 20090035848. Это изобретение, в частности, применимо для конверсии потоков газа, включающих компоненты синтетического газа, в ферментационной жидкости. Обычно ферментационная жидкость будет включать воду, суспендированные в ней микроорганизмы, питательные химические вещества, клеточный дебрис от микроорганизмов и продукты, продуцированные в результате процессов метаболизма микроорганизмов. Низкая растворимость CO и Н 2 в водной в основном ферментационной жидкости вызывает необходимость очень хорошего диспергирования газа в жидкости для достижения хорошего массообмена, чтобы эффективно достигалась высокая степень конверсии. Было установлено, что внутреннее присутствие различных органических соединений за счет таких биологических конверсий, главным образом этанола,обеспечивает в высокой степени выгодную комбинацию для достижения хорошего диспергирования газа со схемой процесса этого изобретения. В более конкретной форме это изобретение представляет собой способ конверсии потока подаваемого газа, содержащего CO, CO2 и Н 2, в этанол. Процесс включает частичное заполнение сосуда водной ферментационной жидкостью, включающей этанол и микроорганизмы, до такой высоты, что ферментационная жидкость создает относительное гидростатическое давление, превышающее 100 кПа, и выделяющийся газ сосредотачивается выше поверхности ферментационной жидкости в сосуде. В способе ферментационная жидкость забирается из указанного сосуда в точке забора, находящейся ниже поверхности ферментационной жидкости, и ферментационная жидкость подается насосом в качестве рабочей текучей среды в газовый инжектор с положением по вертикали не ниже точки забора. По меньшей мере часть потока подаваемого газа и выделяющегося из сосуда газа пропускается в газовый инжектор при давлении, не превышающем более чем на 100 кПа и предпочтительно не превышающем более чем на 40 кПа давление ферментационной жидкости в точке забора. В способе поток подаваемого газа и поток выделяющего газа смешиваются с рабочей текучей средой в газовом инжекторе, и используется подача насосом рабочей текучей среды в качестве основного подвода энергии для создания дисперсии газа в жидкости из потока подаваемого газа, потока выделяющегося газа и рабочей текучей среды. Труба для дисперсии транспортирует сверху вниз дисперсию газа в жидкости из газового инжектора. В способе дисперсия газа в жидкости из трубы для дисперсии подается в сосуд в точке подачи, расположенной по меньшей мере на 15 м ниже поверхности ферментационной жидкости. В результате приведения микроорганизмов в контакт с ферментационной жидкостью, которая содержит растворенный подаваемый газ из дисперсии газа в жидкости, CO и CO2 и Н 2 превращаются в этанол в указанном сосуде. В способе часть ферментационной жидкости из сосуда пропускается в зону извлечения спирта, и поток продукта,включающий спирт, извлекается из зоны извлечения продукта. Краткое описание чертежей Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение, демонстрирующее реактор типа барботажных колонок с аппаратом для осуществления на практике способа инжекции газа настоящего изобретения. Фиг. 2 представляет собой схематическое изображение, демонстрирующее поперечное сечение биореактора с множеством точек инжекции газа. На фиг. 3 представлена геометрия типичного устройства для инжекции газа. На фиг. 4 представлено альтернативное устройство газового инжектора фиг. 1. На фиг. 5 схематически представлена экспериментальная установка для создания и транспортировки дисперсии газа в жидкости. На фиг. 6 схематически представлен корпус для газового инжектора, используемого в экспериментальной установке, представленной на фиг. 5. Фиг. 7 представляет собой фотографию, демонстрирующую грубую дисперсию газа в жидкости, созданную с помощью экспериментального аппарата фиг. 5. Фиг. 8 представляет собой фотографию, демонстрирующую тонкую дисперсию газа в жидкости, созданную с помощью экспериментального аппарата фиг. 5. Подробное описание изобретения Изобретение может использоваться в ферментационных процессах для производства жидких продуктов из потока газа, содержащего по меньшей мере одно из следующего: CO или смесь CO2 и Н 2, причем поток газа имеет низкое давление, а жидкие продукты уменьшают поверхностное натяжение ферментационной жидкости. Настоящее изобретение, в частности, применимо к тем способам, с помощью которых продуцируются низкомолекулярные спирты и соответствующие кислоты, такие как этанол,пропанол, н-бутанол, уксусная кислота, пропионовая кислота и масляная кислота, в качестве жидких продуктов в ферментационной жидкости. Способами, к которым особенно применимо настоящее изобретение, являются те, с помощью которых продуцируется этанол или ацетат в концентрации, составляющей по меньшей мере 0,05 мас.%. Существует множество источников CO и CO2 и Н 2. Например, источниками таких газов являются газообразные отходы, такие как газообразные отходы нефтеперерабатывающих заводов, газы (содержащие некоторое количество Н 2), которые продуцируются при дрожжевой ферментации, превращенные в газ целлюлозные материалы, переработанный в газ уголь, преобразованный природный газ и т.д. Альтернативно, такие газы необязательно продуцируются в виде побочных продуктов других процессов, но могут быть продуцированы специально для применения в ферментационных реакциях в ферментационном сосуде. Предпочтительным источником CO, CO2 и Н 2 является синтетический газ и более предпочтительно синтетический газ, продуцированный посредством превращения в газ легкодоступного, дешевого сельскохозяйственного сырья. Другим источником является преобразование такого биогаза, который можно продуцировать посредством обработки анаэробными метаногенными бактериями возобновляемого сырья и отходов (таких как органическая фракция твердых городских отходов, промышленных отходов с высокой концентрацией загрязняющих веществ и т.д.). Другим источником CO и CO2 и H2 для целей этого изобретения является выделяющийся газ, извлекаемый из сосуда, который также может служить в качестве потока подаваемого газа. Ферментационная жидкость будет включать водную суспензию ацетогенных микроорганизмов и различные добавки к средам, которые удерживаются в ферментационном сосуде. Подходящие микроорганизмы, как правило, живут и растут в анаэробных условиях, что означает, что растворенный кислород,по существу, отсутствует в ферментационной жидкости. Различные добавки к средам могут включать буферные вещества, сверхредкие металлы, витамины, соли и т.д. Регулирования сред могут включать различные условия в различные периоды времени, такие как условия роста и отсутствие роста, которые будут влиять на продуктивность микроорганизмов. В заявке US 2008/0057554 А 1, содержание которой тем самым включено посредством ссылки, описываются, кроме того, условия и составы ферментационной жидкости, подходящей для биологической конверсии CO и Н 2/CO2, используя анаэробные микроорганизмы. Биологические конверсии CO и Н 2/CO2 в уксусную кислоту, н-бутанол, масляную кислоту, этанол и другие продукты хорошо известны. Например, биохимические пути и энергетика таких биологических конверсий были кратко изложены в недавно изданной книге Das, А. и L.G., Ljungdahl, Electron TransportSystem in Acetogens, и Drake, H.L. и K. Kusel, Diverse Physiologic Potential of Acetogens, входящие в нее,соответственно, как главы 14 и 13 Biochemistry and Physiology of Anaerobic Bacteria, L.G. Ljungdahl eds,Springer (2003). Могут использоваться любые подходящие микроорганизмы, обладающие способностью к превращению компонентов синтетического газа: CO, Н 2, CO2 по отдельности или в комбинации друг с другом или с другими компонентами, которые типично присутствуют в синтетическом газе. Подходящие микроорганизмы и/или условия роста могут включать те, которые описаны в заявке на патент США 11/441392, поданной 25 мая 2006 г., которая озаглавлена "Indirect Or Direct Fermentation of Biomass toFuel Alcohol", в которой описывается биологически чистая культура микроорганизма Clostridiumcarboxidivorans, обладающего всеми идентификационными характеристиками АТССВАА-624, и в заявке на патент США 11/514385, поданной 31 августа 2006 г., которая озаглавлена "Isolation andCharacterization of Novel Clostridial Species", в которой описывается биологически чистая культура микроорганизма Clostridium ragsdalei, обладающего всеми идентификационными характеристиками АТССВАА-622, обе из которых включены сюда посредством ссылки в их полном объеме. Clostridiumcarboxidivorans может использоваться, например, для ферментации синтетического газа в этанол и/или н-бутанол. Clostridium ragsdalei может использоваться, например, для ферментации синтетического газа в этанол. Подходящие микроорганизмы и условия роста включают анаэробные бактерии Butyribacterium methylotrophicum, обладающие идентификационными характеристиками АТСС 33266, которые могут адаптироваться к CO и использовать его, и это даст возможность продуцировать н-бутанол, а также масляную кислоту, как сообщается в ссылочных документах: "Evidence for Production of n-Butanol fromCarbon Monoxide by Butyribacterium methylotrophicum", Journal of Fermentation and Bioengineering, vol. 72,1991, p. 58-60; "Production of butanol and ethanol from synthesis gas via fermentation", FUEL, vol. 70, May 1991, p. 615-619. Другие подходящие микроорганизмы включают Clostridium ljungdahlii со штаммами,обладающими идентификационными характеристиками АТСС 49587 (патент США 5173429 А) и АТСС 55988 и 55989 (патент США 6136577 А), которые дадут возможность продуцировать этанол, а также уксусную кислоту, Clostridium autoethanogemum sp. nov., анаэробную бактерию, которая продуцирует этанол из угарного газа, Jamal Abrini, Henry Naveau, Edmond-Jacques Nyns, Arch Microbiol., 1994,345-351; Archives of Microbiology, 1994, 161:345-351 и Clostridium coskatii, обладающий идентификационными характеристиками АТССРТА-10522, заявка на патент, поданная как заявка на патент США 12/272320 19 марта 2010 г. Все эти ссылочные документы включены в описание в их полном объеме. Все эти микроорганизмы обладают способностью продуцировать жидкие продукты, которые будут уменьшать поверхностное натяжение ферментационной жидкости в сосуде для ферментации. В случае применения этого изобретения к конверсии CO или смеси CO2 и Н 2 сосуд для ферментации будет типично включать биореактор, который удерживает микроорганизмы, суспендированные в ферментационной жидкости. Конкретные типы биореакторов включают биореакторы в виде барботажных колонок и биореакторы с мешалками. Сосуд для ферментации может принимать любую форму, которая обеспечивает значительную глубину ферментационной жидкости. Сосуд для ферментации будет типично достигать высоты, составляющей по меньшей мере 10 м, типичнее высоты, составляющей 15 м, и часто высоты, составляющей 20 м или более. Глубина ферментационной жидкости будет составлять либо всю высоту, либо почти всю высоту сосуда для ферментации. Эта высота сосуда будет создавать градиент гидростатического давления вдоль сосуда. Дисперсия газа и жидкости в потоке дисперсии должна преодолеть это гидростатическое давление в точке, в которой она поступает в сосуд. Следовательно, если поток дисперсии входит в точке подачи, находящейся на 10 м ниже поверхности жидкости, относительное статическое давление внутри сосуда будет равно приблизительно 100 кПа, а для высоты жидкости, составляющей 15 м, относительное статическое давление будет равно приблизительно 150 кПа. Для использования настоящего изобретения требуется схема процесса, которая обеспечивает поток сверху вниз жидкости и захваченного газа из выходного канала газового инжектора в трубе для дисперсии, которая ограничивает поток дисперсии. Труба для дисперсии обеспечивает статическое давление,равное весу потока дисперсии на основе разницы в высоте между выходным каналом газового инжектора и выходным концом узкой трубы. Труба для дисперсии может находиться полностью вне сосуда для удержания столба жидкости или может простираться в сосуд, так что она находится частично или полностью в сосуде. Труба для дисперсии будет типично иметь одинаковое проходное сечение по всей своей длине для сохранения достаточной скорости дисперсии газа в жидкости для предотвращения коалесценции пузырьков. В других схемах труба для дисперсии может находиться полностью внутри сосуда, в этом случае газовый инжектор может также находиться полностью внутри сосуда. Труба для дисперсии будет подавать поток дисперсии в сосуд на своем выходном конце. Выходной конец трубы для дисперсии представляет собой точку подачи, в которой поток дисперсии выходит из трубы в объем жидкости, которая удерживается в сосуде. Распределительные устройства, сопла и другие механизмы разгрузки могут располагаться в точке подачи потока дисперсии и включают часть трубы для дисперсии. Общее представление о настоящем изобретении и его применении быстрее всего составить на основе фиг. 1, на которой представлен вытянутый по вертикали столб ферментационной жидкости 10 в сосуде 12. Сосуд 12 задерживает объем 14 газа над поверхностью жидкости 16. На фиг. 1 представлена схема процесса настоящего изобретения, в которую не включено оборудование, которое не является необходимым для понимания настоящего изобретения. Коллектор 18 обеспечивает место для подачи жидкости в точку забора 19 для забора жидкости из положения, ближайшего к поверхности 16 жидкости 10. Коллектор может обеспечить средство для отфильтровывания в начале клеточного материала от ферментационной жидкости для уменьшения количества микроорганизмов и органического дебриса в жидкости,забранной из сосуда. Труба 20 приносит жидкость из точки забора 19 к насосу 22. Трубы 24, 25 и 27 доставляют забранную жидкость в газовый инжектор 26, находящийся на высоте немного выше поверхности 16. Необязательная камера для смешивания 28 может обеспечивать добавки к жидкости из линии 25. Труба 30 будет добавлять добавки в камеру смешивания 28, если она предусмотрена. Поток газа, переносимый трубой 32, идет в газовый инжектор 26 через трубу 33. Необязательно выделяющийся газ из объема газа 14 может также идти в инжектор 26 через трубу 34 и трубу 33. Поток жидкости, содержащий дисперсию пузырьков газа, покидает инжектор 26 в виде потока дисперсии через трубу 36 и поступает в сосуд 12 в точке подачи 38. Контрольный клапан 42 регулирует давление в объеме задержанного газа 14 посредством выпуска выделяющегося газа из находящегося под давлением сосуда 10 через трубу 44. Труба 52 может поставлять добавочную жидкость в сосуд 12. Труба 46 забирает жидкость из сосуда 10 через трубу 24 со скоростью, регулируемой контрольным клапаном 48, для доставки в зону извлечения продукта 50 через трубу 47. Зона извлечения продукта 50 будет состоять из известных компоновок оборудования для удаления остаточного клеточного материала,разделения и извлечения жидких продуктов из ферментационной жидкости, возврата подвергнутой извлечению продуктов ферментационной жидкости и очистки потоков отходов и материалов. Подходящая компоновка оборудования может включать фильтры, дистилляционные установки, мембранные системы и другое оборудование для разделения. В заявке на патент США 2009/0215139 А 1 представлена компоновка для зоны извлечения продукта, которая извлекает продукт в виде этанола из биореактора. Квалифицированные в данной области техники специалисты могут предвидеть оборудование, подходящее для разделения ферментационной жидкости из трубы 47 на поток жидкого продукта, уносимый трубой 54, продувочный газ, уносимый трубой 56, и рециркулирующий поток 58 ферментационной жидкости с уменьшенной концентрацией жидкого продукта относительно потока 47. Для достижения максимального преимущества за счет этого изобретения для потока дисперсии необходимо обеспечить хорошее распределение диспергированного газа по всему объему жидкости в сосуде. Поэтому, хотя поток дисперсии может поступать в сосуд 10 в одной точке, настоящее изобретение работает лучше всего, когда поток забора поступает в сосуд в достаточном количестве точек для достижения хорошего распределения газа по всему поперечному сечению сосуда. На фиг. 2 представлено поперечное сечение сосуда 12 с множеством точек подачи 39 для потока дисперсии, расположенных равномерно по периферии сосуда. На фиг. 2 представлены точки инжекции вне сосуда 12. В этом изобретении может использоваться любой способ обеспечения множества точек подачи потока дисперсии, включающий использование компоновок труб внутри сосуда. В сочетании с использованием множества точек подачи осуществление на практике настоящего изобретения может включать использование множества точек забора, насосов и инжекторов для подачи потока дисперсии в различные точки подачи. В случае настоящего изобретения требуется использование устройства для инжекции газа, которое создает поток дисперсии и способствует хорошему смешиванию газа и жидкости для диспергирования газа в виде пузырьков в жидкой фазе. Типичные устройства включают эжектор Вентури, инжектор щелевого типа или струйный инжектор. В этих устройствах используется жидкость, протекающая через них в качестве жидкости с движущей силой и в соответствии с этим изобретением в качестве основного средства доставки энергии, необходимой для большого усилия сдвига и хорошего диспергирования пузырьков газа в исходящем потоке. В устройствах, подходящих для этого изобретения, будет использоваться поток жидкости в качестве основной движущей силы через устройство для инжекции. Обеспечение перепада давления, необходимого для соответствующего смешивания, будет включать один из основных подводов энергии в ходе этого способа. Перепад давления сквозь эти устройства будет, как правило, находиться в диапазоне от 100 до 200 кПа. Этот перепад давления будет обеспечивать основной подвод энергии для диспергирования газа в микропузырьки, а в некоторых случаях будет также служить для приведения газового потока в устройство для инжекции. Предпочтительные газовые инжекторы будут работать при низких требованиях в отношении давления газа на входе. В большинстве случаев давление газа на входе не будет превышать 100 кПа, и может использоваться давление на входе, составляющее 40 кПа или менее. Схемы настоящего изобретения, как продемонстрировано здесь и как без труда пойдут квалифицированные в данной области специалисты,могут работать при давлении газа, которое является атмосферным давлением или лишь слегка выше атмосферного давления. Работа до некоторой степени при превышающем атмосферное давление давлении газового потока в газовом инжекторе может обеспечить значительное увеличение количества газа, которое может быть подано в устройство для инжекции газа и смешивания, которое достигается в нем, при все еще работе при давлении, которое значительно ниже давления, которое потребовалось бы компрессору для доставки газа в газовый инжектор. Способность жидкого продукта к уменьшению поверхностного натяжения ферментационной жидкости значительно увеличивает объем газа, который может увлекаться вместе с жидкостью в газовый инжектор. Это позволяет газовому инжектору получать большие объемы подаваемого газа или рециркулирующего газа из сосуда. Таким образом, газ, поступающий в газовый инжектор, может включать новый подаваемый газ, выделяющийся газ, рециркулируемый из сосуда, или комбинацию подаваемого газа и выделяющегося газа. Типично отношение подаваемого газа или подаваемого газа и выделяющегося газа, который пропускается, к жидкости, поступающей в газовый инжектор, составляет от 1/1 до 3/1 фактических м 3/м 3. Другим важным эксплуатационным параметром газового инжектора является скорость дисперсии газа в жидкости на его выходе. В этом изобретении используется разница в высоте между выходом из газового инжектора и точкой подачи потока дисперсии в столб жидкости, который удерживает сосуд, для уменьшения требуемого давления на выходе из устройства. Более высокие скорости на выходе из газового инжектора и в трубе для дисперсии сводят к минимуму время для коалесценции пузырьков, прежде чем поток дисперсии достигнет точки подачи жидкости. Скорость потока сверху вниз дисперсии из газового инжектора обычно составляет 0,5-2 м/с. Предпочтительно поток дисперсии будет иметь среднюю скорость, составляющую по меньшей 1 м/с, между выходом из газового инжектора и точкой подачи газа. В конкретной схеме этого изобретения газ будет вводиться в газовый инжектор, находящийся на высоте немного выше уровня жидкости в столбе жидкости, а затем результирующая тонкая дисперсия газ/жидкость будет доставляться вниз в нижнюю часть столба жидкости через трубу, причем скорость потока жидкости сверху вниз является достаточно высокой, чтобы переносить газ и жидкость без коалесценциии пузырьков газа с микроразмерами в пузырьки большего размера. Увлечение газа в поток дисперсии понижает ее плотность и уменьшает статическое давление жидкости в трубе для дисперсии. Большая высотная отметка для газового инжектора относительно верхней поверхности жидкости в сосуде увеличивает статическое давление жидкости с более низкой плотностью,которая является частью потока дисперсии. Поднятое положение газового инжектора относительно уровня жидкости в сосуде позволяет сохранить давление на выходе газового инжектора относительно низким для допуска его работы при низком давлении на его входе для газа. Следовательно, посредством изменения высоты газового инжектора требуемое давление газа на входе можно регулировать, чтобы приспособить к множеству устройств для инжекции газа и свести к минимуму требуемое давление газа. Устройства Вентури делают возможным использование потоков газов при низком давлении или в зависимости от высотной отметки для устройства Вентури поток газа может поступать в устройство при атмосферном давлении. В типичной схеме этого изобретения, в которой используется устройство Вентури, находящееся на высотной отметке, равной уровню жидкости в сосуде или превышающей его, газовый поток может поступать при атмосферном давлении, и инжекция результирующей дисперсии газа в жидкости может происходить через точку подачи, находящуюся на глубине жидкости, составляющей 10 м или более, в сосуде. Таким образом, в схеме процесса, продемонстрированной на фиг. 1, может осуществляться рециркуляция газа из объема газа 14 вместе с потоком газа, поступающим из трубы 32,без необходимости в повышении давления любого из газовых потоков. Струйные аэраторы или инжекторы щелевого типа являются другими подходящими формами устройства для инжекции газа. Инжекторы щелевого типа являются вариантом струйных аэраторов. Эти устройства могут работать как устройства Вентури, которые втягивают газ в устройство для смешивания без обеспечения превышающего атмосферное давление давления газа. Эти устройства могут также работать при превышающем до некоторой степени атмосферное давление давлении газового потока, так что газ при относительно низком давлении поступает в камеру для смешивания с потоком жидкости с высокой скоростью для приведения в контакт и интенсивного перемешивания жидкости в условиях большого усилия сдвига. Это приводит к образованию пузырьков с микроразмерами или микропузырьков для инжекции в сосуд в виде потока дисперсии. Микропузырьки являются относительно мелкими (диаметром от 0,01 до 1,0 мм и более предпочтительно диаметром от 0,01 до 0,3 мм), и их присутствие способствует растворению некоторого количества газа в растворе с жидкой средой. На фиг. 3 представлено более детально типичное внутреннее устройство газового инжектора 100. Инжектор имеет входной канал для потока газа 102, входной канал для потока жидкости 104 и зону смешивания 106, в которую поток жидкости 104 выливается через отверстие 108. Поток газа 102 встречается с потоком жидкости 104 в камере для смешивания 106, из которой дисперсия 112 выходит через выходное отверстие 110. Множество типов газовых инжекторов известно и обычно используется в промышленности. Одна модель предпочтительного типа газового инжектора представлена в патенте США 4162970. Таким образом, основной функцией газового инжектора является обеспечение потока дисперсии на выходе из газового инжектора. В этом изобретении будет работать любой инжектор, который обеспечивает поток дисперсии, состоящий из газа в форме тонкодиспергированных пузырьков по всему объему жидкости, и который может использовать газ при относительно низком давлении. Поток дисперсии может поступать в столб жидкости из любого направления. Если поток дисперсии поступает, по существу, в горизонтальном направлении, может быть предпочтительно, чтобы он поступал под углом немного вниз для увеличения транспортировки потока дисперсии по сосуду. Для использования этого изобретения не требуется такой сосуд, удерживающий столб жидкости,который сохраняет отдельную фазу газа над жидкостью в сосуде, или чтобы газовый инжектор получал какой-либо извлекаемый из сосуда газ. Если сосуд, содержащий жидкость, сохраняет объем газовой фазы над объемом жидкости, устройство для инжекции газа может иметь относительную высотную отметку, которая равна уровню поверхности жидкости, выше или ниже его. Газовая фаза, в случае ее присутствия, может находиться при атмосферном давлении или может иметь давление, превышающее атмосферное давление, для подачи газа при немного повышенном давлении в газовый инжектор. В связи с фиг. 1 контрольный клапан 42 может использоваться для контролирования давления, сохраняемого в объеме 14, и результирующего давления газа, текущего во входной канал инжектора 26. Относительно газового инжектора точка подачи газа должна иметь меньшую высотную отметку для создания потока сверху вниз потока дисперсии из выходного канала газового инжектора в точку ее инжекции в столбе жидкости. Установление потока дисперсии сверху вниз обеспечивает различие в высоте, необходимое для создания гидравлического давления между точкой подачи 38 и выходом из газового инжектора 26. Гидравлическое давление уменьшает общее давление на выходе из газового инжектора и приводит к требованию более низкого абсолютного давления для газового потока, поступающего в газовый инжектор. Требуемое различие в высоте от выходного канала газового инжектора до точки подачи потока дисперсии в сосуд будет меняться в зависимости от устройства для инжекции газа, количества газа для инжекции, свойств жидкости и других факторов, специфических для типа приведения в контакт, необходимого в столбе жидкости. Настоящее изобретение обычно обеспечивает все большие преимущества по мере увеличения разницы в высоте от выходного канала инжектора до точки инжекции. Типично различие в высоте равно по меньшей мере 10 м или более предпочтительно по меньшей мере 15 м. В предпочтительной схеме инжектор будет находиться над наивысшим уровнем жидкости в ферментационном сосуде, и относительное гидростатическое давление в сосуде в точке подачи будет составлять по меньшей мере 150 кПа. Жидкость для смешивания с газом можно забирать из любой точки сосуда. В большинстве случаев насос будет нагнетать давление в забранную жидкость и давать необходимую энергию жидкости с движущей силой для необходимого статического давления со стороны входа в инжектор. Для осуществления на практике этого изобретения не требуется конкретное положение насоса относительно точки забора жидкости из сосуда. Для уменьшения высоты всасывания насоса в предпочтительных схемах настоящего изобретения насос будет находиться ниже точки забора жидкости. Таким образом, насос может находиться на некотором расстоянии ниже точки забора жидкости или на любой высоте, на которой столб жидкости будет обеспечивать какую-либо величину гидростатического давления, желаемого для уменьшения высоты всасывания насоса и увеличения общего давления нагнетания насоса. Для ферментационных процессов требуется добавление химических веществ или питательных веществ в жидкость в сосуде 10. Камера для смешивания 28 обеспечивает удобное место для введения и смешивания таких добавок в сосуд посредством рециркуляции жидкости, проходящей через линии 24 и 36. Способ этого изобретения может удовлетворять все требования в отношении газа для приведения в контакт в столбе жидкости или дополнительный газ может добавляться с помощью других средств для инжекции газа, таких как системы продувки воздухом. Там, где поток дисперсии поступает в столб жидкости или сосуд, он обычно будет поступать в виде струи с высокой скоростью, которая сохраняет пузырьки при наибольшем гидростатическом давлении в течение более длительного периода времени и которая приводит к большему переносу газа. Рассеивание энергии в струе по мере ее распространения создает сильные токи Фуко, которые помогают перемешиванию любых других материалов, содержащихся в столбе жидкости. Целью этого изобретения является уменьшение давления газа на входе в газовый инжектор при обеспечении все еще потока дисперсии с фазой тонкодиспергированного газа. Помимо сохранения высокой скорости транспортировки потока дисперсии присутствие жидкого продукта, который уменьшает поверхностное натяжение ферментационной жидкости, значительно увеличивает диспергирование газа в небольшие пузырьки газа и поддерживает дисперсию и в потоке дисперсии, и в столбе жидкости. Результирующее увеличение скорости переноса газа возникает в основном в результате уменьшенного размера пузырьков и увеличенного диспергирования пузырьков газа в жидкости. Известно, что, например, спирты служат в качестве эффективного агента, изменяющего поверхностное натяжение, при диспергировании газа в микропузырьки в водных растворах. В частности, более низкое поверхностное натяжение и меньший размер пузырьков, являющиеся следствием присутствия спирта в результирующей ферментационной среде, могут в большой мере преодолевать любые проблемы, связанные с быстрой коалесценцией пузырьков ниже по потоку от газового инжектора. Способность жидкого продукта к уменьшению поверхностного натяжения устраняет необходимость в добавлении других подходящих агентов для контролирования поверхностного натяжения и тем самым исключает любые вредные взаимодействия с другими веществами в столбе жидкости, которые ингибируют конверсии или загрязняют продукт. Таким образом, это изобретение работает хорошо в случае способов ферментации, в которых подается газовая фаза, особенно CO или смеси CO2 и Н 2, и в которых микроорганизмы в столбе жидкости превращают эти компоненты газа в спирт, в частности этанол. В другой форме в способе этого изобретения используются отличные газовые инжекторы для диспергирования подаваемого газа и рециркулирующего газа в ферментационной жидкости. На фиг. 4 представлена схема, на которой подаваемая насосом ферментационная жидкость из трубы 27 может перемещаться в одну из двух труб 27' и 31 или обе эти трубы, что определяется контрольными клапанами 29 и 41. (Все пронумерованные элементы фиг. 4 являются такими же, как на фиг. 1, кроме особо оговоренных случаев). Любая жидкость, поступающая в трубу 27", будет обеспечивать подачу ферментационной жидкости в газовый инжектор 26 для смешивания с подаваемым газом, который подает труба 32', и продукт в виде потока дисперсии переносится в сосуд 12 и подается так, как ранее описывалось. Жидкость, поступающая в трубу 31', будет обеспечивать подачу ферментационной жидкости в газовый инжектор 35 для смешивания с рециркулирующим газом, который подает труба 34', и продукт в виде потока дисперсии переносится в сосуд 12 по трубе 37 и подается через одну или более точек подачи 41. Таким образом, при фактическом осуществлении на практике этого изобретения может осуществляться инжекция лишь подаваемого газа посредством одного набора газовых инжекторов, инжекция лишь рециркулирующего газа посредством отличного набора газовых инжекторов или инжекция и подаваемого газа и рециркулирующего газа посредством различных наборов газовых инжекторов. Во множестве схем процессов может успешно эксплуатироваться газовый инжектор для подаваемого газа при более высоком давлении газа на входе и/или перепаде давления в газовом инжекторе по сравнению с давлением рециркулирующего газа на входе или перепадом давления сквозь газовый инжектор, получающий рециркулирующий газ. Таким образом, подаваемый газ, который содержит наибольшую концентрацию менее абсорбируемых газов,таких как CO и H2, может смешиваться более интенсивно благодаря более высокому давлению подаваемого газа или большему перепаду давления. Наоборот, газовый инжектор для рециркулирующего газа может работать в условиях менее интенсивного смешивания, поскольку он содержит более высокие концентрации более легкоабсорбируемого CO2. Примеры Пример 1. В этом примере демонстрируется степень диспергирования газа, достигаемая, используя воду, с помощью газового инжектора, находящегося вблизи верхней части ферментационного сосуда, который получает поток газа, подаваемого при низким давлении, и создает дисперсию газа в жидкости, которая перемещается сверху вниз приблизительно на 20 м в узкой трубе для подачи на дно сосуда. В этом примере используется воздух в качестве подачи газа при низком давлении по санитарно-гигиеническим причинам и причинам безопасности и измеряется кислород, растворенный в жидкости внутри сосуда, для мониторинга переноса газа. На фиг. 5 и 6 схематически изображена компоновка экспериментального аппарата для этого примера. В сосуде 60 высотой 21 м и диаметром 1,5 м удерживалась жидкость до высоты, составляющей приблизительно 19 м. Газовый инжектор 62 находился приблизительно наверху сосуда в крестовине из стеклопластика 64, имеющей номинальные размеры отводов 15151510 см. В верхнем отводе 66 крестови- 10021608 ны диаметром 15 см содержался газовый инжектор 62. Газовый инжектор представлял собой модель инжектора щелевого типаKSIBJA, поставляемую KLa Systems Inc. Assonet, MA. Проход 68 длиной 5 см в верхнем отводе доставлял воздух в газовый инжектор. Основной, подаваемый насосом поток поступал в верхний проход 66. Дополнительный, подаваемый насосом поток поступал в один из боковых отводов 70 длиной 15 см с целью увеличения скорости жидкости в расположенном вниз 10-см отводе 72, который доставлял результирующую дисперсию газа в жидкости в трубу с нисходящим потоком 78. Подъемные трубы 74 и 76, которые обеспечивали жидкость для основного и дополнительного подаваемого насосом потока, были изготовлены из 10-см PVC, а труба с нисходящим потоком была изготовлена, используя прозрачный 10-см PVC для физического наблюдения за дисперсией газа в жидкости в узкой трубе. Труба 75 длиной 15 см поставляла ферментационную жидкость из сосуда и содержала ловушку пузырьков 77. Проверку проводили с использованием сообщающегося с атмосферой сосуда, используя воздух в качестве газа и воду в качестве жидкости в сосуде. Сжатый воздух подавался в газовый инжектор 62. Поток воздуха проходил через два соединяющихся фильтра тонкой очистки 80 до прохода в газовый инжектор через измеритель потока Brooks модели МТ 3809-82, который определял скорость воздуха, и шаровой кран, который регулировал скорость потока газа. Ряд датчиков давления (Р 1-Р 8) определял давление в указанных на фиг. 5 точках. Труба с нисходящим потоком 78 длиной 10 см доставляла дисперсию газа в жидкости в 10-см проход 84, расположенный на дне сосуда 60. Линия 92 поставляла азот для деаэрации между пробными запусками. Для оценки эффективности переноса газа измеряли растворенный кислород на линии, используя четыре люминесцентных оптических зонда YSI модели Pro ODO для растворенного кислорода 86. Зонды устанавливали на высотах 3, 7,6, 12,2 и 16,8 м от дна сосуда. Проволочный проводник, натянутый через центр сосуда, использовали для удерживания зондов и поддержания их в центре сосуда. Данные от зондов для растворенного кислорода регистрировали с помощью оконечного устройства для сбора данных 88 с частотой каждые 2 с. Эту проверку проводили, используя чистую воду. Условия во время периода проверки включали общую глубину жидкости, составляющую 163 фута в сосуде, температуру, равную 21,1C, и барометрическое давление, равное 742 мм рт. ст. Образцы отбирали в точке 90 линии 74. Используя скорость основного потока жидкости, составляющую 370 л/мин, и скорость дополнительного потока жидкости, составляющую 450 л/мин, было установлено, что максимальное отношение газа к жидкости на выходе из сопла, которое могло быть достигнуто, составляет 0,69 нормальных м 3/м 3. Выше этого значения значительная коалесценция пузырьков газа приводила к глобулярному течению, возникающему в трубе с нисходящим потоком независимо от величины дополнительного потока, который использовали. Давление воздуха на входе в газовый инжектор составляло 390 кПа. На фиг. 7 представлена фотография наилучшего смешивания с газом, достигаемого с использованием чистой воды. Поток воздуха сохраняли на неизменном значении, составляющем 260 л/мин до тех пор, пока растворяемый кислород не достигал, как представлялось, равновесной концентрации в различных местах отбора образцов. Максимальные равновесные концентрации растворенного кислорода в зависимости от различных высот отбора образцов представлены в табл. 1. Результаты указывают на то, что скорость перемешивания является более быстрой, чем скорость переноса газа, и из-за этого концентрации растворенного кислорода в вертикальной плоскости по всей глубине сосуда близки к одинаковым, при этом меньшие глубины характеризовались концентрациями растворенного кислорода, меньшими равновесной концентрации на этой глубине, а большие глубины характеризовались концентрациями растворенного кислорода, превышающими расчетную (предполагаемую) равновесную концентрацию. Таблица 1 Пример 2. В этом примере демонстрируется возможность достижения высокого переноса газа и хорошего диспергирования газа, используя газовый инжектор, находящийся вблизи верхней части ферментационного сосуда, который получает поток газа, подаваемого при низком давлении, и создает дисперсию газа в жидкости, которая перемещается сверху вниз приблизительно на 20 м в узкой трубе для подачи на дно сосуда. В этом примере 2 использовался аппарат для проверки, одинаковый с тем, который изображен на фиг. 5 и 6 и описан в примере 1. Жидкость, удерживаемая в сосуде и циркулирующая через систему в этом примере, включала воду, улучшенную с помощью приблизительно 500 мг/л этанола и 500 мг/л уксусной кислоты (улучшенную воду). Улучшенная вода демонстрирует эффект наличия жидкого продукта, который уменьшает поверхностное натяжение в ферментационной жидкости. Условия во время периода проверки включали общую глубину жидкости, составляющую 19 м в сосуде, температуру 25,3 С и барометрическое давление 738 мм рт. ст. Используя скорость основного потока жидкости, составляющую 320 л/мин, и скорость дополнительного потока жидкости, составляющую 690 л/мин, было установлено, что максимальное отношение газа к жидкости на выходе из сопла, которого можно было достичь,составляло 4,02 нормальных м 3/м 3. Более высокие отношения газа к жидкости приводили к образованию больших пузырьков газа. Таким образом, по сравнению с примером 1 составляющее 4,02 отношение газа к жидкости больше чем в 5,8 раз. Давление воздуха на входе в газовый инжектор составляло 90 кПа. На фиг. 8 представлена фотография типичного смешивания с газом, достигаемого с использованием улучшенной воды. На фиг. 8 демонстрируется, что пузырьки газа в дисперсии были настолько маленькими,что отдельные пузырьки являются невидимыми глазом, и прозрачная пластмассовая труба с нисходящим потоком кажется непрозрачной. Таким образом, в этом примере демонстрируется, что добавление уменьшающего поверхностное натяжение продукта способствует образованию фазы тонкодиспергированного газа в форме микропузырьков, которые сохранялись в дисперсии по всей длине, равной 20 м,трубы с нисходящим потоком. Поток воздуха сохраняли на неизменном значении, составляющем 1200 л/мин до тех пор, пока растворяемый кислород не достигал, как представлялось, равновесной концентрации в различных местах отбора образцов. Концентрации растворенного кислорода в зависимости от различных высот отбора образцов представлены в табл. 2. Результаты указывают на то, что скорость переноса газа является более быстрой, чем скорость перемешивания жидкости. На всех глубинах измеренная концентрация растворенного кислорода была меньше расчетной концентрации растворенного кислорода, при этом на больших глубинах было больше растворенного кислорода. Таблица 2 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ конверсии потока подаваемого газа, содержащего по меньшей мере одно из CO или смесиCO2 и Н 2, в жидкий продукт посредством приведения в контакт с ферментационной жидкостью, причем жидкий продукт уменьшает поверхностное натяжение ферментационной жидкости, при этом указанный способ включает стадии, на которых удерживают водную ферментационную жидкость, содержащую жидкий продукт и микроорганизмы, в сосуде, который проходит вертикально до такой высоты, что ферментационная жидкость создает гидростатическое давление, превышающее 100 кПа; забирают ферментационную жидкость, содержащую жидкий продукт, из указанного сосуда в точке забора и подают насосом указанную ферментационную жидкость в качестве рабочей текучей среды в газовый инжектор; пропускают по меньшей мере часть потока подаваемого газа в газовый инжектор при относительном давлении, не превышающем 100 кПа; смешивают поток подаваемого газа с рабочей текучей средой в газовом инжекторе и используют упомянутую подачу насосом рабочей текучей среды в качестве основного подвода энергии для создания дисперсии газа в жидкости из потока подаваемого газа и рабочей текучей среды; транспортируют вниз упомянутую дисперсию газа в жидкости из газового инжектора по трубе для дисперсии на расстояние по меньшей мере 10 м; подают дисперсию газа в жидкости из трубы для дисперсии обратно в сосуд в точке подачи, распо- 12021608 ложенной по меньшей мере на 10 м ниже газового инжектора; конвертируют по меньшей мере одно из CO или смеси CO2 и Н 2 в жидкий продукт в сосуде за счет приведения микроорганизмов в контакт с ферментационной жидкостью, которая содержит растворенный подаваемый газ из дисперсии газа в жидкости; и пропускают часть ферментационной жидкости из сосуда в зону извлечения продукта и извлекают поток продукта, содержащий жидкий продукт, из зоны извлечения продукта. 2. Способ по п.1, в котором положение инжектора по вертикали выше наивысшего уровня ферментационной жидкости в сосуде, а относительное гидростатическое давление в точке подачи составляет по меньшей мере 150 кПа. 3. Способ по п.1, в котором поперечное проходное сечение трубы для дисперсии не увеличивается по пути движения вниз дисперсии газа в жидкости. 4. Способ по п.1, в котором жидкий продукт включает спирт, а ферментационная жидкость содержит спирт в общей концентрации, составляющей по меньшей мере 0,05 мас.% или более, в частности ферментационная жидкость содержит этанол в общей концентрации, составляющей по меньшей мере 0,05 мас.%. 5. Способ по п.1, в котором жидкий продукт включает по меньшей мере одно из: этанол, пропанол,н-бутанол, уксусную кислоту, пропионовую кислоту или масляную кислоту. 6. Способ по п.1, в котором газовый инжектор получает первый поток ферментационной жидкости,а второй поток ферментационной жидкости смешивается с дисперсией газа в жидкости ниже по потоку от газового инжектора и выше по потоку от точки подачи. 7. Способ по п.1, в котором устройство для инжекции газа включает эжектор Вентури, струйный инжектор или инжектор щелевого типа. 8. Способ по п.1, в котором подаваемый газ включает поток синтетического газа и отдельный рециркулирующий газовый поток, поток синтетического газа течет в первый газовый инжектор, который получает первую часть ферментационной жидкости, а рециркулирующий поток течет во второй газовый инжектор, который получает вторую часть ферментационной жидкости. 9. Способ по п.1, в котором по меньшей мере часть подаваемого газа включает поток выделяющегося газа из сосуда. 10. Способ по п.1, в котором ферментационная жидкость частично заполняет сосуд до высоты, составляющей по меньшей мере 10 м, положение инжектора по вертикали не ниже ближайшего положения точки забора и труба для дисперсии имеет одинаковое проходное сечение. 11. Способ по п.10, в котором положение инжектора по вертикали выше по меньшей мере на 15 м точки забора. 12. Способ по п.10, в котором в сосуде удерживается выделяющийся газ выше поверхности ферментационной жидкости, часть выделяющегося газа проходит в устройство для инжекции газа вместе с подаваемым газом и отношение подаваемого газа и выделяющегося газа к рабочей текучей среде составляет от 1/3 до 3/1 фактических м 3/м 3. 13. Способ по п.12, в котором поток подаваемого газа и поток выделяющегося газа поступают в газовый инжектор при давлении, превышающем атмосферное давление. 14. Способ конверсии потока подаваемого газа, содержащего CO, CO2 и Н 2, в этанол, который включает стадии, на которых частично заполняют сосуд водной ферментационной жидкостью, содержащей этанол в концентрации, составляющей по меньшей мере 0,05 мас.%, и микроорганизмы до такой высоты, что ферментационная жидкость создает относительное гидростатическое давление, превышающее 100 кПа, и выделяющийся газ собирается выше поверхности ферментационной жидкости в сосуде; забирают ферментационную жидкость из указанного сосуда в точке забора, находящейся ниже поверхности ферментационной жидкости, и подают насосом указанную ферментационную жидкость в качестве рабочей текучей среды в газовый инжектор; пропускают по меньшей мере часть потока подаваемого газа и выделяющегося газа из сосуда в газовый инжектор при относительном давлении, не превышающем 40 кПа; смешивают поток подаваемого газа и поток выделяющегося газа с рабочей текучей средой в газовом инжекторе и используют указанную подачу насосом рабочей текучей среды в качестве основного подвода энергии для создания дисперсии газа в жидкости из потока подаваемого газа, потока выделяющегося газа и рабочей текучей среды; транспортируют вниз дисперсию газа в жидкости из газового инжектора по трубе для дисперсии,имеющей одинаковое проходное сечение; подают дисперсию газа в жидкости из трубы для дисперсии обратно в сосуд в точке подачи, расположенной по меньшей мере на 15 м ниже поверхности ферментационной жидкости; конвертируют CO и CO2 и Н 2 в этанол в сосуде за счет приведения микроорганизмов в контакт с ферментационной жидкостью, которая содержит растворенный подаваемый газ из дисперсии газа в жидкости; и пропускают часть ферментационной жидкости из сосуда в зону извлечения этанола и извлекают по- 13021608 ток продукта, содержащего этанол, из зоны извлечения продукта. 15. Способ по п.14, в котором микроорганизмы включают монокультуру или сокультуру любого из