專利名稱：用于處理酸性水的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所述的實(shí)施例大體涉及用于處理酸性(sour)水的方法和系統(tǒng)，更具體地涉 及用于從酸性水移除污染物的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
諸如氣化系統(tǒng)的至少某些已知的系統(tǒng)產(chǎn)生酸性水。如本文所用，術(shù)語“酸性水”是 指包括氰化物、烴、硫化氫、氨、酚、硒、鹽、有機(jī)物和/或其它化學(xué)品的水。另外，如本文所 用，術(shù)語“氰化物”是指包括結(jié)合到氮原子上的碳原子的任何化合物(CN)，諸如簡單氰化物 和/或氰復(fù)合物，術(shù)語“氨”是指包括NH3和/或NH4OH的任何化合物，并且術(shù)語“有機(jī)物”是 指包括碳的任何化合物。另外，如本文所用，術(shù)語“污染物”是指氰化物、氨和/或有機(jī)物。在至少一種已知的氣化系統(tǒng)中，低溫氣體冷卻區(qū)段產(chǎn)生以回收過程冷凝物形式 的酸性水。冷凝氨汽提器從回收過程冷凝物移除氨、硫化氫(H2S)和/或其它痕量組分 以產(chǎn)生汽提的酸性水。來自汽提的酸性水的氰化物可在冷凝氨汽提器下游的柱內(nèi)的置頂 (overhead)回流內(nèi)變得濃縮。在這種系統(tǒng)中，酸性水的少量排料流，即每分鐘大約1_10加 侖(gpm)，從回流發(fā)送至再循環(huán)固體槽，用于防止氰化物在柱和/或置頂管路內(nèi)濃縮。在沒 有排料流的情況下，在回流泵吸入口、回流泵、置頂冷凝器和/或到置頂冷凝器的冷凝器返 回管路中可能需要高冶金材料。當(dāng)發(fā)送至再循環(huán)固體槽和/或泵送到研磨機(jī)時(shí)，來自排料 流的氰化物可潛在地造成暴露危險(xiǎn)。因此，希望在酸性水導(dǎo)送到再循環(huán)固體槽和/或研磨機(jī)之前從酸性水移除污染 物。更具體地，希望從在氣化系統(tǒng)的氨汽提系統(tǒng)中產(chǎn)生的酸性水流移除污染物。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，提供從酸性水移除污染物的方法。該方法包括在合成氣產(chǎn)生系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生 原料酸性水和經(jīng)由處理單元內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)從原料酸性水移除污染物以產(chǎn)生處理的酸性水。 處理單元與合成氣產(chǎn)生系統(tǒng)流動(dòng)連通式聯(lián)接。另一方面，提供酸性水處理系統(tǒng)。酸性水處理系統(tǒng)包括冷凝物汽提器和冷凝物汽 提器冷卻器，冷凝物汽提器構(gòu)造成產(chǎn)生原料酸性水，冷凝物汽提器冷卻器與冷凝物汽提器 流動(dòng)連通式聯(lián)接。冷凝物汽提器冷卻器構(gòu)造成從冷凝物汽提器接收原料酸性水。該系統(tǒng)還 包括出口管線和處理單元，出口管線構(gòu)造成從冷凝物汽提器冷卻器導(dǎo)送原料酸性水，處理 單元流動(dòng)連通式聯(lián)接在冷凝物汽提器冷卻器與液體出口管線之間。處理單元構(gòu)造成經(jīng)由化 學(xué)反應(yīng)從原料酸性水顯著地(substantially)移除污染物。又一方面，提供合成氣發(fā)生系統(tǒng)。合成氣發(fā)生系統(tǒng)包括氣化器，其構(gòu)造成產(chǎn)生合 成氣和至少一種副產(chǎn)物；冷凝物汽提器，其構(gòu)造成從至少一種副產(chǎn)物產(chǎn)生原料酸性水；以 及冷凝物汽提器冷卻器，其與冷凝物汽提器流動(dòng)連通式聯(lián)接。冷凝物汽提器冷卻器構(gòu)造成 從冷凝物汽提器接收原料酸性水。合成氣發(fā)生系統(tǒng)還包括液體出口管線，其構(gòu)造成從所述 冷凝物汽提器冷卻器導(dǎo)送原料酸性水；以及處理單元，其流動(dòng)連通式聯(lián)接在冷凝物汽提器
4冷卻器與液體出口管線之間。處理單元構(gòu)造成經(jīng)由化學(xué)反應(yīng)從原料酸性水顯著地移除污染 物。通過包括構(gòu)造成從冷凝氨汽提器所產(chǎn)生的酸性水移除污染物的處理單元，本文的 實(shí)施例便于在酸性水在例如再循環(huán)固體槽和/或研磨機(jī)中進(jìn)一步加工之前從酸性水移除 污染物。因此，本文所述的方法和系統(tǒng)便于減小污染物暴露的潛在危險(xiǎn)。


圖1至圖6示出本文所述的系統(tǒng)和方法的示范性實(shí)施例。圖1是示范性合成氣發(fā)生系統(tǒng)的示意說明。圖2是可與圖1所示的合成氣發(fā)生系統(tǒng)一起使用的示范性冷凝物汽提器的示意 圖。圖3是可與圖1所示的合成氣發(fā)生系統(tǒng)一起使用的示范性冷凝物汽提器冷卻器的 示意圖。圖4是可與用于圖1所示的合成氣發(fā)生系統(tǒng)的氣化一起使用的示范性處理單元的 示意說明。圖5是可與用于圖1所示的合成氣發(fā)生系統(tǒng)的氣化一起使用的可選示范性處理單 元的示意說明。圖6是可與用于圖1所示的合成氣發(fā)生系統(tǒng)的氣化一起使用的另一可選示范性處 理單元的示意說明。部件列表10合成氣發(fā)生系統(tǒng)12空氣分離單元(ASU)14 空氣16氣化器氧18燃料制備單元20碳質(zhì)燃料22 水24氣化器燃料26氣化器28混合物30合成氣冷卻器32氣體/固體混合物34鍋爐給水36 蒸汽38分離設(shè)備40原料合成氣42 黑水44 爐·46黑水處置單元50灰水處置單元 52流 54灰水 56固體灰水 60廢水加工系統(tǒng) 62清潔合成氣 64合成氣洗滌器 66合成氣冷卻系統(tǒng) 68酸氣移除系統(tǒng) 69合成氣產(chǎn)生系統(tǒng) 70冷凝物汽提器 72水
74產(chǎn)生低溫合成氣 76酸性水 78冷凝物 80冷凝物汽提器 82酸氣
84汽提的酸性水 86氣體或酸性氣 88汽提器殘?jiān)?90汽提器冷卻器 92汽提的酸性水 94再循環(huán)流 96處理單元 98處理的酸性水 100再循環(huán)固體槽 102氣體或臭氧發(fā)生器 104排氣處理單元 106控制系統(tǒng) 200處理單元 202臭氧發(fā)生器 204臭氧接觸器 206背壓控制回路 208旁通回路 210泵 212空氣 214放電 216閥
414多個(gè)噴嘴416處理的酸性水出口418安全閥420液體出口管線422 出口閥424 歧管
具體實(shí)施例方式本文所述的示范性實(shí)施例提供用于從氣化系統(tǒng)內(nèi)的酸性水流移除污染物的方法 和系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，臭氧用于將氰化物和/或其它污染物氧化成安全的氧化副產(chǎn)物。 在可選實(shí)施例中，紫外光用于將氰化物和/或其它污染物反應(yīng)為安全副產(chǎn)物。在另一可選 實(shí)施例中，過氧化氫用于將氰化物和/或其它污染物氧化成安全氧化副產(chǎn)物。因此，本文所 述的實(shí)施例便于防止污染物聚集于冷凝氨汽提器中和/或便于從再循環(huán)固體槽和/或研磨 區(qū)移除污染物。圖1是用于合成氣發(fā)生系統(tǒng)10的示范性氣化的示意圖解。圖2是可與合成氣發(fā) 生系統(tǒng)10 —起使用的示范性冷凝物汽提器70的示意圖。圖3是可與合成氣發(fā)生系統(tǒng)10 一起使用的示范性冷凝物汽提器冷卻器90的示意圖。在示范性實(shí)施例中，合成氣發(fā)生系統(tǒng)10包括空氣分離單元(ASU) 12用于分離空氣 14以產(chǎn)生氣化器氧16，和碳質(zhì)燃料制備單元18用于制備碳質(zhì)燃料20和水22以產(chǎn)生氣化 器燃料24。ASU 12和燃料制備單元18流動(dòng)連通式聯(lián)接至氣化器26，其通過氣化器氧16和 燃料24的部分氧化過程而產(chǎn)生氣體/固體混合物28?；旌衔?8包括主要產(chǎn)物合成氣體 (“合成氣”)和至少一種副產(chǎn)物，其可包括爐渣和未燃燒的碳、冷凝物、固體、液體和/或氣 體。氣化器26流動(dòng)連通式聯(lián)接至合成氣冷卻器30，其便于將混合物28冷卻成冷卻的氣體 /固體混合物32。鍋爐給水34饋送到合成氣冷卻器30以產(chǎn)生蒸汽36用于下游單元。合 成氣冷卻器30流動(dòng)連通式聯(lián)接至氣體/液體/固體分離設(shè)備38，其中冷卻的氣體/固體混 合物32分離成原料合成氣40 (氣體)、黑水42 (液體)和爐渣44 (固體)。爐渣44是可再 使用和/或場外拋棄的副產(chǎn)物。來自氣體/液體/固體分離設(shè)備38的黑水42導(dǎo)送至黑水處置單元46。黑水處置 單元46將黑水42分離成用于在灰水處置單元50中加工的灰水48和具有高濃度的懸浮固 體的流52，其中流52可在燃料制備單元18中再使用?；宜幹脝卧?0對(duì)灰水48進(jìn)行加 工以產(chǎn)生用于合成氣洗滌器64的相對(duì)較低懸浮固體的灰水54和作為廢水的相對(duì)較高懸浮 固體的灰水56。如果需要的話，與黑水42或灰水48和/或56相比具有較少懸浮固體的灰 水54可與補(bǔ)充水58組合，并且在示范性實(shí)施例中，在合成氣洗滌器64中用作用于原料合 成氣40的洗滌水。灰水48的一部分作為廢水或灰水排料56排放到廢水加工系統(tǒng)60以便 于減少可能不利地影響合成氣發(fā)生系統(tǒng)10的污染物累積。通過順序地通過合成氣洗滌器64、合成氣冷卻系統(tǒng)66和酸氣移除系統(tǒng)68而加工 原料合成氣40，原料合成氣40轉(zhuǎn)變成清潔合成氣62。更具體地，合成氣洗滌器64從原料 合成氣40洗滌掉微粒以產(chǎn)生洗滌合成氣70并且產(chǎn)生水72用于氣體/液體/固體分離設(shè) 備38中。合成氣冷卻系統(tǒng)66便于冷卻洗滌合成氣70以產(chǎn)生低溫合成氣74，其導(dǎo)送到酸氣移除系統(tǒng)68并且產(chǎn)生冷凝物76和78用于分別在冷凝物汽提器80和氣體/液體/固體分 離設(shè)備38內(nèi)加工。在示范性實(shí)施例中，冷凝物76是原料酸性水。酸氣移除系統(tǒng)68從低溫 合成氣74移除酸氣82以產(chǎn)生清潔合成氣62。酸氣82是可在下游單元中加工和/或拋棄 的副產(chǎn)物。清潔合成氣62是合成氣發(fā)生系統(tǒng)10的主要產(chǎn)物并且可用于發(fā)電、化學(xué)品生產(chǎn) 和/或其它用途。氣化器26、合成氣冷卻器30、分離設(shè)備38、合成氣洗滌器64、合成氣冷卻 系統(tǒng)66和酸氣移除系統(tǒng)68在本文中也稱作合成氣產(chǎn)生系統(tǒng)69。因此，合成氣產(chǎn)生系統(tǒng)69 至少產(chǎn)生合成氣62和酸性水76。在示范性實(shí)施例中，冷凝物汽提器80從酸性水76汽提氨以產(chǎn)生汽提的冷凝物或 汽提的酸性水84、副產(chǎn)物氨氣或酸性氣86和汽提器殘?jiān)?8。酸性氣86可在下游單元中加 工和/或拋棄。汽提器殘?jiān)?8發(fā)送至分離設(shè)備38用于進(jìn)一步加工。汽提的酸性水84從 冷凝物汽提器80發(fā)送至冷凝物汽提器冷卻器90用于其冷卻。冷凝物汽提器冷卻器90冷 卻汽提的酸性水84并且將汽提的酸性水84分離成汽提的酸性水92和再循環(huán)流94。從冷 凝物汽提器冷卻器90排放的酸性水92在化學(xué)上類似于導(dǎo)送到冷凝物汽提器冷卻器90的 酸性水84，但具有比酸性水84更低的溫度。因此，酸性水92也稱作更冷的酸性水。再循環(huán)流94是液態(tài)的冷凝蒸氣，其用作合成氣發(fā)生系統(tǒng)10中的水和/或通過置 頂冷凝器引出。汽提的酸性水92導(dǎo)送至處理單元96以便于從汽提的酸性水92移除諸如 污染物的化合物，如在下文中更詳細(xì)地描述。在示范性實(shí)施例中，處理單元96被認(rèn)為是冷 凝氨汽提器置頂回流環(huán)路的部分。處理的酸性水98從處理單元96排放到任何合適位置， 諸如再循環(huán)固體槽100。另外地或可選地，處理的酸性水98排放到合成氣洗滌器64。在處 理單元96內(nèi)的汽提的酸性水92的處理期間產(chǎn)生的任何氣體102排放到任何合適位置，諸 如排氣處理單元104。排氣處理單元104例如為硫回收單元、硫酸車間、熱氧化器和/或任 何其它合適類型的處理裝置。在示范性實(shí)施例中，冷凝物汽提器80、冷凝物汽提器冷卻器 90和處理單元96形成在合成氣發(fā)生系統(tǒng)10內(nèi)的汽提與處理系統(tǒng)。控制系統(tǒng)106與合成氣發(fā)生系統(tǒng)10操作控制通信式聯(lián)接以控制其中的構(gòu)件來形 成合成氣62。如本文所用，術(shù)語“操作控制通信”是指在合成氣發(fā)生系統(tǒng)10的兩個(gè)或更多 個(gè)構(gòu)件之間的鏈路，諸如導(dǎo)體、線和/或數(shù)據(jù)鏈路，其使得信號(hào)、電流和/或命令在兩個(gè)或更 多個(gè)構(gòu)件之間通信。鏈路構(gòu)造成使得一個(gè)構(gòu)件能使用通信的信號(hào)、電流和/或命令來控制 合成氣發(fā)生系統(tǒng)10的另一構(gòu)件的操作。圖4是作為處理單元96 (在圖1至圖3中示出)、可與合成氣發(fā)生系統(tǒng)10 (在圖1 中)一起使用的示范性處理單元200的示意說明。處理單元200包括臭氧發(fā)生器202、臭 氧接觸器204、背壓控制回路206和旁通回路208。臭氧發(fā)生器202經(jīng)由泵210與臭氧接觸 器204流動(dòng)連通式聯(lián)接。盡管在本文中描述了泵，但是應(yīng)了解的是，泵210可為壓縮機(jī)、鼓 風(fēng)機(jī)和/或任何其它合適的流動(dòng)控制裝置。在示范性實(shí)施例中，背壓控制回路206流動(dòng)連 通式聯(lián)接在臭氧接觸器204與排氣處理單元104之間。旁通回路208流動(dòng)連通式聯(lián)接在臭 氧接觸器204與再循環(huán)固體槽100和/或冷凝物汽提器80之間。在示范性實(shí)施例中，臭氧 接觸器204作為閃蒸罐。在示范性實(shí)施例中，空氣212和放電214供應(yīng)至臭氧發(fā)生器202?？諝?12可從 大氣、從合成氣發(fā)生系統(tǒng)10內(nèi)和/或從任何合適源供應(yīng)到臭氧發(fā)生器202。使用諸如手動(dòng) 閥的閥216來控制空氣212的流動(dòng)。在臭氧發(fā)生器202內(nèi)，放電214至少部分地電擊穿空氣212以生成臭氧化空氣218。因此，放電214具有足夠的電壓以電離空氣212從而從空 氣212產(chǎn)生臭氧化空氣218?？蛇x地，臭氧化空氣218在臭氧發(fā)生器202內(nèi)通過水的電解生 成。在示范性實(shí)施例中，臭氧化空氣218由泵210從臭氧發(fā)生器202抽取。在示范性實(shí)施例中，臭氧接觸器204包括殼體220，其封閉酸性水入口管222、反應(yīng) 腔室224和臭氧化空氣噴射器226。酸性水入口管222與冷凝物汽提器冷卻器90流動(dòng)連通 式聯(lián)接，并且在示范性實(shí)施例中沿著臭氧接觸器204的縱向軸線228延伸。反應(yīng)腔室224 限定于酸性水入口管222與殼體220之間。臭氧化空氣噴射器226定位于反應(yīng)腔室224內(nèi) 并且包括至少一個(gè)噴射器噴嘴230。在示范性實(shí)施例中，臭氧化空氣噴射器226包括環(huán)形歧 管232，其經(jīng)由泵210與臭氧發(fā)生器202流動(dòng)連通式聯(lián)接。環(huán)形歧管232繞酸性水入口管 222延伸通過反應(yīng)腔室224并且包括多個(gè)噴射器噴嘴230。可選地，臭氧化空氣218和汽提 的酸性水92可通過能使處理單元200如本文所述地起作用的任何合適的技術(shù)和/或方法 而引入到臭氧接觸器204內(nèi)和/或在臭氧接觸器204內(nèi)反應(yīng)。在示范性實(shí)施例中，臭氧接 觸器204具有足以氧化存在于汽提的酸性水92中的包含物的滯留時(shí)間。在示范性實(shí)施例中，臭氧接觸器204包括安全閥234、液體出口 236和氣體出口 238。安全閥234至少檢測臭氧接觸器204內(nèi)的壓力并且如果操作壓力超過預(yù)定閾值，則減 輕壓力。液體出口 236與液體出口管線240流動(dòng)連通式聯(lián)接，并且氣體出口 238與氣體出 口管線242流動(dòng)連通式聯(lián)接。液體出口管線240與再循環(huán)固體槽100和/或冷凝物汽提器 80流動(dòng)連通式聯(lián)接從而能從臭氧接觸器204到再循環(huán)固體槽100和/或冷凝物汽提器80 進(jìn)行重力排出。氣體出口管線242與排氣處理單元104流動(dòng)連通式聯(lián)接。旁通回路208沿著液體出口管線240定位，并且在示范性實(shí)施例中包括多個(gè)閥 244、液位傳送器246、高/低報(bào)警器248和液位控制器250。更具體地，至少一個(gè)閥244聯(lián) 接至液體出口管線240。液位控制器250與至少一個(gè)閥244操作控制通信，并且電聯(lián)接至液 位傳送器246和高/低報(bào)警器248用于從液位傳送器246和/或高/低報(bào)警器248接收數(shù) 據(jù)?？蛇x地，旁通回路208可具有任何合適的構(gòu)造，其使得處理單元200的構(gòu)件能夠受到控 制用于執(zhí)行維護(hù)、液位控制操作和/或處理單元200的其它操作。在示范性實(shí)施例中，液位 傳送器246檢測臭氧接觸器204內(nèi)的酸性水92的液位，并且高/低報(bào)警器248判斷所檢測 的液位是否滿足預(yù)定條件。例如，如果所檢測的液位高于預(yù)定閾值，則旁通回路208降低臭 氧接觸器內(nèi)的液位以滿足預(yù)定條件。在示范性實(shí)施例中，旁通回路208是自排出的。背壓控制回路206沿著氣體出口管線242定位，并且包括多個(gè)閥252、壓力傳送器 254和壓力控制器256。更具體地，至少一個(gè)閥252聯(lián)接至氣體出口管線242。壓力控制器 256與至少一個(gè)閥252操作控制通信，并且電聯(lián)接至壓力傳送器254以從壓力傳送器254接 收數(shù)據(jù)。可選地，背壓控制回路206具有任何合適的構(gòu)造，其使得處理單元200的構(gòu)件能執(zhí) 行壓力控制操作和/或處理單元200的其它操作。在示范性實(shí)施例中，壓力傳送器254檢測 氣體出口管線242內(nèi)的壓力并且將所檢測的壓力傳輸?shù)綁毫刂破?56。壓力控制器256 控制至少一個(gè)閥252以控制氣體出口管線242內(nèi)的壓力。在示范性實(shí)施例中，背壓控制回 路206是自排出的?？刂葡到y(tǒng)106至少與入口閥258、臭氧發(fā)生器202、泵210、閥216、旁通回路208和 背壓控制回路206操作控制通信，用于控制處理單元200的構(gòu)件如本文所述地起作用。在 處理操作期間，當(dāng)入口閥258打開時(shí)，汽提的酸性水92從氨汽提器90進(jìn)入臭氧接觸器204。另外，當(dāng)閥216打開時(shí)，臭氧化空氣218從空氣212中產(chǎn)生，放電214從臭氧發(fā)生器202中 產(chǎn)生。泵210將臭氧化空氣218從臭氧發(fā)生器202導(dǎo)送至臭氧接觸器204。更具體地，控制 系統(tǒng)106基于反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，諸如在臭氧接觸器204內(nèi)預(yù)定的化學(xué)計(jì)量比，控制進(jìn)入臭氧接觸器 204的臭氧化空氣218的量和汽提的酸性水92的量。例如，超化學(xué)計(jì)量的空氣212發(fā)送至 臭氧發(fā)生器102以產(chǎn)生臭氧化空氣218。汽提的酸性水92通過入口管222進(jìn)入臭氧接觸器204并且流入反應(yīng)腔室224。臭 氧化空氣218通過至少一個(gè)噴嘴230排放到臭氧接觸器204的反應(yīng)腔室224內(nèi)。在示范性 實(shí)施例中，當(dāng)臭氧化空氣218接觸汽提的酸性水92時(shí)，所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)從汽提的酸性水 92顯著地移除污染物以產(chǎn)生處理的酸性水98。在一個(gè)實(shí)施例中，臭氧化空氣218導(dǎo)送至臭 氧接觸器204并且利用超化學(xué)計(jì)量的臭氧使汽提的酸性水92飽和以氧化汽提的酸性水92。 在示范性實(shí)施例中，臭氧接觸器204設(shè)計(jì)成具有足夠的滯留時(shí)間以確保在汽提的酸性水92 內(nèi)的基本上所有的污染物與臭氧發(fā)生反應(yīng)以產(chǎn)生處理的酸性水98。廢氣102從臭氧接觸器204通過氣體出口管線242導(dǎo)送至排氣處理單元104用于 進(jìn)一步加工。背壓控制回路206控制氣體出口管線242內(nèi)的氣體102的壓力。處理的酸性 水98從臭氧接觸器204通過液體出口管線240導(dǎo)送至再循環(huán)固體槽100。可選地或另外 地，處理的酸性水98從臭氧接觸器204導(dǎo)送至冷凝物汽提器80，這便于防止污染物在冷凝 物汽提器80中聚集和/或便于從再循環(huán)固體槽100和/或研磨區(qū)移除污染物。在示范性 實(shí)施例中，旁通回路208控制通過液體出口管線240的處理的酸性水98的流動(dòng)。圖5是作為處理單元96 (在圖1至圖3中示出)、與合成氣發(fā)生系統(tǒng)10 (在圖1中 示出)一起使用的示范性處理單元300的示意說明。在示范性實(shí)施例中，處理單元300包 括紫外(UV)光發(fā)生器302和紫外接觸器304。紫外光發(fā)生器302產(chǎn)生紫外光306。在示范性實(shí)施例中，紫外接觸器304包括至少一個(gè)紫外光管308和靠近紫外光管 308的至少一個(gè)酸性水管310。紫外光發(fā)生器302光學(xué)地聯(lián)接至紫外光管308，用于通過紫 外光管308傳輸紫外光306。因此，在示范性實(shí)施例中，紫外光管308至少部分地由不與紫 外光306發(fā)生反應(yīng)的透明材料形成。應(yīng)了解的是，紫外接觸器304可具有任何合適數(shù)量和 /或構(gòu)造的紫外光管308。在示范性實(shí)施例中，紫外接觸器304包括與入口歧管312流動(dòng)連 通的酸性水管310的陣列。入口歧管312與汽提器冷卻器90流動(dòng)連通。盡管圖5示出酸 性水管310豎直地定向，但是應(yīng)了解的是，酸性水管310可具有能使處理單元300如本文所 述地起作用的任何合適的定向和/或構(gòu)造。在示范性實(shí)施例中，酸性水管310與液體出口 管線314流動(dòng)連通，液體出口管線314與再循環(huán)固體槽100和/或冷凝物汽提器80流動(dòng)連 通。處理單元300還至少包括入口閥316和出口閥318，用于控制通過紫外接觸器304的汽 提的酸性水92的流動(dòng)。控制系統(tǒng)106至少與閥316、紫外光發(fā)生器302、紫外接觸器304和閥318操作控 制通信，用于控制處理單元300的構(gòu)件如本文所述地起作用。在處理操作期間，當(dāng)閥316打 開時(shí)，汽提的酸性水92從汽提器冷卻器90進(jìn)入紫外接觸器304。更具體地，汽提的酸性水 92從汽提器冷卻器90排放到至少一個(gè)酸性水管310內(nèi)。另外，紫外光發(fā)生器302生成紫外 光306并且將紫外光306傳輸至紫外接觸器304。更具體地，紫外光306傳輸通過至少一個(gè) 紫外光管308。當(dāng)汽提的酸性水92流過酸性水管310時(shí)，汽提的酸性水92流經(jīng)紫外光管 308。當(dāng)汽提的酸性水92流經(jīng)紫外光管308時(shí)，紫外光306使汽提的酸性水92內(nèi)的污染物發(fā)生反應(yīng)，使得污染物從汽提的酸性水92顯著地移除以產(chǎn)生處理的酸性水98。處理的酸性 水98然后通過液體出口管線314導(dǎo)送至再循環(huán)固體槽100。可選地或另外地，處理的酸性 水98通過液體出口管線314導(dǎo)送至冷凝物汽提器80。圖6是作為處理單元96 (在圖1至圖3中示出)、可與合成氣發(fā)生系統(tǒng)10 (在圖1 中示出)一起使用的示范性處理單元400的示意說明。處理單元400包括過氧化氫(H2O2) 儲(chǔ)存槽402和過氧化氫接觸器404。在可選實(shí)施例中，處理單元400包括在線混合器(未示 出)而不是過氧化氫接觸器404。過氧化氫接觸器404和在線混合器整體上稱作反應(yīng)腔室。 在示范性實(shí)施例中，過氧化氫儲(chǔ)存槽402經(jīng)由計(jì)量閥405和計(jì)量泵406與過氧化氫接觸器 404流動(dòng)連通式聯(lián)接。計(jì)量閥405和/或計(jì)量泵406控制從過氧化氫儲(chǔ)存槽402供應(yīng)到過 氧化氫接觸器404的過氧化氫408的量。另外，過氧化氫接觸器404經(jīng)由入口閥410與汽 提器冷卻器90流動(dòng)連通式聯(lián)接。在示范性實(shí)施例中，過氧化氫接觸器404包括酸性水入口 412、至少一個(gè)噴嘴414、 處理的酸性水出口 416和安全閥418。酸性水入口 412與汽提器冷卻器90流動(dòng)連通式聯(lián) 接，并且處理的酸性水出口 416與液體出口管線420流動(dòng)連通式聯(lián)接。噴嘴414與過氧化 氫儲(chǔ)存槽402流動(dòng)連通式聯(lián)接。安全閥418至少控制過氧化氫接觸器404內(nèi)的壓力，出口 閥422聯(lián)接至液體出口管線420以控制通過液體出口管線420的處理的酸性水98的流動(dòng)。 在示范性實(shí)施例中，過氧化氫接觸器包括多個(gè)噴嘴414，其與歧管424流動(dòng)連通式聯(lián)接，歧 管424與過氧化氫儲(chǔ)存槽402流動(dòng)連通?？刂葡到y(tǒng)106至少與入口閥410、計(jì)量閥405、計(jì)量泵406、過氧化氫接觸器404和 出口閥422操作控制通信，用于控制處理單元400的構(gòu)件如本文所述地起作用。在處理操 作期間，當(dāng)閥410打開時(shí)，汽提的酸性水92從汽提器冷卻器90進(jìn)入過氧化氫接觸器404。 此外，計(jì)量閥405和/或計(jì)量泵406從過氧化氫儲(chǔ)存槽402抽取預(yù)定量的過氧化氫408以 排放到過氧化氫接觸器404內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)量閥405和/或計(jì)量泵406控制進(jìn)入 過氧化氫接觸器404的過氧化氫408的量，以在過氧化氫接觸器404內(nèi)生成基本上理想的 化學(xué)計(jì)量的過氧化氫408或過量進(jìn)給的化學(xué)計(jì)量的過氧化氫408。例如，在一個(gè)實(shí)施例中， 計(jì)量閥405和/或計(jì)量泵406在過氧化氫接觸器404內(nèi)產(chǎn)生大約1. 0至大約1. 5之間的化 學(xué)計(jì)量比(SR)。在示范性實(shí)施例中，計(jì)量閥405和/或計(jì)量泵406將過氧化氫408導(dǎo)送至歧管424， 以通過噴嘴414排放到過氧化氫接觸器404內(nèi)。當(dāng)過氧化氫408接觸汽提的酸性水92時(shí)， 過氧化氫408和汽提的酸性水92發(fā)生反應(yīng)以從汽提的酸性水92顯著地移除污染物從而產(chǎn) 生處理的酸性水98。在示范性實(shí)施例中，過氧化氫接觸器404設(shè)計(jì)成具有足夠的滯留時(shí)間 以執(zhí)行在汽提的酸性水92內(nèi)的污染物的化學(xué)反應(yīng)從而產(chǎn)生處理的酸性水98。處理的酸性 水98通過液體出口管線420導(dǎo)送到再循環(huán)固體槽100?？蛇x地或另外地，處理的酸性水98 通過液體出口管線420導(dǎo)送至冷凝物汽提器80。本文所述的實(shí)施例提供用于在酸性水導(dǎo)送到儲(chǔ)存槽和/或另外加工單元之前從 酸性水移除污染物。因此，上文所述的實(shí)施例便于減少污染物和/或其它可能揮發(fā)材料，諸 如氨、氰化物和/或有機(jī)物，不期望地發(fā)送至再循環(huán)固體槽的可能性，這可能導(dǎo)致暴露于污 染物。另外，本文所述的系統(tǒng)便于減少冷凝氨汽提器中污染物的聚集，與其中具有污染物的 氨汽提器系統(tǒng)相比，這便于減少對(duì)在冷凝氨汽提器系統(tǒng)中使用的更昂貴材料的需要。
在上文中詳細(xì)地描述了用于處理酸性水的方法和系統(tǒng)的示范性實(shí)施例。該方法和 系統(tǒng)不限于本文所述的具體實(shí)施例，相反，系統(tǒng)的構(gòu)件和/或方法的步驟可獨(dú)立于和單獨(dú) 于本文所述的其它構(gòu)件和/或步驟進(jìn)行使用。例如，該方法也可與其它酸性水產(chǎn)生系統(tǒng)和 方法組合地使用，并且不限于僅僅與本文所述的氣化系統(tǒng)和方法一起實(shí)踐。相反，示范性實(shí) 施例可與許多其它污染物移除應(yīng)用一起實(shí)施和使用。盡管在某些附圖中示出但在其它附圖中未示出本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的具體特征， 但是這僅僅是為了方便。根據(jù)本發(fā)明的原理，附圖的任何特征可與任何其它附圖的任何特 征組合地提及和/或主張。這些書面描述使用實(shí)例來公開本發(fā)明，包括本發(fā)明的最佳實(shí)施方式，并且也使得 本領(lǐng)域技術(shù)人員能實(shí)踐本發(fā)明，包括做出和使用任何裝置或系統(tǒng)和執(zhí)行任何包括的方法。 本發(fā)明的專利范圍由權(quán)利要求限定并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果這些 其它實(shí)例具有與權(quán)利要求的字面語言并無不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括與權(quán)利要求 的字面語言無實(shí)質(zhì)性差別的等效結(jié)構(gòu)元件，則這些其它實(shí)例預(yù)期在本權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種酸性水處理系統(tǒng)，其包括冷凝物汽提器(80)，其構(gòu)造成產(chǎn)生原料酸性水；冷凝物汽提器冷卻器(90)，其與所述冷凝物汽提器流動(dòng)連通式聯(lián)接，所述冷凝物汽提器冷卻器構(gòu)造成從所述冷凝物汽提器接收所述原料酸性水；出口管線(240)，其構(gòu)造成從所述冷凝物汽提器冷卻器導(dǎo)送所述原料酸性水；以及處理單元(96，200，300)，其流動(dòng)連通式聯(lián)接在所述冷凝物汽提器冷卻器與所述出口管線之間，所述處理單元構(gòu)造成經(jīng)由化學(xué)反應(yīng)從所述原料酸性水顯著地移除污染物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸性水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述出口管線(240)將所述原 料酸性水從所述冷凝物汽提器冷卻器(90)導(dǎo)送至儲(chǔ)存槽和合成氣洗滌器(64)中的至少一 個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸性水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述處理單元(96，200，300) 包括臭氧接觸器(204)，其構(gòu)造成使所述原料酸性水(76)與臭氧化空氣(218)發(fā)生反應(yīng)以 從所述原料酸性水顯著地移除所述污染物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的酸性水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述處理單元(96，200，300) 還包括臭氧發(fā)生器(202)，其構(gòu)造成從空氣(14)產(chǎn)生所述臭氧化空氣(28)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸性水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述處理單元(96，200，300) 包括紫外(UV)接觸器(304)，其構(gòu)造成使所述原料酸性水(76)與紫外光(306)發(fā)生反應(yīng)以 從所述原料酸性水顯著地移除所述污染物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的酸性水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述處理單元(96，200，300) 還包括紫外光發(fā)生器(302)，其構(gòu)造成生成所述紫外光(306)，所述紫外接觸器(304)包 括至少紫外光管(308)，其光學(xué)地聯(lián)接至所述紫外光發(fā)生器，使得所述紫外光傳輸通過所 述至少一個(gè)紫外光管；以及至少一個(gè)酸性水管(310)，其靠近所述至少一個(gè)紫外光管聯(lián)接，使得所述原料酸性水 (76)與所述紫外光發(fā)生反應(yīng)以從所述原料酸性水顯著地移除所述污染物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸性水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述處理單元(96，200，300) 包括過氧化氫接觸器(404)，其構(gòu)造成使所述原料酸性水(76)與過氧化氫發(fā)生反應(yīng)以從所 述原料酸性水顯著地移除所述污染物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的酸性水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述處理單元(96，200，300) 還包括計(jì)量泵(210)，其構(gòu)造成計(jì)量到達(dá)所述過氧化氫接觸器(404)的預(yù)定量的過氧化氫。
9.一種合成氣發(fā)生系統(tǒng)，其包括氣化器(86)，其構(gòu)造成產(chǎn)生合成氣(62)和至少一種副產(chǎn)物；冷凝物汽提器(80)，其構(gòu)造成從所述至少一種副產(chǎn)物產(chǎn)生原料酸性水(76)；冷凝物汽提器冷卻器(90)，其與所述冷凝物汽提器流動(dòng)連通式聯(lián)接，所述冷凝物汽提 器冷卻器構(gòu)造成從所述冷凝物汽提器接收所述原料酸性水；液體出口管線(240)，其構(gòu)造成從所述冷凝物汽提器冷卻器導(dǎo)送所述原料酸性水；以及處理單元(96，200，300)，其流動(dòng)連通式聯(lián)接在所述冷凝物汽提器冷卻器與所述液體出 口管線之間，所述處理單元構(gòu)造成經(jīng)由化學(xué)反應(yīng)從所述原料酸性水顯著地移除污染物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的合成氣發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，所述處理單元(96，200，300) 包括臭氧發(fā)生器(102，202)，其構(gòu)造成從空氣(14)產(chǎn)生臭氧化空氣(218)；以及 臭氧接觸器(204)，其構(gòu)造成使所述原料酸性水(76)與所述臭氧化空氣發(fā)生反應(yīng)以從 所述原料酸性水顯著地移除所述污染物。
全文摘要
本發(fā)明提供用于處理酸性水的方法和系統(tǒng)。酸性水處理系統(tǒng)包括冷凝物汽提器(80)，其構(gòu)造成產(chǎn)生原料酸性水；冷凝物汽提器冷卻器(90)，其與冷凝物汽提器流動(dòng)連通式聯(lián)接，冷凝物汽提器冷卻器構(gòu)造成從冷凝物汽提器接收原料酸性水；出口管線(240)，其構(gòu)造成從冷凝物汽提器冷卻器導(dǎo)送原料酸性水；以及處理單元(96，200，300)，其流動(dòng)連通式聯(lián)接在冷凝物汽提器冷卻器與出口管線之間，該處理單元構(gòu)造成經(jīng)由化學(xué)反應(yīng)從原料酸性水顯著地移除污染物。
文檔編號(hào)C02F9/04GK101993159SQ20101026709
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月20日
發(fā)明者G·D·米勒 申請(qǐng)人:通用電氣公司