[发明专利]利用来自气化过程的能量的咸水脱盐系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及咸水脱盐，其结合在高温下生产合成气并被用于产生淡水供应的气化过程而利用多级闪蒸或多效蒸馏。

背景技术

使用多级闪蒸(MSF)或多效蒸馏(MED)的咸水脱盐是从低压、高品质蒸汽能量源接收热量的工艺。在该工艺中，使用共用锅炉(common boiler)技术产生低压蒸汽(参见美国专利4,338,199和5,441,548)。

已知使用其它形式的能量用于脱盐。例如，美国专利5,421,962为脱盐过程利用太阳能。

当采用低压蒸汽来驱动脱盐设备时呈现低能效。因此，需要提供用于以改善的能效执行脱盐过程的改进的方法。本发明旨在满足该需要。

发明内容

现已发现，根据本发明可以将来自原态(raw)合成气体的热量从低品质流体(例如通过将热量从原态合成气体传递到水而生产的蒸汽)直接或间接传递到咸水，以产生不含盐或基本上不含盐的无盐淡水，同时冷却合成气体以用于随后的气体净化过程。

一方面，本发明提供一种用于通过咸水的脱盐、通过使用在气化反应中生产的合成气直接加热咸水以使咸水蒸发并生产不含盐或基本上不含盐的水而生产无盐水的工艺。

出于本发明的目的，术语“无盐”水是指已从其除去至少99wt％原始存在的盐的水，更典型地指已从其除去99-100wt％原始存在的盐的水。

在一个备选实施例中，采用饱和蒸汽使咸水蒸发并生产无盐淡水，该饱和蒸汽使用来自在气化反应中生产的原态合成气体的热量生产。

在本发明的又一实施例中，提供用于通过咸水的脱盐生产无盐水的第一系统，该第一系统包括咸水源、合成气体源、连接到咸水源和合成气体源上的加热室，该加热室具有合成气体入口和合成气体出口以及用于使咸水通过加热室的通道。该系统还包括至少一个闪蒸罐，该至少一个闪蒸罐连接到通道上用于接收通道中产生的水蒸汽，可以在降低的压力下操作，以及用于收集不含盐或基本上不含盐的冷凝物的收集器。在操作中，来自咸水源的咸水被引入加热室的通道，并且来自合成气体源的热合成气体被引入加热室的合成气体入口。来自热合成气体的热量被传递至咸水，以生产水蒸汽，水蒸汽在蒸馏室中冷凝从而生产被收集的无盐水。

在第一系统的一个备选实施例中，还设有具有合成气体入口和合成气体出口的低压蒸汽发生器。热合成气体通过合成气体入口被供入蒸汽发生器并产生低压蒸汽，低压蒸汽被供至加热室中的蒸汽入口，藉此热量被传递至通过设置在加热室内的通道的咸水，从而形成被冷凝并作为无盐水被收集的水蒸汽。此实施例中的加热室设有蒸汽冷凝物出口，由于来自蒸汽发生器的蒸汽的冷凝而形成的蒸汽冷凝物通过该蒸汽冷凝物出口排出。该系统还包括分离罐，离开蒸汽发生器的合成气体通过该分离罐，以允许合成气体中的水分冷凝并在合成气体的下游净化之前从合成气体分离。

在本发明的另一实施例中，提供用于通过咸水的脱盐生产水的第二系统，该第二系统包括：咸水源；合成气体源；具有合成气体入口和合成气体出口的第一蒸发室，该合成气体入口连接到典型地为金属热传递盘管的通道上，以便热合成气体通过蒸发器并实现到蒸发器中存在的咸水的热传递，从而在第一蒸发室中生产水蒸汽；第二蒸发室，其具有典型地为热传递盘管的第二通道，水蒸汽从第一蒸发室被接收到该第二通道中，藉此第二热传递盘管中的水蒸汽通过与接触第二热传递盘管的外部的咸水热传递而被冷却从而形成无盐水冷凝物，该热传递过程通过蒸发形成更多的水蒸汽；以及收集器，其用于收集不含盐或基本上不含盐的冷凝物。

在第二系统的一个备选实施例中，还设有具有合成气体入口和合成气体出口的低压蒸汽发生器。热合成气体通过合成气体入口被供入蒸汽发生器并产生被供至第一蒸发室中的蒸汽入口并进入通道的低压蒸汽，藉此热量从该通道中的蒸汽传递至存在于蒸发室中的咸水，从而形成在第二蒸发室中冷凝并作为无盐水冷凝物收集的水蒸汽。此实施例中的第一蒸发室设有蒸汽冷凝物出口，由于来自蒸汽发生器的蒸汽的冷凝而在通道中形成的蒸汽冷凝物通过该蒸汽冷凝物出口排出。该系统还包括分离罐，离开蒸汽发生器的通道的合成气体通过该分离罐，以允许合成气体中的水分冷凝并在合成气体的下游净化之前从合成气体分离。