[发明专利]黑水处理系统和方法

说明书

技术领域

本申请和得到的专利大体涉及合成气的生产，并且更具体而言，涉及用于以减小的寄生能量损失来处理和再循环合成气的生产所产生的黑水流的系统和方法。

背景技术

通过在部分氧化过程中使含碳燃料起反应，可在气化反应器中产生一般所描述的合成气体或合成气。然后可将合成气发送到许多洗涤器，以从中移除污染物和细粒。具体而言，合成气可包含硫化氢、氨、氰化物、苯酚、多种卤素，以及呈碳、灰、煤、痕量金属等形式的颗粒。为了使气化过程在经济和环境上可行，必须以满意的方式处置这些污染物和细粒。

在整体气化过程中需要使用大量的水。具体而言，可在气化反应器中使用水来使合成气骤冷。另外，还可在洗涤器中使用水来移除细粒。在洗涤器中使用的水可成为所谓的“黑水”，因为被碳、灰等污染。黑水还可在其中包含可溶气体。黑水可在其中按重量计具有大约百分之五(5％)至大约百分之十(10％)的悬浮固体，并且可具有大约300摄氏度或更高的初始温度。

清洁和再循环这种黑水的已知技术一般包括使用闪蒸系统。这种闪蒸系统可包括定位成级的许多闪蒸鼓，从高压至低压至低真空以及至高真空。真空级不仅帮助移除溶解气体，而且还帮助冷却黑水。可将来自闪蒸系统的黑水发送到重力沉降器。可在重力沉降器中移除细粒和再循环净水。然后可发送来自重力沉降器的固体用于研磨，以制备浆料，浆料可被馈送给气化器，并且在气化器中燃烧。

使用高达大气压的闪蒸鼓可为经济的，因为不需要额外的能量来移除溶解的气体。但是，在真空条件中使用闪蒸一般需要有显著的能量需求和维护要求的大型装备。具体而言，这种真空系统需要大量的能量，因为闪蒸鼓不仅移除溶解的气体，而且还移除相当大量的水蒸气。因此可能需要高的冷却水消耗来使水蒸气冷凝。这个水和能量消耗总体上被认为是动力装置上的寄生损失。

因此期望有一种改进的黑水处理和再循环系统和方法。优选地，这样的改进的系统和方法可处理和再循环由气化器等产生黑水，而不需要在使用真空条件的已知闪蒸系统中出现的大型装置和高的能量需求。

发明内容

本申请和得到的专利因而提供了一种用于黑水流的黑水处理系统。该黑水处理系统可包括一个或多个非真空闪蒸鼓和洗涤冷却器。该洗涤冷却器可包括在其中具有氮管和氮流的水路径。

本申请和得到的专利进一步提供了一种处理黑水流的方法。该方法可包括以下步骤：将黑水流闪蒸到大气压；将氮流插入到黑水流中，以搅动黑水流，以及除去黑水流中的溶解的气体；以及间接地冷却黑水流。

本申请和得到的专利进一步提供了一种用于黑水流的黑水处理系统。该黑水处理系统可包括高压闪蒸鼓、大气压闪蒸鼓和洗涤冷却器。该洗涤冷却器可包括在其中具有氮管和氮流的水路径。

在审阅结合若干附图和所附权利要求而得到的以下详细描述之后，本申请和得到的专利的这些和其它特征与改进将对本领域普通技术人员变得显而易见。。

附图说明

图1是具有使用多个闪蒸鼓的闪蒸系统的已知黑水处理系统的示意图。

图2是如可在本文中描述的黑水处理系统的示意图。

图3是如可用于图2的黑水处理系统的洗涤冷却器的示意图。

部件列表

10黑水处理系统

15闪蒸系统

20高压闪蒸鼓

25低压闪蒸鼓

30低真空闪蒸鼓

35高真空闪蒸鼓

40回水流

45重力沉降器

50细粒

55净水

100黑水处理系统

110黑水流

120闪蒸系统

125非真空闪蒸鼓

130高压闪蒸鼓

140大气压闪蒸鼓

150洗涤冷却器

160水路径

170水进入端口

180水离开端口

190重力沉降器

200氮管

210氮流

220管孔口

230水套

240冷却水供应端口

250冷却水离开端口

260伸长形状

270氮出口

280经洗涤的流

290细粒

300净水

具体实施方式