本发明专利技术涉及一种在部分氧化过程中从气化器（１６）排出的废水中回收流体和固体并使蒸发器结垢最小的方法，其中排出废水中含有氯化铵。排出废水在蒸发器（１０６）中蒸发以产生蒸馏水（１１０）以及重量浓度为约１０－约６０％的盐水。盐水进一步浓缩回收氯化铵晶体。蒸馏水循环到气化反应中。不向环境排放废物。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
使蒸发器中结垢最小和在气化过程中回收盐的方法本申请要求1996年7月17日申请的US临时申请60/016,882、1996年7月17日申请的US临时申请60/021,892的优先权。 专利技术背景1．专利
本专利技术涉及一种气化有机材料的方法。更具体地说，本专利技术涉及一种使蒸发器中结垢最小，并从气化过程的排出废水中处理和回收溶解材料，使废物的排放最小的方法。2．现有技术的描述高压高温气化系统已用于部分氧化如煤的烃燃料或包括废塑料、石油焦炭或垃圾(sewage)的有机废物以回收有用的副产物和或能量。这些燃料可以与水混合形成含水原料，并被输入到部分氧化气化器的反应区。水用于急冷热的气体产物，称之为“合成气”。水也用于从合成气中洗涤固颗粒物质，冷却和/或将颗粒固体废物，如灰份和/或炉渣输送出气化器。Davy在煤气化厂零液体放的最新进展(“Latest Advances in ZeroLiquid Discharge Treament for Coal Gasification Plants”)(Power-GenAmerican Int’l.Conf.Orlando,Florida,Dec.1994)中公开了废水处理和盐回收，包括使用降膜蒸发器和强制循环结晶器。Coste在零排放和有害固体废料最少排放的排放系统(“EffluentSystem in View of Both Zero Discharge and Hazardous Solid WasteMinimization”)(未标日期)公开了一种废水处理方法，包括多效蒸发和结晶处理以除去可溶性盐。DeJong在煤气化和水处理(“Coal Gasification and WaterTreatment”)(90-93页)(Synthese Varmn Verworvenheden，未标日期)公开了一种废水处理，包括溶解盐的结晶。 专利技术概述-->本专利技术涉及在部分氧化气化过程中的从排出废水中回收液体和固体期间使蒸发器结垢最小的方法，其中排出废水含有氯化铵(NH4Cl)。排出废水被蒸发产生蒸馏水和NH4Cl重量浓度为约10-60％的盐水。盐水被进一步浓缩并回收氯化铵晶体。蒸馏水被循环到气化反应。不向环境排放废水。附图简述图1是由煤浆部分氧化生产合成气的简化示意流程图。图2是处理由图1所示过程产生的排出废水的蒸发器系统的简化示意图。图3是处理由图1所示过程产生的排出废水的另一系统的简化示意图。图4是处理由图1所示过程产生的排出废水的再一系统的简化示意图。优选方案的详细描述按照本专利技术，现已发现使用蒸发器馏含有氯化铵的排出废水以生产相对纯的水和氯化铵晶体，同时使蒸发器传热表面上结垢最小，是一种有效且经济的方法。所生产的水可以循环到部分氧化气化系统，而结晶氯化铵可以掩埋或出售。为了节约水，气化系统的操作单元要求循环过程中的水，通常在固体沉降器中除去细的颗粒之后。因为气化反应要消耗水以产生合成气中的氢气，所以，通常不需从系统中除去水以防止积累。然而，必须从系统中以排放废物流的形式排出一部分废水、灰水，或排出污水，以防止积累过量的腐蚀性盐，特别是氯化物盐。特别关心氯化物盐，因为它们是可水溶性的，会在循环过程水中积累。而且，氯化物对用于气化过程的废水处理设备的不锈钢是具有腐蚀性的。在部分氧化气化反应中，煤、废塑料和其它含氯有机物用作原料，从气化区排氯化物通常是氯化氢。在排出废水中氯化铵的重量浓度至少为约0.1％-15％。含氮化合物的有机原料的部分氧化反应还产生氨，在煤和重油中通常-->存在含氮化合物，每摩尔氮有约15％-25％转化为氨。氨和氯化氢在水中反应形成氯化铵。对于塑料油之类原料，合成气中氮与氯的摩尔比还不能产生足够的氨以中和氯化氢。因此，可以向气化过程的水系统中加入氨以弥补不足。从气化系统中排出的废水或灰水的组成是相当复杂的。对于氯化物含量相对高的原料来说，废水中的主要组分是氯化铵。合成气中的一部分一氧化碳在高温高压条件下在洗涤塔中与水反应形成甲酸：。甲酸也被氨中和产生甲酸铵作为另一种废水组分。酸性气体二氧化碳和硫化氢也是合成气中的腐蚀性组分，但难溶于水。气化系统的废水中，未被氯化物或甲酸中和的剩余氨几乎都以铵离子的形式与酸性气体二氧化碳和硫化氢的阴离子反应，根据pH形成碳酸氢盐或碳酸盐，以及二硫化物。因为排出废水中含有铵盐和其它潜在对环境有害的溶解物质，如硫化物和氰化物，气化系统的排出废水在未处理之前不能排放到环境中。因为处理多种废水污染物可能是复杂而昂贵的，所以需要其它简单而便宜的方法来处理废水。部分氧化反应优选在自由流动的、未填充的非催化气体发生器进行，或在约700℃2000℃，优选约1200℃-约1500℃的温度，2约-约250，优选约10-约150，特别优选约20-约80个大气压下进行。在这些条件下，约98％-99.9％的烃原料能转化成含有一氧化碳和氢气的合成气。还形成少量的二氧化碳和水。烃原料可以是石油焦炭、煤、废塑料、垃圾，或其适当的组合。对于高灰含量原料，原料中约5-约15wt％-基本上是无机材料-被转化成玻璃态炉渣。原料中的氯转化成氯化氢，被吸收到气化器急冷室里的过程水中，并被存在于过程水中的氨所中和产生氯化铵。含有氯化铵的废水被从气化系统中排出。可以加入FeCl2进行处理以产生氢氧化铁絮凝物从而除去任何硫化物、氰化物和颗粒物质。再经氨汽提、生化处理或蒸发以产生能出售的干燥的盐和蒸馏水。然后，水可以循环到过程中，因此-->工厂不排放任何废水。急冷气化器通常用来气化废烃原料。在这种气化器中，热合成气和熔融炉渣用水急冷。对于大多数含氯化物气化原料，氯化物被转化成合成气中的氯化氢，排出气化器。急冷水将细颗粒物质和HCl从气体中除去。如再生酸性气体洗涤之类的气体净化技术可以在工业上用于净化合成气。当与系统中的过程水接触时，氯化氢转化成腐蚀性很强的盐酸，因此，有利的是中和盐酸以防止系统的腐蚀。许多碱性物质都能用作中和试剂，如钠、钾、钙或镁的氢氧化物和碳酸盐。然而，氨是优选的中和试剂，因为在如残油和煤的许多中氨是副产物。在多数情况下，能从原料产生足够的氨，因此，不需再加入氨或补充中和试剂。进一步说，与其它氯化物不同，氯化铵是高度水溶性的，其溶解度随温度的的改变而剧烈变化。这对从气化系统的排出废水中利用降膜蒸发或强制循环蒸发或两者的结合来回收盐是一种很重要的性质。现已发现，当排出废水被蒸发浓缩到氯化铵的浓度约10％-约60％，优选约25％-约45％时，从排出废水或灰水中回收氯化铵晶体能最好地进行。然后，来自蒸发器的含有悬浮或溶解固体的浓缩盐水可以结晶以回收NH4Cl盐，蒸馏水可以返回气化急冷水系统。在降膜蒸发器中，主系统换热器是立式的。盐水被从换热器管下方的池中泵送到换热器管的顶部。盐水然后向下流动，在内管壁形成膜，接受来自壳程水蒸汽的热量，并在下降过程中蒸发，最后从底部排出。蒸发或浓缩的盐水和水蒸汽从换热器管底部排出并进入到盐水池中以进行水蒸汽和液体盐水的分离。水蒸汽从盐水池顶部排出，流体盐水留在池中。进料水可以是排出废水或排出污水，被连续地添加到盐水池中，一本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种从烃进料部分氧化气化生产合成气期间形成的含有氯化铵的排出废水中回收水和盐并使蒸发器结垢最小的方法，包括： （ａ）在ｐＨ至少为约６的条件下用水洗涤合成气，其中ｐＨ用氨维持； （ｂ）将合成气与洗涤水分离； （ｃ）分出一部分洗涤水形成排出废水，并引入蒸发系统； （ｄ）蒸发排出废水产生水蒸汽和氯化铵重量含量为约１０－约６０％的盐水； （ｅ）分离水蒸汽和盐水； （ｆ）冷凝水蒸汽形成蒸馏水； （ｇ）将蒸馏水循环到部分氧化气化系统； （ｈ）从盐水中回收氯铵。
【技术特征摘要】
US 1997-7-9 08/890,356;US 1996-7-17 60/016,882;US 1．一种从烃进料部分氧化气化生产合成气期间形成的含有氯化铵的排出废水中回收水和盐并使蒸发器结垢最小的方法，包括：(a)在pH至少为约6的条件下用水洗涤合成气，其中pH用氨维持；(b)将合成气与洗涤水分离；(c)分出一部分洗涤水形成排出废水，并引入蒸发系统；(d)蒸发排出废水产生水蒸汽和氯化铵重量含量为约10-约60％的盐水；(e)分离水蒸汽和盐水；(f)冷凝水蒸汽形成蒸馏水；(g)将蒸馏水循环到部分氧化气化系统；(h)从盐水中回收氯铵。2．权利要求1的方法，其中烃进料选自石油焦炭、煤、废塑料、垃圾和其混合物。3．权利要求1的方法，其中在排出废水的蒸发期间的浓度因子为约2-1000。4．权利要求1的方法，其中排出废水中氯化铵的浓度至少约0.1重量％-约15重量％。5．权利要求1的方法，其中蒸发器选自降膜蒸发器、强制循环蒸发器和其结合。6．权利要求5的方法，通过结晶装置从盐水中回收氯化铵。7．权利要求5的方法，使用液位探测器在线测定体积控制从蒸发器中排出的盐水体积。8．权利要求7的方法，液位探测器是浮动液位传感器。9．权利要求7的方法，液位探测器是超声波探测器。10．权利要求6的方法，结晶装置是选自喷雾干燥器、鼓式干燥器和闪蒸结晶器中的至少一种。11．权利要求1的方法，浓度因子在约2-约20的范围内变动。12．权利要求1的方法，浓度因子在约20-约150的范围内变动。13．权利要求1的方法，蒸发装置是降膜蒸发器，其排出物进入强制循环蒸发器。14．权利要求13的方法，其中降膜蒸发器在以下条件下操作：...
【专利技术属性】
技术研发人员：GH韦伯斯特，B冯克洛克，DC乌恩，JS史蒂文森，SR约翰逊，
申请(专利权)人：德士古发展公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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