具有设备工艺水总零排放的气化设备制造技术

在某些实施例中，系统包括气化系统，气化系统被构造为输出灰水。该系统还包括灰水零液体排放(ZLD)系统，其被构造为接收灰水且构造为生成第一蒸馏物流。灰水ZLD系统包括氨气提系统。进出灰水ZLD系统的水量大致相等。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文所公开的主题涉及用于化学生产的气化工艺设备和/或整体气化联合循环(IGCC)发电设备。更具体而言，所公开的实施例涉及与IGCC发电设备相关联的零液体排放(ZLD)工艺水系统，其改进了效率且减少了原水消耗。
技术介绍
IGCC发电设备能相对清洁且高效地从各种碳质原料(例如，煤、油或天然气)生成能量。气化技术可通过与气化器中的氧气和蒸汽起反应而将碳质原料转变成一氧化碳(CO)和氢气(H2)的气体混合物，即，合成气。这些气体可被清洁、加工并用作IGCC发电设备中的燃料。例如，合成气可被供给到IGCC发电设备的燃气轮机的燃烧器内且被点燃以向燃气轮机提供动力用于发电。但是，IGCC设备的气化工艺倾向于生成相当大量的灰水，其必须在气化工艺中利用。灰水的一部分在IGCC发电设备外处理以防止不想要的累积。
技术实现思路
在范围上与原始的主张权利的本专利技术相称的某些实施例在下文中总结。这些实施例并不意图限制所主张权利的本专利技术的范围，而是这些实施例仅意图提供本专利技术的可能形式的简要总结。实际上，本专利技术可涵盖可类似于或不同于下文所述的实施例的各种形式。在第一实施例中，一种系统包括气化系统，气化系统具有灰水输出。该系统还包括冷却塔系统，其被构造为接收原水且向所述气化系统供应工艺水。该系统还包括灰水ZLD系统，其被构造为从气化系统接收灰水、生成第一蒸馏物流且将第一蒸馏物流引导至气化系统。此外，该系统包括冷却水ZLD系统，其被构造为接收自冷却塔系统的冷却塔排污(blowdown)、生成第二蒸馏物流且将第二蒸馏物引导至冷却塔系统。在第二实施例中，一种系统包括气化系统，气化系统被构造为输出灰水。该系统还包括灰水ZLD系统，其被构造为接收灰水且生成第一蒸馏物流。灰水ZLD系统包括氨气提系统。进出灰水ZLD系统的水量大致相等。在第三实施例中，一种系统包括冷却塔。该系统还包括具有蒸发池的冷却水ZLD系统。冷却水ZLD系统被构造为自冷却塔接收冷却塔排污且生成卤水，卤水被引导至蒸发池。进出冷却水ZLD系统的水量大致平衡。附图说明当参看附图来阅读下文的详细描述时，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在所有附图中，相似的附图标记表示相似的部件，其中 图I为整体气化联合循环(IGCC)系统的实施例的示意框 图2为与图I的IGCC系统有关的工艺水系统的实施例的示意框图；以及图3为IGCC设备的实施例的示意框图，该IGCC设备合并了形成废水总零排放(TZD)系统的工艺水和废水技术。具体实施例方式将在下文中描述本专利技术的一个或多个具体实施例。为了提供这些实施例的简洁描述，在说明书中可不描述实际实施方式的所有特征。应了解在任何这种实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多具体实施决策来实现开发者的具体目的，诸如符合系统相关和行业相关约束，对于不同的实施方式，这些约束可不同。此外，应了解，这些开发努力可为复杂且耗时的，但仍然是对于受益于本公开的本领域技术人员的设计、制作和制造的常规任务。当介绍本专利技术的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个” “该”和“所述”意图表示存在一个或多个这种元件。术语“包括”、“包含”和“具有”意图是包括性的且意味着可存在除了所列元件之外的额外元件。本公开针对用于利用工艺水和废水技术来形成多个零液体排放(ZLD)系统的技术和系统，其总体上形成用于整个设备或设施的废水的总零排放(TZD)系统。特定而言，在某些实施例中，IGCC设备可包括灰水ZLD系统和冷却水ZLD系统。灰水ZLD系统可被构造 为从IGCC设备的气化工艺接收灰水且构造为将灰水的一部分转变成第一蒸馏物流，第一蒸馏物流可引导至IGCC设备的气化工艺内。相反，冷却水ZLD系统可被构造为接收冷却塔排污(例如，从冷却塔排放的水以防止水变得被盐饱和等)且构造成将冷却塔排污转变为第二蒸馏物流，第二蒸馏物流可引导至冷却水系统。灰水ZLD系统和冷却水ZLD系统的水平衡(例如，进入水量相对于出来水量)将大致平衡。此外，总设备水排放大致为零。而且，在某些实施例中，可使用卤水蒸发池来替换冷却水ZLD系统的热蒸发系统(例如，卤水ZLD系统)。在此情况下，并不产生第二蒸馏物流。在某些实施例中，灰水ZLD系统可包括用于在氨气提工艺的上游移除结垢化合物(例如，钙和二氧化硅)的软化预处理工艺。此外，在某些实施例中，冷却水ZLD系统可包括软化澄清器、一个或多个过滤器、超滤工艺和反渗透工艺，通过这些可处理冷却塔排污。在某些实施例中，第一蒸馏物流和第二蒸馏物流可保持与蒸汽冷凝物分离，蒸汽冷凝物可进入和来自IGCC设备的冷却塔和气化工艺循环。而且，在某些实施例中，热交换器可用于在第一蒸馏物流和第二蒸馏物流被引导至冷却塔内之前冷却第一蒸馏物流和第二蒸馏物流。每当使用蒸发冷却时，IGCC设备的冷却水消耗较大。此外，水流排放为除其它地区之外的美国西部干燥部分和存在严格水排放限制的地区日益重要的问题。可通过使用本文所公开的ZLD系统来减少水消耗，其可最小化上文所提到的约束的操作影响。更具体而言，所公开的实施例表示技术和水流工艺路线(routine)的独特集成来实现液压平衡的系统，换言之，用于整个IGCC设备的废水的TZD系统。特别地，所公开的实施例最小化用水，提供了能量节省，减少或甚至消除了对许可申请问题的需要等，通过水平衡子系统(例如，灰水ZLD系统和冷却水ZLD系统)的组合，其合并了具体器械、水工艺路线和热集成方法。图I示出了可由合成气体(例如，合成气)提供动力的IGCC系统10。IGCC系统10的元件可包括原料制备单元12。原料制备单元12可接收燃料源和添加剂，其可用作IGCC系统10的能量源。燃料源可包括煤、石油焦炭、生物质、木基材料、农业废料、焦油、焦炉煤气和浙青，或者其它含碳物质。原料制备单元12可例如通过将燃料源切碎、碾磨、粉碎、磨碎、压块或粒化而重整燃料源的大小或形状以生成原料。此外，添加剂(例如，水或其它合适液体)可添加到原料制备单元12中的燃料源以形成浆状原料。在其它实施例中，并不向燃料源添加液体，因此得到干的原料。原料然后可从原料制备单元12传递到气化和洗涤系统14。气化和洗涤系统14的气化器可将原料转变为一氧化碳与氢气的组合，例如合成气。这种转化可通过使原料经受在升高的压力(例如，从大约290 psia至1230 psia)和温度(例如，大约1300 °卩至2900 T )下的受控量的蒸汽和氧气而完成，取决于所用气化器的类型。在气化和洗涤系统14的气化器中发生燃烧过程。燃烧可包括将氧气引入到炭和残余气体。炭和残余气体可与氧气起反应以形成二氧化碳和一氧化碳，其提供热用于随后的气化反应。在燃烧过程中的温度可处于从大约1300 °F至2900 °F的范围。之后，蒸汽可在气化步骤中引入到气化器内。炭可与一氧化碳和蒸汽在从大约1500 T至2000 T的范围起反应以产生一氧化碳和氢气。大体上，气化器利用蒸汽和氧气来允许一些进料“焚烧”以 产生一氧化碳和能量，其驱动第二反应，第二反应将更多原料转变成氢气和额外二氧化碳。以此方式，由气化器来制造所得气体。所得合成气可包括大约85%的一氧化碳和氢气，以及CH4, CO2, H2O, HCl、HF、COS、NH3&g本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.12 US 12/6176211.一种系统，包括 气化系统，其带有灰水的输出； 冷却塔系统，其被构造为接收原水且构造成向所述气化系统供应工艺水； 灰水零液体排放(ZLD)系统，其被构造为从所述气化系统接收所述灰水、生成第一蒸馏物流，且将所述第一蒸馏物流引导至所述气化系统；以及 冷却水ZLD系统，其被构造为接收自所述冷却塔系统的冷却塔排污、生成第二蒸馏物流，且将所述第二蒸馏物引导至所述冷却塔系统。2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，进出所述灰水ZLD系统的水流大致相等，并且其中，进出所述冷却水ZLD系统的水流大致相等。3.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述第一蒸馏物流和第二蒸馏物流在所述冷却塔系统的上游组合。4.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述灰水ZLD系统包括软化预处理系统，其被构造为从所述灰水移除结垢化合物。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述灰水ZLD系统包括在所述软化预处理系统下游的氨气提系统。6.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，蒸汽冷凝物循环到所述冷却塔系统且从所述冷却塔系统循环，且所述气化系统分离所述第一蒸馏物流和第二蒸馏物流。7.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述冷却水ZLD系统包括软化澄清器、一个或多个过滤器、超滤系统、反渗透系统和热蒸发系统，所述热蒸发系统被构造为加工所述冷却塔排污。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，自所述反渗透系统的卤水被引导至所述热蒸发系统。9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，渗透物流从所述反渗透系统仅引导至所述冷却塔系统。10.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，用于化学生产的气化工艺设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：SK博马雷迪，D冯，JS凯恩，AD安拉尼，RH维德，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：