[发明专利]具有设备工艺水总零排放的气化设备

说明书

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

在范围上与原始的主张权利的本发明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发明的范围，而是这些实施例仅意图提供本发明的可能形式的简要总结。实际上，本发明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，本发明的这些和其它特征、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1为整体气化联合循环(IGCC)系统的实施例的示意框图；

图2为与图1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。

具体实施方式

将在下文中描述本发明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。

当介绍本发明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。