[发明专利]硒脱除的处理阶段

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是要求根据35USC§119(e)在2010年2月25日提交的、标题为“TREATMENT STAGES FOR SELENIUM REMOVAL”的美国临时申请序列号61/307,916的利益的非临时申请，将其全部并入本文中。关于联邦政府资助或开发的陈述

无

发明领域

本发明实施方案涉及用于阶段地处理流体以从流体中除去硒的方法和系统。

发明背景

化石燃料含有天然存在的硒，所述硒以几种氧化态存在，包括硒化物(-2)、元素硒(0)、亚硒酸盐(+4)和硒酸盐(+6)。油的精炼和含有硒的煤的加工可产生含硒化合物的量超过关于环境中水排放的政府标准容许的极限量的工艺水。这些含水料流通常包含可溶形式的硒，例如0氧化态的硒氰酸盐(SeCN^-)和作为氧化物种的亚硒酸盐和(SeO₃^-2)和硒酸盐(SeO₄^-2)。

关于工艺水的各种处理技术提供除去硒的方法并可能依赖于吸附。该技术通常一些程度地除去所有类型的硒，但具有相对较小的除去硒的氧化物种的能力。过去对硒脱除效力和效率的改进集中于吸附剂的材料和吸附剂与硒之间的吸附反应条件。然而，处理技术仍不能始终并以距所需或调整水平的足够边缘实现硒极限。由处理技术产生的清洁水另外通常未能满足关于清洁水作为锅炉或脱盐单元的进料再用于这类应用中的标准。

因此，需要用于从流体中除去硒的改进方法和系统。

发明概述

在一个实施方案中，处理含水料流的方法包括从含水料流中除去硒吸附抑制剂。除去硒吸附抑制剂的步骤包括降低含水料流中油、可溶性有机化合物和硫代硫酸盐中至少一种的浓度。接着，该方法包括通过使降低了吸附抑制剂浓度的含水料流与用硫、硒和碲中至少一种浸渍的载体接触以吸收硒而从含水料流中除去硒并提供处理水作为流出物。

根据一个实施方案，用于处理含水料流的系统包含调节单元，所述调节单元具有耦连的油脱除组件、可溶性有机物脱除组件和硫代硫酸盐脱除组件中的至少一个以接收用其处理的含水料流。该系统进一步包含硒脱除单元，所述硒脱除单元具有处理水出口和耦连的入口以接收从调节单元流出的含水料流外流。该外流与用硫、硒和碲中至少一种浸渍的载体流体连通以吸收入口与处理水出口之间的流路内的外流中的硒。

对于一个实施方案，处理含水料流的方法包括通过使含水料流通过吸附剂床并与用硫、硒和碲中至少一种浸渍的载体接触以吸收硒而从含水料流中除去硒。将还原剂加入从吸附剂床中除去并含有正氧化态的硒的含水料流中导致硒形成沉淀物。该方法进一步包括从含水料流中除去沉淀物。

附图简述

本发明与它的其它优点一起可参考如下说明连同附图最好地理解。

图1为根据本发明一个实施方案的硒脱除方法的流程图。

图2为根据本发明一个实施方案，可以以各种组合使用以形成硒脱除方法的所有或一部分的官能流体处理的系统流程图。

图3为根据本发明一个实施方案，也可形成硒脱除方法的所有或一部分的可选官能流体处理的系统流程图。

图4为根据本发明一个实施方案，硒脱除方法的第一示例性执行的方框图。

图5为根据本发明一个实施方案，硒脱除方法的第二示例性执行的方框图。

图6为根据本发明一个实施方案，硒脱除方法的第三示例性执行的方框图。

图7为根据本发明一个实施方案，硒脱除方法的第四示例性执行的方框图。

图8为硒脱除的第一级速率常数相对于加工水的曲线图，其显示油对硒吸附性能的负面影响。

图9为硒脱除的第一级速率常数相对于加工水的曲线图，其相对于图8阐述通过在水与用于吸附硒的吸附剂接触以前除去可溶性有机物而延长的吸附剂寿命，即使油仍影响硒吸附性能。

图10为当水含有各种溶解的有机物时得到95%硒脱除阈值所需吸附剂床长度的相当不理想的增加的条形图。

图11为显示由于硫代硫酸盐浓度提高时所需的另一传质区(MTZ)长度，硫代硫酸盐对硒脱除的负面影响的曲线图。

发明详述