[发明专利]气化系统内的pH调节

说明书

发明背景

本文公开的主题涉及pH调节，更具体地讲，涉及在气化系统内调节pH的系统和方法。

气化系统使含碳物质转化成一氧化碳和氢的热混合物，也称为合成气体或合成气。在气化时，所得合成气可包括不太合乎需要的成分，例如灰分或烟灰。使合成气通过骤冷室，骤冷室用水冷却合成气，并将不太合乎需要的成分作为炉渣去除。随后，可从炉渣分离灰分和烟灰。可使回收的水和固体(例如，未转化的碳)再循环回到气化器。遗憾的是，需要泄放或清除一些水来控制溶解盐，以使材料腐蚀最大限度地减小。这种水可能不适用于排放或再利用，因此，下游处理系统(例如，灰水泄放处理系统)可能合乎需要，例如换热器系统、微生物系统等。灰水泄放处理系统可能需要一个或多个pH调节步骤。

发明概述

以下概括在范围上与原本要求保护的发明相当的某些实施方案。这些实施方案不旨在限制要求保护的发明的范围，而是预期这些实施方案仅提供本发明可能形式的简要概括。实际上，本发明可包括可类似于或不同于下述实施方案的不同形式。

在第一个实施方案中，气化系统包括：水源；下游系统，所述下游系统构造成从水源接收具有水的第一流；和二氧化碳注射器，所述二氧化碳注射器构造成用具有二氧化碳的第二流调节水的pH，以形成经pH调节的水。

在第二个实施方案中，方法包括在气化系统的二氧化碳源内产生具有二氧化碳的第一流。该方法也包括用来自第一流的二氧化碳调节具有水的第二流的pH。

在第三个实施方案中，气化系统包括二氧化碳源、二氧化碳注射器和下游系统。二氧化碳源构造成从具有合成气的引入流产生具有二氧化碳的第一流。二氧化碳注射器构造成使第一流注入具有水的第二流，以调节第二流的pH。下游系统构造成接收第二流。

附图简述

当阅读以下详述并参考附图时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，其中在全部附图中相似的符号代表相似的元件，其中：

图1为pH调节系统的实施方案的示意图，图示说明连接到下游系统的二氧化碳源；

图2为具有图1的pH调节系统的气化系统的实施方案的示意图；并且

图3为用二氧化碳调节pH用于下游系统的方法的实施方案的流程图。

发明详述

以下描述本发明的一个或多个具体实施方案。为了提供对这些实施方案的简明说明，实际实施的所有特征可能未全部在说明书中描述。应理解，在任何此类实际实施的研发中，如在任何工程或设计项目中那样，必须作出许多实施特定的决定，以达到研发者的特定目标，如与系统相关和商业相关的限制相符，这可从一个实施到另一个实施而变化。另外，应理解，这种研发努力可能复杂而且耗时，但对拥有本公开益处的本领域普通技术人员而言仍为进行设计、装配和制造的例行程序。

在提出本发明的不同实施方案的元件时，冠词“一个”(a)、“一个”(an)、“该”(the)和“所述”(said)旨在表示有一个或多个要素。词语“包括”、“包含”和“具有”旨在为包含性，并且意味着可有不同于所列要素的另外要素。

本公开涉及在气化系统内调节pH。具体地讲，将二氧化碳(CO₂)注入具有水的一个或多个流，这调节一个或多个流的pH。即，CO₂溶入水，以形成碳酸或碳酸氢盐，这一般降低水的pH。可在气化系统自身内产生二氧化碳，例如，通过变压吸附单元或酸性气体去除单元。这可减小气化系统对外部二氧化碳供应的依赖。气化系统可包括强碱性流(例如，pH大于10)。一般用强无机酸例如硫酸降低pH或中和。然而，现在已认识到，二氧化碳能够降低强碱性流的pH，即使碳酸和碳酸氢盐为相对弱的酸。碳酸有利地与水形成缓冲溶液，从而稳定水的pH。用二氧化碳调节pH提高气化系统的效率，并减少气化系统内强无机酸的用量。

现在转向附图，图1图示说明用于调节(即，降低)用于下游系统12的水流的pH的pH调节系统10。下游系统12可以为期望经pH调节的水的任何系统，例如，化学反应器、换热器、软化后的再碳酸化、滤器、微生物系统等。经pH调节的水一般提高下游系统12的效率和操作性。以下更详细地讨论下游系统12的实施方案。