申请日2014.02.19
公开(公告)日2015.12.23
IPC分类号C02F9/00; C10J3/00; C02F3/06; C10K1/10; C02F103/18; C02F1/44; C02F3/12
摘要
在一个实施方案中，一种方法包含：使用由空气分离单元(ASU)供应的第一氧流气化燃料源，由配置用以气化燃料源的气化和洗涤系统排出气化器排料，由气化器排料产生灰水，和在反应器中使用由ASU供应的第二氧流对灰水进行生物处理。
权利要求书
1.一种系统，其包含：
气化和洗涤系统，其配置用以由至少燃料源、水和氧产生合成气和黑水;
黑水处理系统，其连接至所述气化和洗涤系统，其中所述黑水处理系统配置用以处理黑水以产生灰水;和
灰水处理系统，其连接至所述黑水处理系统并配置用以接收所述灰水，其中所述灰水处理系统包含：
反应器，其配置用以利用氧来氧化所述灰水内的化学物类，以产生经处理的灰水，其中所述气化和洗涤系统以及所述反应器利用的氧通过流体连接至所述气化和洗涤系统以及所述反应器的空气分离单元(ASU)产生。
2.权利要求1的系统，其中所述灰水处理系统包含具有反应器的生物处理系统，其中所述反应器包含配置用以利用由ASU产生的氧来氧化所述化学物类的微生物。
3.权利要求2的系统，其包含配置用以调节提供至所述反应器的氧的量的控制器，其响应于所述灰水、所述灰水处理系统或它们的组合的一个或多个监测参数的反馈指示。
4.权利要求3的系统，其中所述一个或多个参数包含所述灰水的温度、所述化学物类在灰水中的浓度、所述化学物类的反应性、氧在灰水中的溶解度、生物需氧量、化学需氧量或它们的任何组合。
5.权利要求3的系统，其中所述控制器配置用以基于所述反馈调节所述灰水在反应器中的停留时间。
6.权利要求3的系统，其中所述灰水处理系统包含配置用以将所述经处理的灰水与所述微生物分离的一个或多个膜滤单元，和配置用以基于所述反馈控制通过所述一个或多个膜滤单元的所述经处理的灰水的流量的控制器。
7.权利要求3的系统，其中所述生物处理系统包含支撑所述微生物的多孔介质，和配置用以基于所述反馈控制通过所述多孔介质的所述灰水的流量的控制器。
8.权利要求3的系统，其包含布置于所述反应器上游和配置用以调节所述灰水的温度的换热器，其中所述控制器配置用以基于所述反馈调节所述换热器的操作参数。
9.权利要求3的系统，其中所述反应器配置用以除氧以外还利用空气，所述空气通过鼓风机提供至所述反应器，和所述控制器配置用以基于所述反馈调节所述鼓风机的操作参数。
10.一种系统，其包含：
将气化和洗涤系统与灰水处理系统连接的流动路径，其中所述流动路径配置用以使由所述气化和洗涤系统排料产生的灰水流动至所述灰水处理系统;和
空气分离单元(ASU)，其连接至所述气化和洗涤系统，并连接至所述灰水处理系统，其中所述ASU配置用以产生分离氧的第一流和分离氧的第二流，所述分离氧的第一流被所述气化和洗涤系统利用以产生合成气，所述分离氧的第二流被所述灰水处理系统利用以处理所述灰水。
11.权利要求10的系统，其包含具有反应器的灰水处理系统，所述灰水处理系统配置用以利用所述分离氧的第二流来氧化在灰水内的化学物类，以产生经处理的灰水，和其中所述反应器为未覆盖的池或覆盖的槽。
12.权利要求11的系统，其中所述反应器包含一个或多个扩散器或射流通气器，其配置用以将所述分离氧的第二流引入至所述反应器，所述一个或多个扩散器安装在所述反应器的基底上，安装在所述反应器的侧壁上，或构造作为所述反应器的膜支撑模块的一部分，或它们的任何组合，和其中所述一个或多个扩散器或射流通气器是粗气泡扩散器、细气泡扩散器或它们的组合。
13.权利要求11的系统，其中所述反应器包含配置用以机械搅拌包含氧和灰水的混合物的一个或多个搅拌器。
14.权利要求11的系统，其中所述反应器包含配置用以使控制器能监测所述反应器中氧浓度的一个或多个溶解氧探针。
15.权利要求14的系统，其中所述灰水处理系统包含沿着氧流动路径布置的一个或多个阀，其配置用以将分离氧的第二流输送至所述反应器，和所述一个或多个阀配置用以使所述控制器能调节氧浓度。
16.权利要求11的系统，其中所述灰水处理系统包含具有反应器的生物处理系统，所述反应器包含配置用以利用氧来氧化所述化学物类的微生物，和其中所述生物处理系统包含存在于附着介质上的微生物的多个生物反应器室，配置用以在所述反应器中产生微生物与灰水混合液的悬浮生长系统，或活化污泥系统，或它们的任何组合。
17.一种方法，其包含：
使用由空气分离单元(ASU)供应的第一氧流气化燃料源;
由配置用以气化所述燃料源的气化和洗涤系统排出气化器排料;
由所述气化器排料产生灰水;和
在反应器中使用ASU供应的第二氧流对所述灰水进行生物处理。
18.权利要求17的方法，其包含调节提供至所述反应器的第二氧流的量，响应于所述灰水的一个或多个监测参数的反馈指示，响应于具有所述反应器的生物处理系统的一个或多个监测参数的反馈指示，或它们的组合。
19.权利要求18的方法，其中所述一个或多个参数包含所述灰水的温度、所述化学物类在灰水中的浓度、所述化学物类的反应性、氧在灰水中的溶解度、生物需氧量、化学需氧量或它们的任何组合。
20.权利要求18的方法，其中所述燃料源包含燃料和所述生物处理系统产生的生物固体废物的共混物。
说明书
空气分离单元氧的气化废水处理
发明背景
本文公开的本主题总体上涉及气化过程，和在气化过程中产生的灰水的处理。
化石燃料，例如固体煤、液体石油或生物质，可气化用于电力、化学品、合成燃料的生产或多种其它应用。气化包括在很高的温度下将碳质燃料和氧反应以产生合成气体，通常称为合成气，其为包含一氧化碳和氢的燃料。与气化之前处于初始状态的燃料相比，合成气燃烧更有效和更清洁。
气化过程的一个副产物为灰水。灰水可包括灰、金属、氨和有机物质的细小颗粒。遗憾的是，由于许多原因，这些副产物中的一些是不期望的。例如，在灰水中的固体和/或灰水中的某些腐蚀性物质对工厂设备(例如，管路，阀)可具有有害影响，和因此影响工厂的总体操作。此外，可期望将某些气化副产物在灰水中的浓度保持在低于一定水平，然后从工厂排出，或在工厂内再利用。
发明简述
与初始请求保护的发明范围相当的某些实施方案如下概述。这些实施方案不是旨在限制请求保护的发明的范围，而是这些实施方案仅旨在提供本发明的可能形式的概要。事实上，本发明可包括可能类似于或不同于以下阐述的实施方案的多种形式。
在第一实施方案中，系统包含配置用以由至少燃料源、水和氧产生合成气和黑水的气化和洗涤系统，和连接至气化和洗涤系统的黑水处理系统。黑水处理系统配置用以处理黑水以产生灰水。所述系统还包含连接至黑水处理系统并配置用以接收灰水的灰水处理系统。灰水处理系统包含反应器，其配置用以利用氧来氧化在灰水内的化学物类，以产生经处理的灰水。气化和洗涤系统以及反应器利用的氧通过流体连接至气化和洗涤系统以及反应器的空气分离单元(ASU)产生。
在第二实施方案中，系统包含将气化和洗涤系统以及灰水处理系统连接的流动路径。流动路径配置用以使由气化和洗涤系统排料产生的灰水流动至灰水处理系统。所述系统还包含空气分离单元(ASU)，其连接至所述气化和洗涤系统，并连接至所述灰水处理系统。ASU配置用以产生分离氧的第一流和分离氧的第二流，所述分离氧的第一流被气化和洗涤系统利用以产生合成气，所述分离氧的第二流被灰水处理系统利用以处理灰水。
在第三实施方案中，一种方法包含使用由空气分离单元(ASU)供应的第一氧流气化燃料源，由配置用以气化燃料源的气化和洗涤系统排出气化器排料，由气化器排料产生灰水，和在反应器中使用由ASU供应的第二氧流对灰水进行生物处理。