專利名稱：處理廢氣物流的方法與裝置的制作方法
處理廢氣物流的方法與裝置本發(fā)明涉及處理廢氣物流和特別是來自氣化裝置的酸性漿料汽提器的廢氣物流以提供富含銨的物流的方法。氣化裝置是本領(lǐng)域公知的。在 這些裝置中，烴原料可與蒸汽、氮氣和氧氣一起通入氣化器。烴原料例如煤被部分氧化提供熱的合成氣體(也稱為合成氣)和灰分，所述灰分可以是爐渣形式。合成氣體或合成氣作為一般術(shù)語用在此處同義，它們適用于由煤、渣油、廢物或生物質(zhì)氣化衍生的一氧化碳、氫氣、惰性組分和二氧化碳的混合物。合成氣的主要組分是氫氣和一氧化碳。此外，常常存在二氧化碳和痕量甲烷。合成氣經(jīng)合適處理脫除不想要的組分后是用于費_托工藝中制備液體烴的有價值的原料。在氣化反應中生成的灰分可在重力作用下通過氣化器沉降到驟冷槽內(nèi)，可將其從所述驟冷槽輸送到接收倉中以供處置。可通過驟冷例如在氣化器的驟冷段內(nèi)用循環(huán)的合成氣降低熱的合成氣的溫度。然后可將驟冷的合成氣輸送到廢熱鍋爐內(nèi)供進一步冷卻，以提供冷卻的合成氣物流。廢熱鍋爐也稱為合成氣冷卻器，可用于產(chǎn)生高壓蒸汽。然后，冷卻的合成氣物流可通入干燥固體脫除單元以飛灰形式脫除一部分固體， 從而提供濕的固體合成氣物流。然后，在濕式洗滌塔如文丘里型洗滌器內(nèi)，濕的固體可與濕的固體合成氣物流內(nèi)的合成氣分離，以提供漿料排放物流和粗合成氣物流。漿料排放物流通常通入主要的水處理單元。粗合成氣物流可通入高壓水解單元中水解所存在的任何HCN、C0S和CS2,以提供水解的合成氣物流。水解的合成氣物流然后可被輸送到酸性氣體脫除單元中分離任何的H2S 和CO2,以提供處理過的合成氣物流。來自用于從濕固體合成氣物流中脫除濕固體的濕式洗滌塔的漿料排放物流可通入酸性漿料汽提器，在此可用蒸汽處理它，以作為廢氣物流分離氣態(tài)組分例如硫化氫 (H2S)、二氧化碳(CO2)、氨(NH3)和氰化氫(HCN)。在GB-A-1384562中，含H2S和HCN的廢氣物流與氧氣或含氧氣體在合適的條件下接觸形成燃燒氣體和清潔的水。也可使廢氣物流通入Claus燃燒器，焚燒雜質(zhì)以提供N2、C02、硫和H20。通常在Claus燃燒器內(nèi)焚燒成為N2和 H2O的存在于第一廢氣物流內(nèi)的氨是一種有價值的商品，具體可用于制備銨基肥料。本發(fā)明提供處理來自酸性漿料汽提器的廢氣物流以提供富含銨的物流的方法，因此有利地避免了焚燒這一有價值的組分并允許它隨后用作例如肥料產(chǎn)品。因此，在第一方面中，本發(fā)明提供在氣化過程中處理第一廢氣物流以提供富含銨的物流的方法，該方法包括至少下述步驟(a)提供含HCN、NH3> H2S, CO2及任選的COS和CS2之一或兩者的第一廢氣物流，其中通過在酸性漿料汽提器內(nèi)分離含粒狀固體、HCN、NH3、H2S、CO2及任選的COS和CS2之一或兩者的漿料排放物流來提供第一廢氣物流和含粒狀固體的汽提后漿料物流；(b)使第一廢氣物流(60)通入在1. 5-10bara的壓力下操作的水解區(qū)(100)，水解 HCN及任何COS和CS2,以提供含NH3、H2S和CO2的第二廢氣物流(110)；和
(c)在氨洗滌器內(nèi)用含水酸性物流洗滌第二廢氣物流，以提供含H2S和CO2的第三廢氣物流和富含銨的含水物流。本發(fā)明因此提供從含HCN、NH3> H2S, CO2及任選的COS和CS2之一或兩者的第一廢氣物流中脫除HCN和NH3及任選的COS和CS2之一或兩者(若存在的話)以提供含H2S和 CO2的第三廢氣物流的方法。在優(yōu)選的實施方案中，第三廢氣物流可通入硫回收單元。在本發(fā)明的方法中，脫除雜質(zhì)例如HCN和NH3及任選的COS和CS2之一或兩者(若存在的話)是有利的，因為這一處理允許所得到的含H2S和CO2的第三廢氣物流被進一步處理，以通過生物脫硫脫除H2S組分。生物脫硫處理可利用微生物氧化H2S組分提供元素硫(S8)和硫酸根(S042_)?？墒褂盟a(chǎn)生的硫酸根生成硫酸，所述硫酸可有利地整合到本發(fā)明的方法中用作氨洗滌器內(nèi)的含水酸性物流。例如在爐內(nèi)焚燒含HCN和NH3的廢氣物流將導致形成NOx和S0X。由于毒性和環(huán)境保護的原因，應當避免形成這些化合物。含HCN和NH3的未處理的廢氣物流不可能原樣通過生物脫硫進一步處理，這是因為HCN和NH3雜質(zhì)是氧化硫化合物所使用的微生物的毒物。 因此，按本發(fā)明的方法處理第一廢氣物流允許使用生物方法從廢氣中脫除硫化氫。 在進一步的方面中，本發(fā)明提供在氣化裝置內(nèi)處理第一廢氣物流以提供富含銨的物流的裝置，該裝置包括至少從漿料排放物流中分離粒狀材料的酸性漿料汽提器，所述酸性漿料汽提器具有用于含粒狀固體、HCN、NH3、H2S、CO2及任選的COS和CS2之一或兩者的漿料排放物流的第一入口、用于含HCN、NH3、H2S、CO2及任選的COS和CS2之一或兩者的第一廢氣物流的第一出口和用于含粒狀固體的汽提后漿料物流的第二出口；在1. 5-10bara的壓力下操作以水解第一廢氣物流(60)內(nèi)的HCN及任何COS和CS2 的水解區(qū)(100)，所述水解單元(100)具有與酸性漿料汽提器(50)的第一出口(51)相連的用于第一廢氣物流(60)的第一入口(98)和用于含NH3、H2S和C02的第二廢氣物流(110) 的第一出口(101)；和從第二廢氣物流中分離NH3的氨洗滌器，所述氨洗滌器具有與低壓水解單元的第一出口相連的用于第二廢氣物流的第一入口和用于含H2S和CO2的第三廢氣物流的第一出口、用于含水酸性物流的第二入口和用于富含銨的含水物流的第二出口。在本發(fā)明方法的步驟(a)中，在酸性漿料汽提器內(nèi)分離漿料排放物流，所述漿料排放物流可通過氣化裝置的濕式洗滌塔提供。漿料排放物流包含粒狀固體、HCN、NH3、H2S、C02及任選的COS和CS2之一或兩者。酸性漿料汽提器分離漿料排放物流中的粒狀組分與液體和氣態(tài)組分，以提供含HCN、NH3, H2S, CO2及任選的COS和CS2之一或兩者的第一廢氣物流和含粒狀固體的汽提后漿料物流。優(yōu)選在蒸汽存在下進行分離。第一廢氣物流的組成可以變化。作為實例，第一廢氣物流的典型組成是 HCN 1-5%, NH3 1-8%, H2S 7%, CO2 39%, COS 痕量(ppm)，CS2 痕量(ppm)，H2O 40%, N2 1 %，余量為CO和H2。優(yōu)選地，在第一廢氣物流內(nèi)HCN的含量為2-4vol %，優(yōu)選地，第一廢氣物流的壓力為1. l_4bara，更優(yōu)選約2bara，仍更優(yōu)選約1. 8bara。在本發(fā)明方法的步驟(b)中，通過水解從步驟(a)中獲得的第一廢氣物流中脫除所存在的HCN及任選的任何COS與之一或兩者。使第一廢氣物流通入低壓水解區(qū)以獲得第二廢氣物流。水解區(qū)通常包括水解催化劑。在低壓水解區(qū)內(nèi)的壓力為1. 5-10bara，優(yōu)選為2. 5_5bara。在水解區(qū)中，根據(jù)下述反應轉(zhuǎn)化HCN及若采用的COS與之一或兩者。(A)水解 HCN :HCN+H20 — NH3+C0 (B)水解 COS :C0S+H20 — H2S+C02(C)水解 :CS2+H20 — 2H2S+C02在水解區(qū)中水/蒸汽量優(yōu)選為10-80V/V%，更優(yōu)選20-70V/V%，仍更優(yōu)選30_50v/ v%，基于蒸汽計。在優(yōu)選的水/蒸汽量下，HCN及任選的COS與(^2之一或兩者的轉(zhuǎn)化率得到改進。通常在第一廢氣物流內(nèi)的H2O量足以轉(zhuǎn)化HCN及任選的COS與之一或兩者 (若存在的話)。任選地，水或蒸汽或它們的混合物可加入到第一廢氣物流中，之后通入水解區(qū)，以便達到所需的水/蒸汽量。任選地，選擇反應條件的方式使反應混合物保持低于H2O的露點。在氣體物流內(nèi)的H2O然后可有利地用于轉(zhuǎn)化HCN及任選的COS和/或CS2到所需的水平。水解區(qū)可以是氣/固接觸器，優(yōu)選固定床反應器。用于水解HCN及任選的COS與 CS2之一或兩者的催化劑是本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的，且包括例如TiO2基催化劑或基于氧化鋁和/或氧化鉻的催化劑。優(yōu)選的催化劑是TiO2基催化劑。水解導致含NH3W2S和(X)2的第二廢氣物流，它貧含HCN及若采用的COS和CS2,例如HCN的濃度低于0. Olvol %，合適地為0. lppmv-0. Olvol %，優(yōu)選為l_50ppmv，基于總的氣體物流計。若存在的話，COS在第二廢氣物流內(nèi)的濃度低于0. Olvol %，合適地為 IOppmv-O. Olvol%，優(yōu)選為15-100ppmv，基于總的氣體物流計。若存在的話，在第二廢氣物流內(nèi)的濃度低于0. Olvol %，合適地為 lppmv-0. Olvol %，優(yōu)選為2-50ppmv，基于總的氣體物流計。在本發(fā)明方法的步驟(C)中，通過在氨洗滌器內(nèi)用含水酸性物流洗滌第二廢氣物流從第二廢氣物流中脫除NH3,獲得富含銨的含水物流和第三廢氣物流。該方法特別適合于NH3量為1-8V01%、優(yōu)選3-6V0l%的第二廢氣物流。在NH3脫除區(qū)內(nèi)的溫度合適地為5-70°C，優(yōu)選為10-50°C，以在低溫下充分脫除NH3。在氨洗滌器內(nèi)的壓力合適地為 Ι-lObara，優(yōu)選為2_4bara，以在低溫下充分脫除NH3。在優(yōu)選的實施方案中，含NH3的第二廢氣物流與酸性水汽提器的廢氣物流組合，之后進入到氨洗滌器內(nèi)。這可導致氨濃度較高的富含銨的含水物流。此外，該方法可能更加有效，因為只需要一個氨洗滌器處理兩個含氨的廢氣物流。在優(yōu)選的實施方案中，含水酸性物流包含硫酸。因此，富含銨的含水物流包含硫酸銨。這一物流可以分離的硫酸銨固體形式或者在水溶液內(nèi)以液體肥料形式用作肥料產(chǎn)品。第三廢氣物流包含和C02。在優(yōu)選的實施方案中，第三廢氣物流通入硫回收單元，從廢氣物流中分離含硫的化合物例如硫化氫。硫回收單元可以是Claus單元，或更優(yōu)選為生物脫硫單元。硫回收單元可以與從合成氣物流中回收硫所使用的單元相同。在本發(fā)明方法的任選步驟(d)中，通過在脫除區(qū)內(nèi)使第三廢氣物流與含水堿性物流接觸而從第三廢氣物流中脫除&S。H2S脫除區(qū)提供含(X)2的第四廢氣物流和含硫化氫的含水物流。如果H2S脫除區(qū)內(nèi)的硫化合物的負載低于60000kg/天，合適地為50_50000kg/天， 優(yōu)選為75-20000kg/天，更優(yōu)選為IOO-IOOOOkg/天，該方法是特別合適的。在這些硫負載下，常規(guī)的方法例如Claus方法如果不是不可能的話也難以操作，而本發(fā)明的方法可有利地使用。合適地，在第三廢氣物流內(nèi)H2S的總量為10ppmV-20Vol %,優(yōu)選為 20ppmV-10VOl%。本發(fā)明方法的優(yōu)點是可脫除第三廢氣物流內(nèi)的H2S,即使當H2S含量通常在10ppmv-20vol%之間相對低時也是如此。對于其它方法例如Claus方法來說，需要產(chǎn)生具有高的H2S含量的酸性氣體，使得它適合于用作Claus原料。合適的含水堿性物流包括含水氫氧化物溶液，例如氫氧化鈉或氫氧化鉀在水中的溶液。該含水堿性溶液的PH合適地為7-12，優(yōu)選為8-11。在步驟(d)中，可在H2S脫除區(qū)內(nèi)發(fā)生的主要反應是(D) H2S 吸收H2S+0H — HS^H2O(E) H2S 吸收H2S+C0廣一HS^HCO3-(F) CO2 吸收ω2+0!Γ — HCOf(G)碳酸根形成HC03-+0H- — CO32^H2O(H)多硫化物2HS、& — 2HSf此處所使用的術(shù)語含硫化物的含水物流是指含可在脫除區(qū)內(nèi)發(fā)生的主反應 (D)-(H)的一種或多種產(chǎn)物例如HS—、二硫化物、多硫化物、硫代羰酸鹽和碳酸鹽但也可包含溶解的的含水物流。在H2S脫除區(qū)內(nèi)的優(yōu)選溫度為5_70°C，更優(yōu)選為10_50°C。優(yōu)選地，在H2S脫除區(qū)內(nèi)的壓力為l_75bara，更優(yōu)選為2_5bara。通常，H2S脫除區(qū)是氣/液接觸器。合適的氣/液接觸器公開于Perry' s Chemical Engineer' s Handbook，第7版，第14部分(1997)中，且包括例如塔板塔或填料塔或氣體洗滌器。任選地，可緩沖H2S脫除區(qū)中的介質(zhì)。優(yōu)選的緩沖化合物是碳酸鹽、碳酸氫鹽、磷酸鹽及它們的混合物，特別是碳酸鈉和/或碳酸氫鈉。緩沖化合物的濃度具體取決于第三廢氣流的組成，且通常其調(diào)節(jié)方式使得H2S脫除區(qū)中反應介質(zhì)的pH為6. 0-10，更優(yōu)選為 6. 5-9. 0?？烧{(diào)節(jié)供應到H2S脫除區(qū)內(nèi)的含水堿性物流的流量實現(xiàn)所需的pH，并視需要添加新鮮的含水堿。由于具有惡臭性，因此，&S、硫醇、硫化物、二硫化物和芳族硫醇可以以份/百萬份濃度為單位檢測。因此，用戶希望這種氣態(tài)和精煉物流中硫化合物、特別是H2S的總濃度降低到例如小于30或20ppmv、優(yōu)選小于IOppmv的濃度，基于全部第四廢氣物流計。該方法導致第四廢氣物流(它是“貧含H2S的氣體物流”)中的硫化合物、特別是H2S的總濃度合適地為0. 01 -30ppmv，或低于25ppmv，合適地為0. 01 -20ppmv，或低于 15ppmv,合適地0. Ol-IOppmv，優(yōu)選0. 05-3. 5ppmv,更優(yōu)選0. I-Ippmv，基于全部氣體物流計。
在本發(fā)明方法的任選步驟(e)中，在步驟(d)中獲得的含硫化氫的含水物流在氧化反應器內(nèi)在氧存在下與含硫化物的細菌接觸，以獲得硫漿料和再生的含水堿。在進一步的任選步驟中，含硫化氫的含水物流可通入閃蒸容器，在此過量的氣體以貧含硫化氫的廢氣物流形式放空，以提供含硫化物的含水物流，該物流然后可通入生物反應器。在任選的步驟(e)中，可在生物反應器、優(yōu)選需氧反應器內(nèi)發(fā)生的主反應是微生物法形成硫和硫酸根(I)硫的生成HS、0 . 502 — i/8sg+or(J)硫酸根的生成HS-+2A+0H_ — SO42^H2O此處所使用的術(shù)語“硫漿料”是指含可在氧化反應器內(nèi)發(fā)生的包括反應(I)和(J) 的主反應的一種或多種產(chǎn)物的漿料。此處所使用的術(shù)語“再生的含水堿”是指含水堿，其中存在至多2w/w%、優(yōu)選至多的硫顆粒。調(diào)節(jié)進料到氧化反應器內(nèi)的氧氣量，使得所吸收的硫化物的氧化主要生成硫，正如NL8801009所教導的，該專利公開了含硫廢水的受控氧化方法。此處提到硫化物氧化細菌是指可氧化硫化物成元素硫的細菌。合適的硫化物氧化細菌可選自例如已知的自養(yǎng)需氧培養(yǎng)的硫桿菌(Thiobaci 1 Ius)和硫微螺菌 (Thiomicrospira)屬。在步驟(e)中氧化反應器內(nèi)的通常壓力為l-2bara。合適地，氧化反應器的體積為 5-2500m3，優(yōu)選為 10-2000m3。優(yōu)選地，在步驟(e)中緩沖在生物反應器內(nèi)的反應介質(zhì)。選擇緩沖化合物，使得在氧化反應器內(nèi)存在的細菌耐受它們。優(yōu)選的緩沖化合物是碳酸鹽、碳酸氫鹽、磷酸鹽及它們的混合物，特別是碳酸鈉和/或碳酸氫鈉。緩沖化合物的濃度特別取決于氣流的組成，和通常其調(diào)節(jié)方式使得氧化反應器內(nèi)的反應介質(zhì)的PH為6-10，更優(yōu)選為7-9。在本發(fā)明方法的任選步驟(f)中，至少部分在步驟(e)中獲得的硫漿料(通?；跐{料的總質(zhì)量計為5-95W/W%、優(yōu)選10-90w/w% )與再生的含水堿分離，以提供硫漿料物流和含水堿性物流。此處所使用的措辭“至少部分”還包括完全分離硫與再生的含水堿。合適地，在固/液分離器內(nèi)進行分離步驟。合適的固/液分離器公開于Perry' s Chemical Engineer' s Handbook，第 7 版，第 22 部分(1997)中。 通常，分離的硫漿料中的硫含量為5-50W/W%，基于漿料計。通常，脫除硫漿料中的水到獲得干燥固體含量為55-70%的硫餅的程度。通常，硫餅中的硫含量為90-98W/W%，基于硫餅的總重量計。任選地，可再次漿化在步驟(f)中獲得的硫漿料，過濾并干燥，以獲得純度為至少95wt%硫、優(yōu)選至少99wt% 硫的硫糊劑?？扇芜x干燥如此獲得的硫糊劑，以產(chǎn)生干燥重量含量為至少85%、優(yōu)選至少 90 %的粉末。這一粉末可合適地以殺真菌劑或殺螨劑形式應用。在本發(fā)明方法中產(chǎn)生的硫具有親水性質(zhì)，且不會引起通常由非生物液體方法產(chǎn)生的硫引起的結(jié)垢問題。在本發(fā)明方法中產(chǎn)生的硫的另一優(yōu)點是非常適合用作肥料。在本發(fā)明方法的任選步驟(g)中，將步驟(e)中獲得的再生的含水堿循環(huán)到步驟 (d)中討論的壓3脫除區(qū)中。合適地，在步驟(e)中獲得的再生的含水堿的總量的10-99%、優(yōu)選30-95%、更優(yōu)選40-90%以含水堿性物流形式循環(huán)到步驟(d)的吐3脫除區(qū)中。通過循環(huán)再生的含水堿到H2S脫除區(qū)中，將新鮮的含水堿供應到H2S脫除區(qū)中以脫除H2S。這將 H2S的脫除程度提高到小于或等于30ppmv的濃度，合適地小于或等于20ppmv，優(yōu)選小于或等于lOppmv。再生的含水堿性物流任選包含硫顆粒。在本發(fā)明方法的任選步驟(h)中，可使用在步驟(e)中產(chǎn)生且在步驟(f)中分離的硫漿料中的硫酸鹽組分生成硫酸物流。在任選步驟(i)中，硫酸物流可以以含水酸性物流形式通入氨洗滌器。按照這一方式，可提供一體化方法，其中可使用步驟(e)中生物脫硫的硫酸鹽產(chǎn)物，從步驟(c)中的第二廢氣物流中分離氨并提供富含銨的物流。在本發(fā)明方法的任選步驟(j)中，可提供冷凝水物流，例如來自用于粗合成氣物流的高壓水解單元的冷凝水物流。冷凝水物流可包含H20、NH3> CO2和&S，且可通入酸性水汽提器以提供含NH3、H2S和(X)2的酸性水汽提器的廢氣物流及酸性水汽提器的水物流。在任選步驟(i)中，酸性水汽提器的廢氣物流可從低壓水解區(qū)通入第二廢氣物流中，從而允許在氨洗滌器和任何硫回收單元內(nèi)處理酸性水汽提器的廢氣物流的內(nèi)含物。下面只通過實施例并參考下述非限定性附圖來描述本發(fā)明的實施方案，其中

圖1示出了本發(fā)明方法的典型工藝流程的第一實施方案。圖2示出了本發(fā)明方法的典型工藝流程的第二實施方案。針對本說明書的目的，使用單個參考標記指管線以及所述管線內(nèi)攜帶的物流。相同的參考標記是指類似的部件、物流或管線。圖1示出了含粒狀固體、HCN、NH3、H2S、(X)2及任選的COS和之一或兩者的漿料排放物流720通入酸性漿料汽提器50的第一入口 48。酸性漿料汽提器50也可在第二入口 49處供應蒸汽物流10。蒸汽可從漿料排放物流中汽提出氣態(tài)組分，在酸性漿料汽提器50 的第一出口 51處提供含HCN、NH3』2S、0)2及任選的COS和之一或兩者的第一廢氣物流 60，和在酸性漿料汽提器的第二出口 52處提供含粒狀固體的汽提后漿料物流70。第一廢氣物流60可基本上不含粒狀固體。汽提后漿料物流70可通入凈化器900處置漿料。然后第一廢氣物流60可通入低壓水解區(qū)100的第一入口 98，在此它與水解催化劑接觸，并任選在添加的蒸汽或蒸汽/水混合物存在下水解，以脫除該物流內(nèi)存在的HCN及任何COS和CS2。低壓水解區(qū)100在第一出口 101處提供第二廢氣物流110。第二廢氣物流 110包含NH3、H2S和CO2,且基本上不含HCN及任何COS和CS2,如果后兩種組分存在于第一廢氣物流60內(nèi)的話。在低壓水解區(qū)100內(nèi)處理之后，貧含HCN、COS和/或的第二廢氣物流可任選與酸性水汽提器廢氣物流860組合，以提供組合的第二廢氣物流120。酸性水汽提器廢氣物流860包含NH3、H2S和C02，且通過酸性水汽提器850的第一出口 851提供。酸性水汽提器850在第一入口 848處通過冷凝水物流770進料，所述冷凝水物流770可通過處理粗合成氣物流的高壓水解單元(未示出)生產(chǎn)?？墒褂闷釀├缯羝麑鈶B(tài)組分例如NH3、H2S和CO2從冷凝水物流中分離出來，以在酸性水汽提器850的第二出852處提供酸性水汽提器廢氣物流860和酸性水汽提器水物流870。組合的第二廢氣物流120可通入氨洗滌器150的第一入口 148。在氨洗滌器150 內(nèi)部，用含水酸性物流180處理組合的第二廢氣物流120，所述含水酸性物流180在第二入口 149處進入洗滌器內(nèi)。含水酸性物流180與堿性氨反應，在洗滌器的第二出口 152處提供含銨的含水物流170和在第一出口 151處提供第三廢氣物流160。在氨洗滌器150內(nèi)處理之后，第三廢氣物流包含和CO2,且貧含更優(yōu)選基本上不含HCN、C0S和/或與NH3。然后第三廢氣物流160可通入硫脫除區(qū)200。例如，第三廢氣物流可通入脫除區(qū)250的第一入口 M8，在此它可與提供到脫除區(qū)250的第二入口 249的含水堿性物流 410接觸。在含水堿性物流內(nèi)捕集吐3，在第二出口 252處提供含硫化氫的含水物流沈0，和在H2S脫除區(qū)250的第一出口 251處提供第四廢氣物流270。第四廢氣物流270包含CO2,且優(yōu)選是貧含的氣體物流，和更優(yōu)選基本上不含 H2S0第四廢氣物流270可通入除液滴罐300，和然后經(jīng)繼續(xù)第四廢氣物流310來進一步處理。來自脫除區(qū)250的含硫化氫的含水物流260可任選通入閃蒸容器350。貧含 H2S的過量氣體以貧含硫化氫的廢氣物流370形式排放掉和提供含硫化物的含水物流360。 在貧含硫化氫的廢氣物流370含有一些H2S的情況下，在進一步使用例如用作煙道氣之前， 在小的閃蒸氣體接觸器內(nèi)脫除H2S。含硫化物的含水物流360可通入生物反應器400例如需氧反應器的第一入口 396， 在此硫化物被氧化，以提供硫漿料和再生在脫除區(qū)250中使用的含水堿。將營養(yǎng)物和空氣經(jīng)營養(yǎng)物原料物流435和空氣物流440進料到生物反應器內(nèi)。 在生物反應器400內(nèi)生成的硫漿料和含水堿是含硫的固/液混合物，且可以以硫漿料和再生的含水堿性物流420形式通入固/液分離器450。硫漿料在第一出口 451處以硫漿料物流470形式分離和排放。剩余液體在第二出口 452處離開固/液分離器并以含水堿循環(huán)物流460形式返回到生物反應器400中。從生物反應器中經(jīng)生物反應器廢氣物流 430排放廢氣。再生的含水堿以含水堿性物流460形式循環(huán)到脫除區(qū)250的第二入口 252 中。圖2示出了使用本發(fā)明方法的一般的氣化流程5，例如煤氣化流程。針對圖1描述的那些物流、單元和區(qū)在圖2的流程中具有相同的參考標記、名字和功能。烴原料560如所制備的煤原料通過使粗烴510例如煤原料通過煤研磨和干燥單元 500提供，在此任選用助熔劑處理以提供研磨過的煤原料520。研磨過的煤原料520然后通入煤進料單元陽0，所述煤進料單元550提供烴原料560例如研磨并干燥過的煤到氣化器 600 中。氣化器600包括氣化區(qū)600a和冷卻區(qū)600b。在氣化區(qū)600a內(nèi)部，烴原料例如研磨并干燥過的煤與氮氣、氧氣和蒸汽一起進料到燃燒器內(nèi)。爐渣形式的灰分在重力作用下沉降到氣化區(qū)600a中并進入爐渣驟冷罐內(nèi)，它可由此轉(zhuǎn)移到接收倉內(nèi)以供處置。產(chǎn)物合成氣在氣化區(qū)內(nèi)上升到上部驟冷部分中，在此在合適地壓縮之后，它可被例如來自如下所述的粗合成氣物流710的排放物流的循環(huán)合成氣驟冷，以提供熱的合成氣物流。該熱的合成氣物流包含CO、H2、粒狀固體、HCN、NH3> H2S, CO2及任選的COS和之一或兩者，然后可通入冷卻區(qū)600b，例如合成氣冷卻器或廢熱鍋爐，在此它被水物流例如沸水物流進一步冷卻， 以提供飽和的蒸汽物流和冷卻的合成氣物流610。冷卻的合成氣物流610然后可通入干燥固體脫除單元650例如旋風分離器，在此大部分的粒狀固體與氣態(tài)組分分離，以提供飛灰670及含CO、H2、粒狀固體、H2O, HCN、NH3、 H2S、CO2及任選的COS和之一或兩者的濕固體合成氣物流660。
濕固體合成氣物流660可通入濕式洗滌塔700，在此可以被洗滌以提供含粒狀固體、HCN、NH3> H2S, CO2及任選的COS和之一或兩者的漿料排放物流720，以及含CO、H2, HCN、NH3> H2S, CO2及任選的COS和之一或兩者的粗合成氣物流710。漿料排放物流720可通入酸性漿料汽提器并如針對圖1所述進行處理。粗合成氣物流710然后可通入高壓水解單元750，在此水解HCN及任何COS和CS2,以提供含CO、H2, NH3> H2S和(X)2的水解合成氣物流760、及含H20、NH3> CO2和H2S的冷凝水物流770。冷凝水物流770可如針對圖1所述通入酸性水汽提器850的第一入口 848。水解的合成氣物流760可通入酸性氣體脫除單元800，例如現(xiàn)有技術(shù)已知的那些， 以提供處理過的合成氣物流810。處理過的合成氣物流810包含CO和H2,和更優(yōu)選基本上由CO和吐組成。處理過的合成氣然后可通入費-托單元以供轉(zhuǎn)化成長鏈烴。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應理解可在不偏離所附權(quán)利要求范圍的情況下按多種不同方式實施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.在氣化過程中處理第一廢氣物流(60)以提供富含銨的物流(170)的方法，該方法包括至少下述步驟(a)提供含HCN、NH3、H2S、C02及任選的COS和CS2之一或兩者的第一廢氣物流(60)，其中通過在酸性漿料汽提器(50)內(nèi)分離含粒狀固體、!《^力!13、!125、0)2及任選的0)5和052之一或兩者的漿料排放物流(720)來提供第一廢氣物流(60)和含粒狀固體的汽提后漿料物流(70)；(b)使第一廢氣物流(60)通入在1.5-10bara的壓力下操作的水解區(qū)(100)，水解HCN 及任何COS和CS2,以提供含NH3、H2S和CO2的第二廢氣物流(110)；和(c)在氨洗滌器(150)內(nèi)用含水酸性物流(180)洗滌第二廢氣物流(110)，以提供含H2S 和CO2的第三廢氣物流(160)和富含銨的含水物流(170)。
2.權(quán)利要求1的方法，其中含水酸性物流(180)包含硫酸，和富含銨的物流(170)包含硫酸銨。
3.權(quán)利要求1或2的方法，進一步包括下述步驟(d)在H2S脫除區(qū)(250)內(nèi)使第三廢氣物流(160)與含水堿性物流(410)接觸，以提供含CO2的第四廢氣物流(270)和含硫化氫的含水物流(260)；和(e)在氧存在下，使含硫化氫的含水物流(260)在任選經(jīng)閃蒸容器(350)后通入含硫化物氧化細菌的生物反應器(400)，以生成硫漿料和再生的含水堿。
4.權(quán)利要求3的方法，進一步包括下述步驟(f)從硫漿料和再生的含水堿性物流(420)中分離至少一部分硫漿料，以提供硫漿料物流(470)和含水堿性物流(460)；和(g)循環(huán)含水堿性物流(460)到H2S脫除區(qū)中。
5.權(quán)利要求3或4的方法，其中在步驟(e)中，硫漿料包含硫酸鹽，該方法進一步包括下述步驟(h)由硫漿料中的硫酸鹽生成硫酸物流；和(i)使硫酸物流以含水酸性物流(180)形式通入氨洗滌器(150)。
6.前述權(quán)利要求任一項的方法，其中通過包括下述的進一步步驟提供在步驟(a)中的漿料排放物流(i)在氣化區(qū)(600a)中氣化烴原料(560)，以提供含CO、H2、粒狀固體、HCN、NH3> H2S, CO2及任選的COS和CS2之一或兩者的熱的合成氣物流；( )在冷卻區(qū)(600b)中冷卻熱的合成氣物流，以提供冷卻的合成氣物流(610)；(iii)在干燥固體脫除單元(650)中分離冷卻的合成氣物流(610)，以提供飛灰(670) 和含0)、吐、粒狀固體、!120、!《^!13、!125、0)2及任選的COS和CS2之一或兩者的濕固體合成氣物流(660)；和(iv)在濕式洗滌塔(700)內(nèi)分離濕固體合成氣物流(660)，以提供漿料排放物流(720) 和含CO、H2、HCN、NH3> H2S, CO2及任選的COS和CS2之一或兩者的粗合成氣物流(710)。
7.權(quán)利要求6的方法，進一步包括下述步驟(ν)使粗合成氣物流(710)通入高壓水解單元(750)，水解HCN及任何COS和CS2，以提供含CO、H2、NH3> H2S和CO2的水解合成氣物流(760)及含NH3、CO2和H2S的冷凝水物流 (770)。
8.前述權(quán)利要求任一項的方法，進一步包括下述步驟(j)使含H20、NH3、CO2和H2S的冷凝水物流(770)通入酸性水汽提器(850)，以提供含 NH3、H2S*C02的酸性水汽提器廢氣物流(860)和酸性水汽提器的水物流(870)；和(k)使酸性水汽提器的廢氣物流(860)通入第二廢氣物流(110)。
9.在氣化裝置中處理第一廢氣物流(60)以提供富含銨的物流(170)的裝置，該裝置包括至少從漿料排放物流中分離粒狀材料的酸性漿料汽提器(50)，所述酸性漿料汽提器(50) 具有用于含粒狀固體、HCN、NH3、H2S、C02及任選的COS和CS2之一或兩者的漿料排放物流的第一入口(48)、用于含HCN、NH3、H2S, CO2及任選的COS和CS2之一或兩者的第一廢氣物流 (60)的第一出口(51)、和用于含粒狀固體的汽提后漿料物流(70)的第二出口(52)；在1. 5-10bara的壓力下操作以水解第一廢氣物流(60)內(nèi)的HCN及任何COS和CS2的水解區(qū)(100)，所述水解單元(100)具有與酸性漿料汽提器(50)的第一出口(51)相連的用于第一廢氣物流(60)的第一入口(98)、和用于含NH3、H2S和CO2的第二廢氣物流(110)的第一出口(101)；和從第二廢氣物流(110)中分離NH3的氨洗滌器(150)，所述氨洗滌器(150)具有與低壓水解單元(100)的第一出口(101)相連的用于第二廢氣物流(110)的第一入口(148)和用于含H2S和CO2的第三廢氣物流(160)的第一出口(151)、用于含水酸性物流(180)的第二入口(149)和用于富含銨的物流(170)的第二出口(152)。
10.權(quán)利要求9的裝置，進一步包括從第三廢氣物流(160)中分離H2S的H2S脫除區(qū)(250)，所述H2S脫除區(qū)(250)具有與低壓水解單元(100)的第一出口(101)相連的用于第三廢氣物流(160)的第一入口(248)、 用于含水堿性物流(410)的第二入口(249)、用于含CO2的第四廢氣物流(270)的第一出口 (251)和用于含硫化氫的含水物流(260)的第二出口(252)；氧化含硫化氫的含水物流(260)內(nèi)的H2S的生物反應器(400)，所述生物反應器包括在氧存在下的硫化物氧化細菌，和具有用于含硫化氫的含水物流(260)的第一入口(396)、用于硫漿料和再生的含水堿性物流(420)的第一出口(401)，其中所述含硫化氫的含水物流 (260)可通入任選的閃蒸容器(350)；和分離硫漿料與再生的含水堿的第一固/液分離器(450)，所述第一固/液分離器(450) 具有與生物反應器(400)的第一出口(401)相連的用于硫漿料和再生的含水堿性物流 (420)的第一入口(448)、和用于硫漿料物流(470)的第一出口(451)、和用于含水堿性物流 (460)的第二出口(452)。
11.權(quán)利要求9或10的裝置，進一步包括酸性水汽提器(450)，它將含H20、NH3、CO2和H2S的冷凝水物流(770)分離成含NH3、 H2S和CO2的酸性水汽提器廢氣物流(460)和酸性水汽提器水物流(470)，所述酸性水汽提器(450)具有用于冷凝水物流(770)的第一入口(448)和用于酸性水汽提器的廢氣物流 (460)的第一出口(451)，所述第一出口(451)與氨洗滌器(150)的第一入口(148)流體連通，和所述酸性水汽提器(450)具有用于酸性水汽提器物流(470)的第二出口(452)。
全文摘要
本發(fā)明提供在氣化過程中處理第一廢氣物流(60)以提供富含銨的物流(170)的方法和實施該方法的裝置，該方法包括至少下述步驟(a)提供含HCN、NH3、H2S、CO2及任選的COS和CS2之一或兩者的第一廢氣物流(60)，其中通過在酸性漿料汽提器(50)內(nèi)分離含粒狀固體、HCN、NH3、H2S、CO2及任選的COS和CS2之一或兩者的漿料排放物流(720)來提供第一廢氣物流(60)和含粒狀固體的汽提后漿料物流(70)；(b)使第一廢氣物流(60)通入在1.5-10bara的壓力下操作的水解區(qū)(100)，水解HCN及任何COS和CS2，以提供含NH3、H2S和CO2的第二廢氣物流(110)；和(c)在氨洗滌器(150)內(nèi)用含水酸性物流(180)洗滌第二廢氣物流(110)，以提供含H2S和CO2的第三廢氣物流(160)和富含銨的含水物流(170)。
文檔編號B01D53/14GK102209582SQ200980144182
公開日2011年10月5日 申請日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日
發(fā)明者S·施倫德 申請人:國際殼牌研究有限公司