用于移除黑水的系统和方法
【技术领域】
[0001]这里公开的主题涉及气化系统，并且更具体地说，涉及用于移除黑水的系统。
【背景技术】
[0002]化石燃料，例如固体煤、液体石油或生物物质可被气化以用于电力、化学品、合成燃料的生产或用于各种其它应用。气化涉及碳质燃料和氧气在非常高的温度下的反应，以生产合成气体，通常被称为合成气，其是包含一氧化碳和氢的燃料。合成气比燃料在其气化之前的初始状态下燃烧更有效率且更为清洁。除了合成气之外，气化还可能产生若干副产物，例如细颗粒的灰烬、金属、氨和有机物。因此，在使用之前，可冷却合成气，以便从合成气中分离出副产物。
【发明内容】
[0003]以下概括了与最初申明权利要求的本发明范围相称的某些实施例。这些实施例并不意图限制申明权利要求的本发明的范围，相反这些实施例仅仅意图提供本发明的可能形式的简要总结。实际上，本发明可包含各种可与下述实施例相似或不同的形式。
[0004]在一个实施例中，提供了一种系统。该系统包括气化器，其可移除黑水，并包括反应器和设置在反应器下游的骤冷室。骤冷室可冷却反应器中所产生的合成气。该系统还包括合成气处理系统、闭锁式料斗和除气器，该合成气处理系统可将骤冷液体的第一部分通过第一入口供应至气化器并将骤冷液体的第二部分通过第二入口供应至气化器；该闭锁式料斗可接收反应器中所产生的气化副产物，并通过第三入口对气化器供应骤冷液体的第三部分，该除气器联接在合成气处理系统和闭锁式料斗上。除气器可使闭锁式料斗减压。
[0005]在第二实施例中提供了一种方法。该方法包括对气化器提供燃料。气化器包括反应器和骤冷室。该方法还包括在反应器中使燃料气化，以产生合成气，并将骤冷液体供应至气化器。骤冷环可从合成气处理系统接收骤冷液体的第一部分，以冷却气化器的汲取管(dip tube)中的合成气的至少一部分。该方法还包括将骤冷液体的第二部分、第三部分或其组合添加至气化器中。骤冷液体的第二部分和第三部分添加至骤冷室中，并且骤冷液体的第二部分和第三部分在成分上是不同的。
[0006]在第三实施例中提供了一种系统。该系统包括容器，其包括反应器和骤冷环，该反应器可使燃料气化以产生合成气，该骤冷环可接收第一骤冷流体。第一骤冷流体冷却合成气的至少一部分。该系统还包括骤冷室，其可接收第二骤冷流体。骤冷室包括两个或更多个入口，其可将第二骤冷流体供应至骤冷室。第二骤冷流体包括第一部分、第二部分或其组合，第一部分包括黑水，第二部分包括新鲜补给水。
[0007]方案1:一种系统,包括:
配置成移除黑水的气化器，其中气化器包括反应器和设置在反应器下游的骤冷室，并且骤冷室配置成冷却在反应器中所产生的合成气；
合成气处理系统，其配置成将骤冷液体的第一部分通过第一入口供应至气化器并将骤冷液体的第二部分通过第二入口供应至气化器；
闭锁式料斗，其配置成接收在反应器中所产生的气化副产物，并将骤冷液体的第三部分通过第三入口供应至气化器；以及
联接在合成气处理系统和闭锁式料斗上的除气器，其中除气器配置成使闭锁式料斗减压。
[0008]方案2:根据方案I的系统，其中，包括联接在闭锁式料斗上的新鲜补给水源，其中新鲜补给水源配置成将新鲜补给水供应至闭锁式料斗，并且新鲜补给水包括骤冷液体的第三部分。
[0009]方案3:根据方案2的系统，其中，闭锁式料斗配置成当从气化器接收气化副产物时置换新鲜补给水，从而将骤冷液体的第三部分供应至气化器。
[0010]方案4:根据方案I的系统，其中，包括骤冷环，其配置成接收骤冷液体的第一部分，其中骤冷液体的第一部分沿着设置在反应器下游的汲取管的内表面而流动，并流入到骤冷室中。
[0011]方案5:根据方案4的系统，其中，汲取管包括沿着内表面的保护屏障，保护屏障配置成接触合成气流。
[0012]方案6:根据方案I的系统，其中，骤冷液体的第一部分和骤冷液体的第二部分包括黑水。
[0013]方案7:根据方案I的系统，其中，骤冷室联接在第二入口和第三入口上，并配置成接收骤冷液体的第二部分和骤冷液体的第三部分。
[0014]方案8:根据方案I的系统，其中，包括一个或多个泵，其联接在骤冷室上，并配置成使骤冷液体的第二部分或骤冷液体的第三部分流向骤冷室。
[0015]方案9:根据方案I的系统，其中，骤冷室配置成将骤冷蒸发水平保持在大约90%至100%之间。
[0016]方案10: —种方法,包括:
对气化器提供燃料，其中气化器包括反应器和骤冷室；
使燃料在反应器中气化，以产生合成气；
将骤冷液体供应至气化器，其中骤冷环配置成从合成气处理系统中接收骤冷液体的第一部分，以便冷却气化器的汲取管中的合成气的至少一部分；以及
对气化器添加骤冷液体的第二部分、第三部分或其组合，其中骤冷液体的第二部分和骤冷液体的第三部分添加至骤冷室，并且骤冷液体的第二部分和骤冷液体的第三部分在成分上是不同的。
[0017]方案11:根据方案10的方法，其中，第二部分包括来自闭锁式料斗的新鲜补给水，闭锁式料斗设置在气化器的下游，并配置成接收在反应器中产生的气化副产物。
[0018]方案12:根据方案11的方法，其中，包括将气化副产物添加至闭锁式料斗，以置换新鲜补给水，并将骤冷液体的第二部分供应至骤冷室。
[0019]方案13:根据方案10的方法，其中，骤冷液体的第一部分和骤冷液体的第三部分包括来自合成气处理系统的黑水。
[0020]方案14:根据方案10的方法，其中，包括利用除气器使闭锁式料斗减压。
[0021]方案15:根据方案10的方法，其中，包括使骤冷室中的骤冷蒸发水平保持在大约90%至100%之间，其中骤冷液体的第二部分和骤冷液体的第三部分能够保持骤冷蒸发水平。
[0022]方案16: —种系统,包括:
容器，其包括:
反应器，其配置成使燃料气化，以产生合成气；
骤冷环，其配置成接收第一骤冷流体，其中第一骤冷流体冷却合成气；
骤冷室，其配置成接收第二骤冷流体，其中骤冷室包括两个或更多个入口，其配置成将第二骤冷流体供应至骤冷室，其中第二骤冷流体包括第一部分、第二部分或其组合，第一部分包括黑水，第二部分包括新鲜补给水。
[0023]方案17:根据方案16的系统，其中，设置在气化器下游的闭锁式料斗配置成将第二骤冷流体的第二部分供应至骤冷室。
[0024]方案18:根据方案16的系统，其中，包括洗涤器，其联接在气化器上，并配置成将第一骤冷流体供应至骤冷环，并将第二骤冷流体的第一部分供应至骤冷室。
[0025]方案19:根据方案16的系统，其中，包括除气器，其配置成使闭锁式料斗减压，闭锁式料斗配置成接收在反应器中所产生的气化副产物。
[0026]方案20:根据方案16的系统，其中，包括具有指令的控制器，其中指令配置成控制系统的操作，从而使骤冷室中的骤冷蒸发水平保持在大约90%至100%之间。
【附图说明】
[0027]当参照附图阅读以下详细说明时，将更好地理解本发明的这些以及其它特征、方面和优势，其中在所有附图中相似的标号表示相似的部件，其中:
图1是气化系统的一个实施例的示意性的框图，其配置成使一种或多种骤冷液体循环至气化器；
图2是气化器的一个实施例的横截面图，其可供图1的气化系统使用；且图3是框图，其描绘了用于使一种或多种骤冷液体循环至图1的气化系统中的方法的一个实施例。
【具体实施方式】
[0028]以下将描述本发明的一个或多个特定实施例。为了致力于提供这些实施例的简明描述，在说明书中可能没有描述实际实施的所有特征。应该懂得，在任何这种实际实施例的研究中，如同在任何工程或设计项目中一样，必须做出许多专门实施的决策，以实现研究者的特定目的，例如与涉及系统及涉及商业的约束相关的适应性，其可能根据实施而变化。此夕卜，应该懂得这种研究工作可能是复杂且耗时的，但对于受益于本发明公开的普通技术人员仍然是其承担设计、构造和制造的日常事务。
[0029]当介绍本发明的各种实施例的元件时，冠词“一 ”、“ 一个”、“这个”和“所述”都意图表示有一个或多个元件。词语“包括”、“包含”和“具有”都意图包含和意味着除了列出的元件之外，还可以有额外元件。
[0030]各种工业工艺涉及黑水的处理。黑水可能包括在流体例如水中扩散的气化副产物(例如渣、未转换的碳等等)。在某些情形中，黑水在丢弃或在用于其它气化工艺之前可在黑水处理系统中进行处理。黑水处理系统可能占用大的占地面积，并且由于用于运行这种系统的能量原因而可能带来昂贵的操作费用。因此，可能需要提供替代方法，以用于移除和/或减少在气化工艺期间所产生的黑水量。如以下详细论述的那样，本实施例包括一种气化系统，其配置成移除和减少在气化工艺期间所产生的黑水量。例如在某些实施例中，通过提高气化系统的骤冷室中的骤冷蒸发水平(例如水蒸发含量/湿气含量)，可减少在合成气和气化副产物的冷却期间所产生的黑水量。另外，在某些实施例中，使合成气处理系统(例如洗涤器)中所产生的黑水循环至气化器中可促进黑水的移除。如公开的实施例中所述配置的气化系统可减少气化期间所产生的黑水的整体量，并且还可在不使用黑水处理系统的条件下移除大概90%至100%未转化的碳以及其它固体颗粒。
[0031]记住前面所述，图1使气化系统100的一个实施例的示意图，其配置成在不使用黑水处理系统下移除黑水。如图1中所示，气化系统100可包括气化器102，其配置成使进料104气化以产生未处理的合成气108。进料