专利名称：处理废气物流的方法与装置的制作方法
处理废气物流的方法与装置本发明涉及处理废气物流和特别是来自气化装置的酸性浆料汽提器的废气物流以提供富含铵的物流的方法。气化装置是本领域公知的。在 这些装置中，烃原料可与蒸汽、氮气和氧气一起通入气化器。烃原料例如煤被部分氧化提供热的合成气体(也称为合成气)和灰分，所述灰分可以是炉渣形式。合成气体或合成气作为一般术语用在此处同义，它们适用于由煤、渣油、废物或生物质气化衍生的一氧化碳、氢气、惰性组分和二氧化碳的混合物。合成气的主要组分是氢气和一氧化碳。此外，常常存在二氧化碳和痕量甲烷。合成气经合适处理脱除不想要的组分后是用于费_托工艺中制备液体烃的有价值的原料。在气化反应中生成的灰分可在重力作用下通过气化器沉降到骤冷槽内，可将其从所述骤冷槽输送到接收仓中以供处置。可通过骤冷例如在气化器的骤冷段内用循环的合成气降低热的合成气的温度。然后可将骤冷的合成气输送到废热锅炉内供进一步冷却，以提供冷却的合成气物流。废热锅炉也称为合成气冷却器，可用于产生高压蒸汽。然后，冷却的合成气物流可通入干燥固体脱除单元以飞灰形式脱除一部分固体， 从而提供湿的固体合成气物流。然后，在湿式洗涤塔如文丘里型洗涤器内，湿的固体可与湿的固体合成气物流内的合成气分离，以提供浆料排放物流和粗合成气物流。浆料排放物流通常通入主要的水处理单元。粗合成气物流可通入高压水解单元中水解所存在的任何HCN、C0S和CS2,以提供水解的合成气物流。水解的合成气物流然后可被输送到酸性气体脱除单元中分离任何的H2S 和CO2,以提供处理过的合成气物流。来自用于从湿固体合成气物流中脱除湿固体的湿式洗涤塔的浆料排放物流可通入酸性浆料汽提器，在此可用蒸汽处理它，以作为废气物流分离气态组分例如硫化氢 (H2S)、二氧化碳(CO2)、氨(NH3)和氰化氢(HCN)。在GB-A-1384562中，含H2S和HCN的废气物流与氧气或含氧气体在合适的条件下接触形成燃烧气体和清洁的水。也可使废气物流通入Claus燃烧器，焚烧杂质以提供N2、C02、硫和H20。通常在Claus燃烧器内焚烧成为N2和 H2O的存在于第一废气物流内的氨是一种有价值的商品，具体可用于制备铵基肥料。本发明提供处理来自酸性浆料汽提器的废气物流以提供富含铵的物流的方法，因此有利地避免了焚烧这一有价值的组分并允许它随后用作例如肥料产品。因此，在第一方面中，本发明提供在气化过程中处理第一废气物流以提供富含铵的物流的方法，该方法包括至少下述步骤(a)提供含HCN、NH3> H2S, CO2及任选的COS和CS2之一或两者的第一废气物流，其中通过在酸性浆料汽提器内分离含粒状固体、HCN、NH3、H2S、CO2及任选的COS和CS2之一或两者的浆料排放物流来提供第一废气物流和含粒状固体的汽提后浆料物流；(b)使第一废气物流(60)通入在1. 5-10bara的压力下操作的水解区(100)，水解 HCN及任何COS和CS2,以提供含NH3、H2S和CO2的第二废气物流(110)；和
(c)在氨洗涤器内用含水酸性物流洗涤第二废气物流，以提供含H2S和CO2的第三废气物流和富含铵的含水物流。本发明因此提供从含HCN、NH3> H2S, CO2及任选的COS和CS2之一或两者的第一废气物流中脱除HCN和NH3及任选的COS和CS2之一或两者(若存在的话)以提供含H2S和 CO2的第三废气物流的方法。在优选的实施方案中，第三废气物流可通入硫回收单元。在本发明的方法中，脱除杂质例如HCN和NH3及任选的COS和CS2之一或两者(若存在的话)是有利的，因为这一处理允许所得到的含H2S和CO2的第三废气物流被进一步处理，以通过生物脱硫脱除H2S组分。生物脱硫处理可利用微生物氧化H2S组分提供元素硫(S8)和硫酸根(S042_)。可使用所产生的硫酸根生成硫酸，所述硫酸可有利地整合到本发明的方法中用作氨洗涤器内的含水酸性物流。例如在炉内焚烧含HCN和NH3的废气物流将导致形成NOx和S0X。由于毒性和环境保护的原因，应当避免形成这些化合物。含HCN和NH3的未处理的废气物流不可能原样通过生物脱硫进一步处理，这是因为HCN和NH3杂质是氧化硫化合物所使用的微生物的毒物。 因此，按本发明的方法处理第一废气物流允许使用生物方法从废气中脱除硫化氢。 在进一步的方面中，本发明提供在气化装置内处理第一废气物流以提供富含铵的物流的装置，该装置包括至少从浆料排放物流中分离粒状材料的酸性浆料汽提器，所述酸性浆料汽提器具有用于含粒状固体、HCN、NH3、H2S、CO2及任选的COS和CS2之一或两者的浆料排放物流的第一入口、用于含HCN、NH3、H2S、CO2及任选的COS和CS2之一或两者的第一废气物流的第一出口和用于含粒状固体的汽提后浆料物流的第二出口；在1. 5-10bara的压力下操作以水解第一废气物流(60)内的HCN及任何COS和CS2 的水解区(100)，所述水解单元(100)具有与酸性浆料汽提器(50)的第一出口(51)相连的用于第一废气物流(60)的第一入口(98)和用于含NH3、H2S和C02的第二废气物流(110) 的第一出口(101)；和从第二废气物流中分离NH3的氨洗涤器，所述氨洗涤器具有与低压水解单元的第一出口相连的用于第二废气物流的第一入口和用于含H2S和CO2的第三废气物流的第一出口、用于含水酸性物流的第二入口和用于富含铵的含水物流的第二出口。在本发明方法的步骤(a)中，在酸性浆料汽提器内分离浆料排放物流，所述浆料排放物流可通过气化装置的湿式洗涤塔提供。浆料排放物流包含粒状固体、HCN、NH3、H2S、C02及任选的COS和CS2之一或两者。酸性浆料汽提器分离浆料排放物流中的粒状组分与液体和气态组分，以提供含HCN、NH3, H2S, CO2及任选的COS和CS2之一或两者的第一废气物流和含粒状固体的汽提后浆料物流。优选在蒸汽存在下进行分离。第一废气物流的组成可以变化。作为实例，第一废气物流的典型组成是 HCN 1-5%, NH3 1-8%, H2S 7%, CO2 39%, COS 痕量(ppm)，CS2 痕量(ppm)，H2O 40%, N2 1 %，余量为CO和H2。优选地，在第一废气物流内HCN的含量为2-4vol %，优选地，第一废气物流的压力为1. l_4bara，更优选约2bara，仍更优选约1. 8bara。在本发明方法的步骤(b)中，通过水解从步骤(a)中获得的第一废气物流中脱除所存在的HCN及任选的任何COS与之一或两者。使第一废气物流通入低压水解区以获得第二废气物流。水解区通常包括水解催化剂。在低压水解区内的压力为1. 5-10bara，优选为2. 5_5bara。在水解区中，根据下述反应转化HCN及若采用的COS与之一或两者。(A)水解 HCN :HCN+H20 — NH3+C0 (B)水解 COS :C0S+H20 — H2S+C02(C)水解 :CS2+H20 — 2H2S+C02在水解区中水/蒸汽量优选为10-80V/V%，更优选20-70V/V%，仍更优选30_50v/ v%，基于蒸汽计。在优选的水/蒸汽量下，HCN及任选的COS与(^2之一或两者的转化率得到改进。通常在第一废气物流内的H2O量足以转化HCN及任选的COS与之一或两者 (若存在的话)。任选地，水或蒸汽或它们的混合物可加入到第一废气物流中，之后通入水解区，以便达到所需的水/蒸汽量。任选地，选择反应条件的方式使反应混合物保持低于H2O的露点。在气体物流内的H2O然后可有利地用于转化HCN及任选的COS和/或CS2到所需的水平。水解区可以是气/固接触器，优选固定床反应器。用于水解HCN及任选的COS与 CS2之一或两者的催化剂是本领域的技术人员已知的，且包括例如TiO2基催化剂或基于氧化铝和/或氧化铬的催化剂。优选的催化剂是TiO2基催化剂。水解导致含NH3W2S和(X)2的第二废气物流，它贫含HCN及若采用的COS和CS2,例如HCN的浓度低于0. Olvol %，合适地为0. lppmv-0. Olvol %，优选为l_50ppmv，基于总的气体物流计。若存在的话，COS在第二废气物流内的浓度低于0. Olvol %，合适地为 IOppmv-O. Olvol%，优选为15-100ppmv，基于总的气体物流计。若存在的话，在第二废气物流内的浓度低于0. Olvol %，合适地为 lppmv-0. Olvol %，优选为2-50ppmv，基于总的气体物流计。在本发明方法的步骤(C)中，通过在氨洗涤器内用含水酸性物流洗涤第二废气物流从第二废气物流中脱除NH3,获得富含铵的含水物流和第三废气物流。该方法特别适合于NH3量为1-8V01%、优选3-6V0l%的第二废气物流。在NH3脱除区内的温度合适地为5-70°C，优选为10-50°C，以在低温下充分脱除NH3。在氨洗涤器内的压力合适地为 Ι-lObara，优选为2_4bara，以在低温下充分脱除NH3。在优选的实施方案中，含NH3的第二废气物流与酸性水汽提器的废气物流组合，之后进入到氨洗涤器内。这可导致氨浓度较高的富含铵的含水物流。此外，该方法可能更加有效，因为只需要一个氨洗涤器处理两个含氨的废气物流。在优选的实施方案中，含水酸性物流包含硫酸。因此，富含铵的含水物流包含硫酸铵。这一物流可以分离的硫酸铵固体形式或者在水溶液内以液体肥料形式用作肥料产品。第三废气物流包含和C02。在优选的实施方案中，第三废气物流通入硫回收单元，从废气物流中分离含硫的化合物例如硫化氢。硫回收单元可以是Claus单元，或更优选为生物脱硫单元。硫回收单元可以与从合成气物流中回收硫所使用的单元相同。在本发明方法的任选步骤(d)中，通过在脱除区内使第三废气物流与含水碱性物流接触而从第三废气物流中脱除&S。H2S脱除区提供含(X)2的第四废气物流和含硫化氢的含水物流。如果H2S脱除区内的硫化合物的负载低于60000kg/天，合适地为50_50000kg/天， 优选为75-20000kg/天，更优选为IOO-IOOOOkg/天，该方法是特别合适的。在这些硫负载下，常规的方法例如Claus方法如果不是不可能的话也难以操作，而本发明的方法可有利地使用。合适地，在第三废气物流内H2S的总量为10ppmV-20Vol %,优选为 20ppmV-10VOl%。本发明方法的优点是可脱除第三废气物流内的H2S,即使当H2S含量通常在10ppmv-20vol%之间相对低时也是如此。对于其它方法例如Claus方法来说，需要产生具有高的H2S含量的酸性气体，使得它适合于用作Claus原料。合适的含水碱性物流包括含水氢氧化物溶液，例如氢氧化钠或氢氧化钾在水中的溶液。该含水碱性溶液的PH合适地为7-12，优选为8-11。在步骤(d)中，可在H2S脱除区内发生的主要反应是(D) H2S 吸收H2S+0H — HS^H2O(E) H2S 吸收H2S+C0广一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此处所使用的术语含硫化物的含水物流是指含可在脱除区内发生的主反应 (D)-(H)的一种或多种产物例如HS—、二硫化物、多硫化物、硫代羰酸盐和碳酸盐但也可包含溶解的的含水物流。在H2S脱除区内的优选温度为5_70°C，更优选为10_50°C。优选地，在H2S脱除区内的压力为l_75bara，更优选为2_5bara。通常，H2S脱除区是气/液接触器。合适的气/液接触器公开于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气体洗涤器。任选地，可缓冲H2S脱除区中的介质。优选的缓冲化合物是碳酸盐、碳酸氢盐、磷酸盐及它们的混合物，特别是碳酸钠和/或碳酸氢钠。缓冲化合物的浓度具体取决于第三废气流的组成，且通常其调节方式使得H2S脱除区中反应介质的pH为6. 0-10，更优选为 6. 5-9. 0。可调节供应到H2S脱除区内的含水碱性物流的流量实现所需的pH，并视需要添加新鲜的含水碱。由于具有恶臭性，因此，&S、硫醇、硫化物、二硫化物和芳族硫醇可以以份/百万份浓度为单位检测。因此，用户希望这种气态和精炼物流中硫化合物、特别是H2S的总浓度降低到例如小于30或20ppmv、优选小于IOppmv的浓度，基于全部第四废气物流计。该方法导致第四废气物流(它是“贫含H2S的气体物流”)中的硫化合物、特别是H2S的总浓度合适地为0. 01 -30ppmv，或低于25ppmv，合适地为0. 01 -20ppmv，或低于 15ppmv,合适地0. Ol-IOppmv，优选0. 05-3. 5ppmv,更优选0. I-Ippmv，基于全部气体物流计。
在本发明方法的任选步骤(e)中，在步骤(d)中获得的含硫化氢的含水物流在氧化反应器内在氧存在下与含硫化物的细菌接触，以获得硫浆料和再生的含水碱。在进一步的任选步骤中，含硫化氢的含水物流可通入闪蒸容器，在此过量的气体以贫含硫化氢的废气物流形式放空，以提供含硫化物的含水物流，该物流然后可通入生物反应器。在任选的步骤(e)中，可在生物反应器、优选需氧反应器内发生的主反应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此处所使用的术语“硫浆料”是指含可在氧化反应器内发生的包括反应(I)和(J) 的主反应的一种或多种产物的浆料。此处所使用的术语“再生的含水碱”是指含水碱，其中存在至多2w/w%、优选至多的硫颗粒。调节进料到氧化反应器内的氧气量，使得所吸收的硫化物的氧化主要生成硫，正如NL8801009所教导的，该专利公开了含硫废水的受控氧化方法。此处提到硫化物氧化细菌是指可氧化硫化物成元素硫的细菌。合适的硫化物氧化细菌可选自例如已知的自养需氧培养的硫杆菌(Thiobaci 1 Ius)和硫微螺菌 (Thiomicrospira)属。在步骤(e)中氧化反应器内的通常压力为l-2bara。合适地，氧化反应器的体积为 5-2500m3，优选为 10-2000m3。优选地，在步骤(e)中缓冲在生物反应器内的反应介质。选择缓冲化合物，使得在氧化反应器内存在的细菌耐受它们。优选的缓冲化合物是碳酸盐、碳酸氢盐、磷酸盐及它们的混合物，特别是碳酸钠和/或碳酸氢钠。缓冲化合物的浓度特别取决于气流的组成，和通常其调节方式使得氧化反应器内的反应介质的PH为6-10，更优选为7-9。在本发明方法的任选步骤(f)中，至少部分在步骤(e)中获得的硫浆料(通常基于浆料的总质量计为5-95W/W%、优选10-90w/w% )与再生的含水碱分离，以提供硫浆料物流和含水碱性物流。此处所使用的措辞“至少部分”还包括完全分离硫与再生的含水碱。合适地，在固/液分离器内进行分离步骤。合适的固/液分离器公开于Perry' s Chemical Engineer' s Handbook，第 7 版，第 22 部分(1997)中。 通常，分离的硫浆料中的硫含量为5-50W/W%，基于浆料计。通常，脱除硫浆料中的水到获得干燥固体含量为55-70%的硫饼的程度。通常，硫饼中的硫含量为90-98W/W%，基于硫饼的总重量计。任选地，可再次浆化在步骤(f)中获得的硫浆料，过滤并干燥，以获得纯度为至少95wt%硫、优选至少99wt% 硫的硫糊剂。可任选干燥如此获得的硫糊剂，以产生干燥重量含量为至少85%、优选至少 90 %的粉末。这一粉末可合适地以杀真菌剂或杀螨剂形式应用。在本发明方法中产生的硫具有亲水性质，且不会引起通常由非生物液体方法产生的硫引起的结垢问题。在本发明方法中产生的硫的另一优点是非常适合用作肥料。在本发明方法的任选步骤(g)中，将步骤(e)中获得的再生的含水碱循环到步骤 (d)中讨论的压3脱除区中。合适地，在步骤(e)中获得的再生的含水碱的总量的10-99%、优选30-95%、更优选40-90%以含水碱性物流形式循环到步骤(d)的吐3脱除区中。通过循环再生的含水碱到H2S脱除区中，将新鲜的含水碱供应到H2S脱除区中以脱除H2S。这将 H2S的脱除程度提高到小于或等于30ppmv的浓度，合适地小于或等于20ppmv，优选小于或等于lOppmv。再生的含水碱性物流任选包含硫颗粒。在本发明方法的任选步骤(h)中，可使用在步骤(e)中产生且在步骤(f)中分离的硫浆料中的硫酸盐组分生成硫酸物流。在任选步骤(i)中，硫酸物流可以以含水酸性物流形式通入氨洗涤器。按照这一方式，可提供一体化方法，其中可使用步骤(e)中生物脱硫的硫酸盐产物，从步骤(c)中的第二废气物流中分离氨并提供富含铵的物流。在本发明方法的任选步骤(j)中，可提供冷凝水物流，例如来自用于粗合成气物流的高压水解单元的冷凝水物流。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的酸性水汽提器的废气物流及酸性水汽提器的水物流。在任选步骤(i)中，酸性水汽提器的废气物流可从低压水解区通入第二废气物流中，从而允许在氨洗涤器和任何硫回收单元内处理酸性水汽提器的废气物流的内含物。下面只通过实施例并参考下述非限定性附图来描述本发明的实施方案，其中
图1示出了本发明方法的典型工艺流程的第一实施方案。图2示出了本发明方法的典型工艺流程的第二实施方案。针对本说明书的目的，使用单个参考标记指管线以及所述管线内携带的物流。相同的参考标记是指类似的部件、物流或管线。图1示出了含粒状固体、HCN、NH3、H2S、(X)2及任选的COS和之一或两者的浆料排放物流720通入酸性浆料汽提器50的第一入口 48。酸性浆料汽提器50也可在第二入口 49处供应蒸汽物流10。蒸汽可从浆料排放物流中汽提出气态组分，在酸性浆料汽提器50 的第一出口 51处提供含HCN、NH3』2S、0)2及任选的COS和之一或两者的第一废气物流 60，和在酸性浆料汽提器的第二出口 52处提供含粒状固体的汽提后浆料物流70。第一废气物流60可基本上不含粒状固体。汽提后浆料物流70可通入净化器900处置浆料。然后第一废气物流60可通入低压水解区100的第一入口 98，在此它与水解催化剂接触，并任选在添加的蒸汽或蒸汽/水混合物存在下水解，以脱除该物流内存在的HCN及任何COS和CS2。低压水解区100在第一出口 101处提供第二废气物流110。第二废气物流 110包含NH3、H2S和CO2,且基本上不含HCN及任何COS和CS2,如果后两种组分存在于第一废气物流60内的话。在低压水解区100内处理之后，贫含HCN、COS和/或的第二废气物流可任选与酸性水汽提器废气物流860组合，以提供组合的第二废气物流120。酸性水汽提器废气物流860包含NH3、H2S和C02，且通过酸性水汽提器850的第一出口 851提供。酸性水汽提器850在第一入口 848处通过冷凝水物流770进料，所述冷凝水物流770可通过处理粗合成气物流的高压水解单元(未示出)生产。可使用汽提剂例如蒸汽将气态组分例如NH3、H2S和CO2从冷凝水物流中分离出来，以在酸性水汽提器850的第二出852处提供酸性水汽提器废气物流860和酸性水汽提器水物流870。组合的第二废气物流120可通入氨洗涤器150的第一入口 148。在氨洗涤器150 内部，用含水酸性物流180处理组合的第二废气物流120，所述含水酸性物流180在第二入口 149处进入洗涤器内。含水酸性物流180与碱性氨反应，在洗涤器的第二出口 152处提供含铵的含水物流170和在第一出口 151处提供第三废气物流160。在氨洗涤器150内处理之后，第三废气物流包含和CO2,且贫含更优选基本上不含HCN、C0S和/或与NH3。然后第三废气物流160可通入硫脱除区200。例如，第三废气物流可通入脱除区250的第一入口 M8，在此它可与提供到脱除区250的第二入口 249的含水碱性物流 410接触。在含水碱性物流内捕集吐3，在第二出口 252处提供含硫化氢的含水物流沈0，和在H2S脱除区250的第一出口 251处提供第四废气物流270。第四废气物流270包含CO2,且优选是贫含的气体物流，和更优选基本上不含 H2S0第四废气物流270可通入除液滴罐300，和然后经继续第四废气物流310来进一步处理。来自脱除区250的含硫化氢的含水物流260可任选通入闪蒸容器350。贫含 H2S的过量气体以贫含硫化氢的废气物流370形式排放掉和提供含硫化物的含水物流360。 在贫含硫化氢的废气物流370含有一些H2S的情况下，在进一步使用例如用作烟道气之前， 在小的闪蒸气体接触器内脱除H2S。含硫化物的含水物流360可通入生物反应器400例如需氧反应器的第一入口 396， 在此硫化物被氧化，以提供硫浆料和再生在脱除区250中使用的含水碱。将营养物和空气经营养物原料物流435和空气物流440进料到生物反应器内。 在生物反应器400内生成的硫浆料和含水碱是含硫的固/液混合物，且可以以硫浆料和再生的含水碱性物流420形式通入固/液分离器450。硫浆料在第一出口 451处以硫浆料物流470形式分离和排放。剩余液体在第二出口 452处离开固/液分离器并以含水碱循环物流460形式返回到生物反应器400中。从生物反应器中经生物反应器废气物流 430排放废气。再生的含水碱以含水碱性物流460形式循环到脱除区250的第二入口 252 中。图2示出了使用本发明方法的一般的气化流程5，例如煤气化流程。针对图1描述的那些物流、单元和区在图2的流程中具有相同的参考标记、名字和功能。烃原料560如所制备的煤原料通过使粗烃510例如煤原料通过煤研磨和干燥单元 500提供，在此任选用助熔剂处理以提供研磨过的煤原料520。研磨过的煤原料520然后通入煤进料单元阳0，所述煤进料单元550提供烃原料560例如研磨并干燥过的煤到气化器 600 中。气化器600包括气化区600a和冷却区600b。在气化区600a内部，烃原料例如研磨并干燥过的煤与氮气、氧气和蒸汽一起进料到燃烧器内。炉渣形式的灰分在重力作用下沉降到气化区600a中并进入炉渣骤冷罐内，它可由此转移到接收仓内以供处置。产物合成气在气化区内上升到上部骤冷部分中，在此在合适地压缩之后，它可被例如来自如下所述的粗合成气物流710的排放物流的循环合成气骤冷，以提供热的合成气物流。该热的合成气物流包含CO、H2、粒状固体、HCN、NH3> H2S, CO2及任选的COS和之一或两者，然后可通入冷却区600b，例如合成气冷却器或废热锅炉，在此它被水物流例如沸水物流进一步冷却， 以提供饱和的蒸汽物流和冷却的合成气物流610。冷却的合成气物流610然后可通入干燥固体脱除单元650例如旋风分离器，在此大部分的粒状固体与气态组分分离，以提供飞灰670及含CO、H2、粒状固体、H2O, HCN、NH3、 H2S、CO2及任选的COS和之一或两者的湿固体合成气物流660。
湿固体合成气物流660可通入湿式洗涤塔700，在此可以被洗涤以提供含粒状固体、HCN、NH3> H2S, CO2及任选的COS和之一或两者的浆料排放物流720，以及含CO、H2, HCN、NH3> H2S, CO2及任选的COS和之一或两者的粗合成气物流710。浆料排放物流720可通入酸性浆料汽提器并如针对图1所述进行处理。粗合成气物流710然后可通入高压水解单元750，在此水解HCN及任何COS和CS2,以提供含CO、H2, NH3> H2S和(X)2的水解合成气物流760、及含H20、NH3> CO2和H2S的冷凝水物流770。冷凝水物流770可如针对图1所述通入酸性水汽提器850的第一入口 848。水解的合成气物流760可通入酸性气体脱除单元800，例如现有技术已知的那些， 以提供处理过的合成气物流810。处理过的合成气物流810包含CO和H2,和更优选基本上由CO和吐组成。处理过的合成气然后可通入费-托单元以供转化成长链烃。本领域的技术人员应理解可在不偏离所附权利要求范围的情况下按多种不同方式实施本发明。
权利要求
1.在气化过程中处理第一废气物流(60)以提供富含铵的物流(170)的方法，该方法包括至少下述步骤(a)提供含HCN、NH3、H2S、C02及任选的COS和CS2之一或两者的第一废气物流(60)，其中通过在酸性浆料汽提器(50)内分离含粒状固体、!《^力!13、!125、0)2及任选的0)5和052之一或两者的浆料排放物流(720)来提供第一废气物流(60)和含粒状固体的汽提后浆料物流(70)；(b)使第一废气物流(60)通入在1.5-10bara的压力下操作的水解区(100)，水解HCN 及任何COS和CS2,以提供含NH3、H2S和CO2的第二废气物流(110)；和(c)在氨洗涤器(150)内用含水酸性物流(180)洗涤第二废气物流(110)，以提供含H2S 和CO2的第三废气物流(160)和富含铵的含水物流(170)。
2.权利要求1的方法，其中含水酸性物流(180)包含硫酸，和富含铵的物流(170)包含硫酸铵。
3.权利要求1或2的方法，进一步包括下述步骤(d)在H2S脱除区(250)内使第三废气物流(160)与含水碱性物流(410)接触，以提供含CO2的第四废气物流(270)和含硫化氢的含水物流(260)；和(e)在氧存在下，使含硫化氢的含水物流(260)在任选经闪蒸容器(350)后通入含硫化物氧化细菌的生物反应器(400)，以生成硫浆料和再生的含水碱。
4.权利要求3的方法，进一步包括下述步骤(f)从硫浆料和再生的含水碱性物流(420)中分离至少一部分硫浆料，以提供硫浆料物流(470)和含水碱性物流(460)；和(g)循环含水碱性物流(460)到H2S脱除区中。
5.权利要求3或4的方法，其中在步骤(e)中，硫浆料包含硫酸盐，该方法进一步包括下述步骤(h)由硫浆料中的硫酸盐生成硫酸物流；和(i)使硫酸物流以含水酸性物流(180)形式通入氨洗涤器(150)。
6.前述权利要求任一项的方法，其中通过包括下述的进一步步骤提供在步骤(a)中的浆料排放物流(i)在气化区(600a)中气化烃原料(560)，以提供含CO、H2、粒状固体、HCN、NH3> H2S, CO2及任选的COS和CS2之一或两者的热的合成气物流；( )在冷却区(600b)中冷却热的合成气物流，以提供冷却的合成气物流(610)；(iii)在干燥固体脱除单元(650)中分离冷却的合成气物流(610)，以提供飞灰(670) 和含0)、吐、粒状固体、!120、!《^!13、!125、0)2及任选的COS和CS2之一或两者的湿固体合成气物流(660)；和(iv)在湿式洗涤塔(700)内分离湿固体合成气物流(660)，以提供浆料排放物流(720) 和含CO、H2、HCN、NH3> H2S, CO2及任选的COS和CS2之一或两者的粗合成气物流(710)。
7.权利要求6的方法，进一步包括下述步骤(ν)使粗合成气物流(710)通入高压水解单元(750)，水解HCN及任何COS和CS2，以提供含CO、H2、NH3> H2S和CO2的水解合成气物流(760)及含NH3、CO2和H2S的冷凝水物流 (770)。
8.前述权利要求任一项的方法，进一步包括下述步骤(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的酸性水汽提器废气物流(860)和酸性水汽提器的水物流(870)；和(k)使酸性水汽提器的废气物流(860)通入第二废气物流(110)。
9.在气化装置中处理第一废气物流(60)以提供富含铵的物流(170)的装置，该装置包括至少从浆料排放物流中分离粒状材料的酸性浆料汽提器(50)，所述酸性浆料汽提器(50) 具有用于含粒状固体、HCN、NH3、H2S、C02及任选的COS和CS2之一或两者的浆料排放物流的第一入口(48)、用于含HCN、NH3、H2S, CO2及任选的COS和CS2之一或两者的第一废气物流 (60)的第一出口(51)、和用于含粒状固体的汽提后浆料物流(70)的第二出口(52)；在1. 5-10bara的压力下操作以水解第一废气物流(60)内的HCN及任何COS和CS2的水解区(100)，所述水解单元(100)具有与酸性浆料汽提器(50)的第一出口(51)相连的用于第一废气物流(60)的第一入口(98)、和用于含NH3、H2S和CO2的第二废气物流(110)的第一出口(101)；和从第二废气物流(110)中分离NH3的氨洗涤器(150)，所述氨洗涤器(150)具有与低压水解单元(100)的第一出口(101)相连的用于第二废气物流(110)的第一入口(148)和用于含H2S和CO2的第三废气物流(160)的第一出口(151)、用于含水酸性物流(180)的第二入口(149)和用于富含铵的物流(170)的第二出口(152)。
10.权利要求9的装置，进一步包括从第三废气物流(160)中分离H2S的H2S脱除区(250)，所述H2S脱除区(250)具有与低压水解单元(100)的第一出口(101)相连的用于第三废气物流(160)的第一入口(248)、 用于含水碱性物流(410)的第二入口(249)、用于含CO2的第四废气物流(270)的第一出口 (251)和用于含硫化氢的含水物流(260)的第二出口(252)；氧化含硫化氢的含水物流(260)内的H2S的生物反应器(400)，所述生物反应器包括在氧存在下的硫化物氧化细菌，和具有用于含硫化氢的含水物流(260)的第一入口(396)、用于硫浆料和再生的含水碱性物流(420)的第一出口(401)，其中所述含硫化氢的含水物流 (260)可通入任选的闪蒸容器(350)；和分离硫浆料与再生的含水碱的第一固/液分离器(450)，所述第一固/液分离器(450) 具有与生物反应器(400)的第一出口(401)相连的用于硫浆料和再生的含水碱性物流 (420)的第一入口(448)、和用于硫浆料物流(470)的第一出口(451)、和用于含水碱性物流 (460)的第二出口(452)。
11.权利要求9或10的装置，进一步包括酸性水汽提器(450)，它将含H20、NH3、CO2和H2S的冷凝水物流(770)分离成含NH3、 H2S和CO2的酸性水汽提器废气物流(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废气物流 (460)的第一出口(451)，所述第一出口(451)与氨洗涤器(150)的第一入口(148)流体连通，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
本发明提供在气化过程中处理第一废气物流(60)以提供富含铵的物流(170)的方法和实施该方法的装置，该方法包括至少下述步骤(a)提供含HCN、NH3、H2S、CO2及任选的COS和CS2之一或两者的第一废气物流(60)，其中通过在酸性浆料汽提器(50)内分离含粒状固体、HCN、NH3、H2S、CO2及任选的COS和CS2之一或两者的浆料排放物流(720)来提供第一废气物流(60)和含粒状固体的汽提后浆料物流(70)；(b)使第一废气物流(60)通入在1.5-10bara的压力下操作的水解区(100)，水解HCN及任何COS和CS2，以提供含NH3、H2S和CO2的第二废气物流(110)；和(c)在氨洗涤器(150)内用含水酸性物流(180)洗涤第二废气物流(110)，以提供含H2S和CO2的第三废气物流(160)和富含铵的含水物流(170)。
文档编号B01D53/14GK102209582SQ200980144182
公开日2011年10月5日 申请日期2009年11月5日 优先权日2008年11月7日
发明者S·施伦德 申请人:国际壳牌研究有限公司