应产生约3.57mg碱度/mg还原的硝酸盐-N。这与通过将氨吸收和离解成水作为铵产生的(3.57mg碱度/mg吸收的NO3-N)相同。然后将该流送入需氧步骤26，在那里除去该碱度。来自缺氧步骤的任何残余有机物的任何氧化也在需氧反应器26中发生。当它再循环通过HCN洗涤器22和返回方法中的缺氧步骤24中时将一部分来自需氧反应器26的流出物从水中除去，将另一部分在41处从系统10中除去。
[0038]通过按比例分配从需氧步骤再循环返回缺氧步骤中的液流，或者通过经由管线19输送通过HCN洗涤器22或经由管线28直接由需氧阶段返回，可控制最终流出物中的硝酸盐浓度。这容许再循环速率与在洗涤器22处洗涤HCN所需的分离，因此实现最终流出物质量的更好工艺控制。如果必须满足极其严格的硝酸盐排放水平，可在排放以前加入小的抛光缺氧步骤(未显示)。
[0039]可将一部分洗涤器流出物送入分开的HCN除去系统30中。系统30可包含任何用于除去HCN的系统，在那里破坏HCN(借助生物或化学方法)，从水溶液中除去(借助用GAC吸附)，或从溶液中汽提并在别处(例如催化氧化器、蒸气相GAC或其它)管理。由于HCN主要作为在8.0或更小的pH下的溶解气体存在，则汽提和处理可相当有效且节省成本。最后，将通过该方法加工的合成气经由管线40送入发酵中。
[0040]图2显示工艺配置10’中的本发明配置变化方案，所述工艺配置与图1的上游部分基本相同并代表已发现为有效的本发明配置，其中不需要广泛的HCN洗涤和除去，洗涤段20未结合到本方法中，或将与HCN反应或螯合HCN的化学品加入洗涤水中，所述化学品为容易地在下游颗粒物除去或缺氧-需氧生物处理步骤中除去的形式或化合物。图1中类似项目在图2中为类似编号。在图2的配置中，将冷却的合成气从洗涤器14或需要硫化氢洗涤器的地方直接送入发酵中。如果需要的话管线43可将与HCN反应或螯合HCN的化学品加入洗涤器14中用于它在分离器16或缺氧-需氧生物处理系统18中的下游除去。洗涤液中的其它颗粒物在分离器16处除去，然后将富含氨的溶液经由管线17送入具有缺氧处理步骤24和需氧处理步骤26的两阶段缺氧-需氧生物处理系统18中。连续的缺氧需氧处理步骤产生铵和由铵氧化产生的所得硝酸盐(借助在生物方法的缺氧阶段中还原)的高度除去。COS和HCN的除去也在缺氧步骤中实现，这消除了在随后的需氧步骤中硝化(生物铵氧化)时这些化合物导致的抑制或毒性。
[0041]如前所述，借助氨吸收和离解成铵而在文丘里管型洗涤器14水中产生的碱度，和在缺氧处理步骤18中使用乙酸酯/乙酸将硝酸盐还原成队期间产生的另外碱度使得在缺氧步骤以后存在足够的碱度以缓冲铵氧化或硝化步骤期间的水。因此需要很少或不需要外部碱度来源(例如苛性碱)。
[0042]图2的方法以类似的方式操作，其中将合成气在管线11的上游在旋风分离器或类似装置中预处理以除去大部分颗粒物，和在14处的文丘里管型洗涤器，其后在16处的颗粒物洗涤，除去固体用于在25处的处理，同时还提供氨和COS的吸收。
[0043]在颗粒物除去以后，将总液流经由管线17送入生物加工系统18中的第一步骤，缺氧反应器24中。如果存在的话COS和HCN同时在缺氧步骤中降解。
[0044]再次将该流送入需氧步骤26中，在那里除去碱度，还发生来自缺氧步骤的任何残余有机物的任何氧化。一部分来自需氧反应器26的流出物具有硝酸盐，当它再循环返回方法中的缺氧步骤24中时将其从水中除去，另一部分在41处从系统10’中除去。
[0045]最后，将通过该方法加工的合成气经由管线40送入发酵中并在图3中更完整地描述。
[0046]在图3中在方法配置10〃中将下游发酵加工加入图2的公开内容中。类似项目也为类似编号。蒸馏系统或蒸馏釜50将清洗水经由管线13送入洗涤器14中。将通过管线23从洗涤器14中取得的清洁且冷却的合成气供入发酵罐52中以从那里产生乙酸酯和乙醇。营养进料和工艺水经由管线54供入其中。将来自发酵罐52的发酵流出物经由管线64供入蒸馏系统50中并将来自发酵的废气经由管线56从那里除去。将来自蒸馏系统50的乙醇经由管线58除去用于最后加工，同时将来自那里的底部产物60供入发酵罐52中。
[0047]如上所述，本发明方法提供大量优点，其中一些已在上文描述，另一些为本发明固有的。也可不偏离本文的教导而提出改进。因此，本发明的范围根据需要仅受所附权利要求限制。
【主权项】
1.一种处理热合成气流以通过从热合成气流中除去颗粒物、氨和COS而转化成化学产物的方法，所述方法包括如下步骤: 将热合成气流送入洗涤器中； 将包含清洗水的酸性溶液加入循环洗涤器，且循环洗涤水保持在小于8.0的pH下； 在循环洗涤水中俘获氨、COS和颗粒物，并将来自热合成气流的水冷凝成循环洗涤水； 将来自洗涤器的包含吸收的C0S、氨和颗粒物的洗涤器废水流出物从洗涤器中取出，并将至少一部分洗涤器废水流出物料流送入生物处理区中以除去COS和氨； 将来自洗涤器的具有降低的C0S、氨和颗粒物浓度的处理的合成气流流出物取出，和 将处理的合成气流以产生至少一部分清洗水的方法转化成化学产物。2.根据权利要求1的方法，其中热合成气流在进入洗涤器中以前进入分离器中以除去大多数颗粒物。3.根据权利要求1的方法，其中将处理的热合成气流转化成化学产物的方法为发酵方法且清洗水包含乙酸和水。4.根据权利要求1的方法，其中酸性溶液包含乙酸，并将酸性溶液以足量加入循环洗涤水中以通过足量俘获氨气降低洗涤器中的PH而提高洗涤器效率。5.根据权利要求1的方法，其中产生至少一部分清洗水的方法包括发酵方法，至少一部分来自洗涤器的处理的合成气流流出物进入发酵方法的发酵区中，所述发酵方法通过在含水发酵液中与厌氧微生物接触而将处理的合成气转化成可溶性化学产物，且酸性溶液包含一部分含水发酵液。6.根据权利要求1的方法，其中废水流出物料流包含铵；至少一部分洗涤器废水流出物料流进入在生物处理区中的缺氧生物处理步骤以将由氨形成的硝酸盐和铵部分地转化成氮气以及将COS至少部分转化成主要COdPH2S以产生缺氧流出物料流；至少一部分缺氧流出物料流进入在生物处理区中的需氧生物处理步骤以将铵硝化成硝酸盐；将生物处理的废水料流从需氧生物处理步骤中回收；并使一部分生物处理的废水料流再循环返回缺氧生物处理步骤中。7.根据权利要求6的方法，其中热合成气流包含HCN，且其中至少一部分处理的合成气流流出物进入HCN洗涤器中以与HCN洗涤水料流接触，且至少一部分HCN洗涤水流出物进入在生物处理区中的缺氧生物处理步骤，所述缺氧生物处理步骤将HCN转化成在需氧生物处理步骤中对微生物而言是良性的化合物。8.根据权利要求6的方法，其中清洗水包含乙酸，所述乙酸提供足够的碳用于微生物的细胞生长和在缺氧生物处理步骤中将硝酸盐还原成N2。9.根据权利要求7的方法，其中至少一部分生物处理的废水流出物料流进入HCN洗涤器中以与HCN洗涤水料流接触。10.根据权利要求9的方法，其中至少一部分HCN洗涤水流出物进入HCN除去系统中，在那里将至少一部分HCN除去以产生HCN除去系统流出物，且至少一部分HCN除去系统流出物返回HCN洗涤器中。11.根据权利要求10的方法，其中至少一部分来自HCN洗涤器的HCN处理的合成气流流出物进入发酵系统中以通过与含水发酵液中的厌氧微生物接触而将合成气转化成化学产物，且酸性洗涤液包含至少一部分含水发酵液。12.根据权利要求1的方法，其中化学产物包括乙醇。
【专利摘要】本发明涉及一种处理热合成气流以通过除去氨和COS转化成化学产物的方法，所述方法包括如下步骤：将热合成气流送入洗涤器中；将包含清洗水的酸性溶液加入循环洗涤器，且循环洗涤水保持在小于8.0的pH下；在循环洗涤水中俘获氨、COS和颗粒物，并将来自热合成气流的水冷凝成循环洗涤水；将来自洗涤器的包含吸收的COS、氨和颗粒物的洗涤器废水流出物从洗涤器中取出，并将至少一部分洗涤器废水流出物料流送入生物处理区中以除去COS和氨；将来自洗涤器的具有降低的COS、氨和颗粒物浓度的处理的合成气流流出物取出，和将处理的合成气流以产生至少一部分清洗水的方法转化成化学产物。
【IPC分类】B01D53/84, B01D53/78
【公开号】CN104971604
【申请号】CN201510295904
【发明人】R·希基
【申请人】科斯卡塔公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2010年10月13日
【公告号】CA2778932A1, CN102665872A, CN102665872B, EP2477729A2, EP2477729A4, US7927513, US20110095234, WO2011056368A2, WO2011056368A3