[發(fā)明專利]利用來自氣化過程的能量的咸水脫鹽系統(tǒng)和方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110007682.5
• 申請日: 2011-01-07
• 公開（公告）號: CN102180531A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·A·康基里;D·D·費爾
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: C02F1/16
• 分類號: C02F1/16;C02F9/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及咸水脫鹽，其結(jié)合在高溫下生產(chǎn)合成氣并被用于產(chǎn)生淡水供應(yīng)的氣化過程而利用多級閃蒸或多效蒸餾。

背景技術(shù)

使用多級閃蒸(MSF)或多效蒸餾(MED)的咸水脫鹽是從低壓、高品質(zhì)蒸汽能量源接收熱量的工藝。在該工藝中，使用共用鍋爐(common?boiler)技術(shù)產(chǎn)生低壓蒸汽(參見美國專利4,338,199和5,441,548)。

已知使用其它形式的能量用于脫鹽。例如，美國專利5,421,962為脫鹽過程利用太陽能。

當采用低壓蒸汽來驅(qū)動脫鹽設(shè)備時呈現(xiàn)低能效。因此，需要提供用于以改善的能效執(zhí)行脫鹽過程的改進的方法。本發(fā)明旨在滿足該需要。

發(fā)明內(nèi)容

現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明可以將來自原態(tài)(raw)合成氣體的熱量從低品質(zhì)流體(例如通過將熱量從原態(tài)合成氣體傳遞到水而生產(chǎn)的蒸汽)直接或間接傳遞到咸水，以產(chǎn)生不含鹽或基本上不含鹽的無鹽淡水，同時冷卻合成氣體以用于隨后的氣體凈化過程。

一方面，本發(fā)明提供一種用于通過咸水的脫鹽、通過使用在氣化反應(yīng)中生產(chǎn)的合成氣直接加熱咸水以使咸水蒸發(fā)并生產(chǎn)不含鹽或基本上不含鹽的水而生產(chǎn)無鹽水的工藝。

出于本發(fā)明的目的，術(shù)語“無鹽”水是指已從其除去至少99wt％原始存在的鹽的水，更典型地指已從其除去99-100wt％原始存在的鹽的水。

在一個備選實施例中，采用飽和蒸汽使咸水蒸發(fā)并生產(chǎn)無鹽淡水，該飽和蒸汽使用來自在氣化反應(yīng)中生產(chǎn)的原態(tài)合成氣體的熱量生產(chǎn)。

在本發(fā)明的又一實施例中，提供用于通過咸水的脫鹽生產(chǎn)無鹽水的第一系統(tǒng)，該第一系統(tǒng)包括咸水源、合成氣體源、連接到咸水源和合成氣體源上的加熱室，該加熱室具有合成氣體入口和合成氣體出口以及用于使咸水通過加熱室的通道。該系統(tǒng)還包括至少一個閃蒸罐，該至少一個閃蒸罐連接到通道上用于接收通道中產(chǎn)生的水蒸汽，可以在降低的壓力下操作，以及用于收集不含鹽或基本上不含鹽的冷凝物的收集器。在操作中，來自咸水源的咸水被引入加熱室的通道，并且來自合成氣體源的熱合成氣體被引入加熱室的合成氣體入口。來自熱合成氣體的熱量被傳遞至咸水，以生產(chǎn)水蒸汽，水蒸汽在蒸餾室中冷凝從而生產(chǎn)被收集的無鹽水。

在第一系統(tǒng)的一個備選實施例中，還設(shè)有具有合成氣體入口和合成氣體出口的低壓蒸汽發(fā)生器。熱合成氣體通過合成氣體入口被供入蒸汽發(fā)生器并產(chǎn)生低壓蒸汽，低壓蒸汽被供至加熱室中的蒸汽入口，藉此熱量被傳遞至通過設(shè)置在加熱室內(nèi)的通道的咸水，從而形成被冷凝并作為無鹽水被收集的水蒸汽。此實施例中的加熱室設(shè)有蒸汽冷凝物出口，由于來自蒸汽發(fā)生器的蒸汽的冷凝而形成的蒸汽冷凝物通過該蒸汽冷凝物出口排出。該系統(tǒng)還包括分離罐，離開蒸汽發(fā)生器的合成氣體通過該分離罐，以允許合成氣體中的水分冷凝并在合成氣體的下游凈化之前從合成氣體分離。

在本發(fā)明的另一實施例中，提供用于通過咸水的脫鹽生產(chǎn)水的第二系統(tǒng)，該第二系統(tǒng)包括：咸水源；合成氣體源；具有合成氣體入口和合成氣體出口的第一蒸發(fā)室，該合成氣體入口連接到典型地為金屬熱傳遞盤管的通道上，以便熱合成氣體通過蒸發(fā)器并實現(xiàn)到蒸發(fā)器中存在的咸水的熱傳遞，從而在第一蒸發(fā)室中生產(chǎn)水蒸汽；第二蒸發(fā)室，其具有典型地為熱傳遞盤管的第二通道，水蒸汽從第一蒸發(fā)室被接收到該第二通道中，藉此第二熱傳遞盤管中的水蒸汽通過與接觸第二熱傳遞盤管的外部的咸水熱傳遞而被冷卻從而形成無鹽水冷凝物，該熱傳遞過程通過蒸發(fā)形成更多的水蒸汽；以及收集器，其用于收集不含鹽或基本上不含鹽的冷凝物。

在第二系統(tǒng)的一個備選實施例中，還設(shè)有具有合成氣體入口和合成氣體出口的低壓蒸汽發(fā)生器。熱合成氣體通過合成氣體入口被供入蒸汽發(fā)生器并產(chǎn)生被供至第一蒸發(fā)室中的蒸汽入口并進入通道的低壓蒸汽，藉此熱量從該通道中的蒸汽傳遞至存在于蒸發(fā)室中的咸水，從而形成在第二蒸發(fā)室中冷凝并作為無鹽水冷凝物收集的水蒸汽。此實施例中的第一蒸發(fā)室設(shè)有蒸汽冷凝物出口，由于來自蒸汽發(fā)生器的蒸汽的冷凝而在通道中形成的蒸汽冷凝物通過該蒸汽冷凝物出口排出。該系統(tǒng)還包括分離罐，離開蒸汽發(fā)生器的通道的合成氣體通過該分離罐，以允許合成氣體中的水分冷凝并在合成氣體的下游凈化之前從合成氣體分離。