专利名称：高新利用来自气化过程的能量的咸水脱盐系统和技术
技术领域：
本发明涉及咸水脱盐，其结合在高温下生产合成气并被用于产生淡水供应的气化过程而利用多级闪蒸或多效蒸馏。
背景技术：
使用多级闪蒸(MSF)或多效蒸馏(MED)的咸水脱盐是从低压、高品质蒸汽能量源接收热量的工艺。在该工艺中，使用共用锅炉(common boiler)技术产生低压蒸汽(参见美国专利 4，338，199 和 5，441，548)。已知使用其它形式的能量用于脱盐。例如，美国专利5，421，962为脱盐过程利用太阳能。当采用低压蒸汽来驱动脱盐设备时呈现低能效。因此，需要提供用于以改善的能效执行脱盐过程的改进的方法。本发明旨在满足该需要。
发明内容
现已发现，根据本发明可以将来自原态(raw)合成气体的热量从低品质流体(例如通过将热量从原态合成气体传递到水而生产的蒸汽)直接或间接传递到咸水，以产生不含盐或基本上不含盐的无盐淡水，同时冷却合成气体以用于随后的气体净化过程。一方面，本发明提供一种用于通过咸水的脱盐、通过使用在气化反应中生产的合成气直接加热咸水以使咸水蒸发并生产不含盐或基本上不含盐的水而生产无盐水的工艺。出于本发明的目的，术语“无盐”水是指已从其除去至少99wt%原始存在的盐的水，更典型地指已从其除去99-100wt%原始存在的盐的水。在一个备选实施例中，采用饱和蒸汽使咸水蒸发并生产无盐淡水，该饱和蒸汽使用来自在气化反应中生产的原态合成气体的热量生产。在本发明的又一实施例中，提供用于通过咸水的脱盐生产无盐水的第一系统，该第一系统包括咸水源、合成气体源、连接到咸水源和合成气体源上的加热室，该加热室具有合成气体入口和合成气体出口以及用于使咸水通过加热室的通道。该系统还包括至少一个闪蒸罐，该至少一个闪蒸罐连接到通道上用于接收通道中产生的水蒸汽，可以在降低的压力下操作，以及用于收集不含盐或基本上不含盐的冷凝物的收集器。在操作中，来自咸水源的咸水被引入加热室的通道，并且来自合成气体源的热合成气体被引入加热室的合成气体入口。来自热合成气体的热量被传递至咸水，以生产水蒸汽，水蒸汽在蒸馏室中冷凝从而生产被收集的无盐水。在第一系统的一个备选实施例中，还设有具有合成气体入口和合成气体出口的低压蒸汽发生器。热合成气体通过合成气体入口被供入蒸汽发生器并产生低压蒸汽，低压蒸汽被供至加热室中的蒸汽入口，藉此热量被传递至通过设置在加热室内的通道的咸水，从而形成被冷凝并作为无盐水被收集的水蒸汽。此实施例中的加热室设有蒸汽冷凝物出口， 由于来自蒸汽发生器的蒸汽的冷凝而形成的蒸汽冷凝物通过该蒸汽冷凝物出口排出。该系统还包括分离罐，离开蒸汽发生器的合成气体通过该分离罐，以允许合成气体中的水分冷凝并在合成气体的下游净化之前从合成气体分离。在本发明的另一实施例中，提供用于通过咸水的脱盐生产水的第二系统，该第二系统包括咸水源；合成气体源；具有合成气体入口和合成气体出口的第一蒸发室，该合成气体入口连接到典型地为金属热传递盘管的通道上，以便热合成气体通过蒸发器并实现到蒸发器中存在的咸水的热传递，从而在第一蒸发室中生产水蒸汽；第二蒸发室，其具有典型地为热传递盘管的第二通道，水蒸汽从第一蒸发室被接收到该第二通道中，藉此第二热传递盘管中的水蒸汽通过与接触第二热传递盘管的外部的咸水热传递而被冷却从而形成无盐水冷凝物，该热传递过程通过蒸发形成更多的水蒸汽；以及收集器，其用于收集不含盐或基本上不含盐的冷凝物。在第二系统的一个备选实施例中，还设有具有合成气体入口和合成气体出口的低压蒸汽发生器。热合成气体通过合成气体入口被供入蒸汽发生器并产生被供至第一蒸发室中的蒸汽入口并进入通道的低压蒸汽，藉此热量从该通道中的蒸汽传递至存在于蒸发室中的咸水，从而形成在第二蒸发室中冷凝并作为无盐水冷凝物收集的水蒸汽。此实施例中的第一蒸发室设有蒸汽冷凝物出口，由于来自蒸汽发生器的蒸汽的冷凝而在通道中形成的蒸汽冷凝物通过该蒸汽冷凝物出口排出。该系统还包括分离罐，离开蒸汽发生器的通道的合成气体通过该分离罐，以允许合成气体中的水分冷凝并在合成气体的下游净化之前从合成气体分离。在第一系统的又一实施例中，设有咸水源；合成气体源；连接到合成气体源上的外部加热辐射式合成气冷却器；辅助过热器；连接到咸水源和合成气体源上的加热室，该加热室具有合成气体入口和合成气体出口 ；用于使咸水通过加热室的通道；至少一个闪蒸罐，其连接到该通道上以接收在该通道中产生的水蒸汽；以及收集器，其用于收集不含盐或基本上不含盐的冷凝物。在操作中，合成气体源中生产的热合成气体转至辐射式合成气冷却器，此处发生热传递而生产高压饱和蒸汽和冷却的潮湿原态合成气体。高压蒸汽转至辅助过热器，此处蒸汽被过热并且可用于驱动辅助蒸汽涡轮机。由于驱动此类辅助蒸汽涡轮机而形成的低压蒸汽连同通过使用热合成气体的热传递生产的低压蒸汽一起被引入加热室。该系统在其它方面如以上对第一系统所述那样操作。在第二系统的又一实施例中，设有咸水源；合成气体源；连接到合成气体源上的外部热辐射式合成气冷却器；辅助过热器；连接到咸水源上的第一蒸发器，该蒸发器具有低压蒸汽入口、蒸汽冷凝物出口、用于使蒸汽通过蒸发器的通道；第二蒸发室，其连接到第一蒸发器上，以便接收由于来自通过该通道的蒸汽的热传递而形成的水蒸汽；以及收集器， 其用于收集不含盐或基本上不含盐的冷凝物。在操作中，合成气体源中生产的热合成气体转至辐射式合成气冷却器，此处发生热传递而产生高压饱和蒸汽和冷却的潮湿原态合成气体。高压蒸汽转至辅助过热器，此处蒸汽被过热并且可用于驱动辅助蒸汽涡轮机。由于驱动辅助蒸汽涡轮机而形成的低压蒸汽连同通过使用热合成气体进行热传递生产的低压蒸汽一起被弓I入蒸发器。该系统在其它方面如以上对第二系统所述那样操作。
图1是利用多级闪蒸脱盐的本发明所结合的方法的一个实施例的示意图2是利用多效蒸馏脱盐的本发明所结合的方法的一个实施例的示意图；图3是图1的一个备选实施例的示意图，此处高温、原态、潮湿合成气将热量传递至低压饱和蒸汽发生器并且低压饱和蒸汽被用于将热能直接传入咸水供入流；图4是图2的一个备选实施例的示意图，此处高温、原态、潮湿合成气体将热量传递至低压饱和蒸汽发生器并且低压饱和蒸汽被用于将热能直接传入咸水供入流；图5是图1的另一实施例的示意图，此处高温原态合成气由通过与辐射式合成气冷却器进行接触的热传递而冷却，这种热传递所产生的高压饱和蒸汽通过辅助过热器过热并被用于驱动辅助蒸汽涡轮机，并且由于驱动此类机器而形成的低压蒸汽被转至加热室而将热能直接传入咸水供入流；图6是图2的另一实施例的示意图，此处高温原态合成气由通过与辐射式合成气冷却器进行接触的热传递而冷却，这种热传递所产生的高压饱和蒸汽通过辅助过热器过热并被用于驱动辅助蒸汽涡轮机，并且由于驱动此类机器而形成的低压蒸汽被转至蒸发器而将热能直接传入咸水供入流。部件清单
2闪蒸脱盐系统
4氧化剂
6燃料给料
8气化器
9水淬
11渣收集器
38闸斗仓
34洗涤站
32原态合成气
10加热室
17入口端口
19出口端口
21热传递盘管
12闪蒸罐
15进入点
36净化站
25冷却方法
13盐水源
14热传递盘管
28罐室
130蒸汽喷射器
12、24、26 或 28 闪蒸
18收集器
42罐
25蒸汽发生器
7
40清洁合成气
16淡水冷凝物
22盐水
28蒸馏室
41渣传送装置
43沉降罐
45排放
47沉降罐
49水处理过程
16蒸馏脱盐系统
59合成气通道
50蒸发器
104合成气进入口
58洗涤装置
53盐水源
59盘管
55喷杆
106出口端口
61分离罐
63冷凝物
60合成气净化站
108冷却方法
62清洁合成气
5054或56蒸发器
57热传递盘管
100蒸汽进入口
102喷杆
52管线
66淡水冷凝物
134冷凝器
136热传递盘管
64闸斗仓
65渣传送装置
67沉降罐
69排放
71沉降罐
73水处理过程
70发生器
72管路
讨冷却的原态合成气
75分离罐
77排放
76发生器
78管线
59盘管
120排放
80冷却的原态合成气
61分离室
82净化站
84清洁合成气
122辐射式合成气冷却器
IM管线
90辅助过热器
126外部热源
92,94辅助蒸汽涡轮机
1 在1 产生的低压蒸汽
120管线
具体实施例方式气化是通过将燃料给料转换成原态合成气而产生大量反应热的过程。原态合成气体内的热量典型地被逸散并被激冷以允许将热量传递到其它工业生产液流中，并使原态合成气体变成适合于后续气体净化工艺的更低温度，其中将原态合成气体内含有的不希望有的成分例如酸、硫、汞或其它已知成分除去。参照附图，图1示出利用多级闪蒸脱盐系统2的本发明的方法的第一实施例。在该方法中，氧化剂(例如氧气)4和燃料给料6被喷入用作合成气体(合成气)的源的气化器8。控制氧化剂喷射的速度以便有意使气化器8中氧化剂的量不足，从而导致不完全的燃烧过程。燃料给料中含有的化学能量的仅一部分被转化成热能，而未转化的化学能则转换为原态合成气态能源。离开气化器8的生产的合成气体一般含有必须通过下游工艺设备除去的灰烬和其它成分。图1中所示的气化器8还包括水淬(water quench) 9，该水淬9用于使用在底部的漏斗形渣收集器11进行初始气体冷却。渣收集器11既用作收集器又用作泻槽，因为它收集从气化器反应区落下的水及粗渣和细渣(大粒径、重颗粒物质)。粗渣滑下泻槽并进入闸斗仓38以便去除。湿洗涤站34除去原态合成气32所携带的粒径较小的轻颗粒物质，例如细灰烬。因而，固体颗粒物质的除去既发生在气化器8的激冷室内又发生在洗涤装置34 内，虽然洗涤更大量地发生在洗涤装置34中。使用合成气洗涤装置排水在气化器8中激冷气化的反应产物。这产生了已冷却至适合于进入加热室(盐水加热器)10的温度的原态潮湿合成气的流。加热室10设有合成气进入口 17、合成气排出口 19以及典型地为金属热传递盘管
9的通道21，该通道21设置在加热室10内部，盐水(咸水)流过其中并被加热而形成在进入点15处进入第一级闪蒸罐12的水蒸汽。热原态潮湿合成气与热传递盘管21的接触导致热量传递至存在于盘管21中的咸水，并使得潮湿合成气冷却而形成离开加热室10的底部且典型地被排放的冷凝物23。冷却的合成气在排出口 19处离开加热室并转至合成气净化站36，此处它在约75-115下、更常见地约100 经历低温气体净化。可选地在25处使用中压或低压蒸汽发生或备选的冷却方法对合成气进行进一步冷却。来自盐水源13的盐水进入闪蒸罐室观的热传递盘管14。当水蒸汽靠在热传递盘管14上冷凝时在盘管14内的盐水由于热传递而被加热。可选地，为了在更低的温度下发生蒸馏，将真空泵或蒸汽喷射器130连接到闪蒸罐12、24J6或观中的任何一个闪蒸罐或全体上，从而将罐内部压力降低至低于大气压。该压力在从闪蒸罐12直到闪蒸罐观的每一级被连续地降低。通过该冷凝过程生产的无盐淡水冷凝物被收集在收集器18中并在42处作为无盐淡水流离开罐。进入的盐水在其通过闪蒸罐观、26、对以及然后12的热传递盘管14时被进一步加热。加热的盐水离开蒸馏室12并进入热传递盘管21。原态潮湿热合成气进入加热室10 的合成气入口 17并接触热传递盘管21以实现热传递，从而进一步加热内部的通过热传递盘管21的盐水。由于该热传递而生产的冷却的合成气通过合成气出口 19离开加热室10。冷却的合成气可以可选地通过经过蒸汽发生器25而被进一步冷却，以在于净化站36处经历合成气净化之前生产中压和低压蒸汽，此处合成气经历低温气体净化。该净化过程形成的清洁合成气40然后被输出到不同的燃料消耗主机(host)，并且可用于碳转化和氢提取。在与盘管14接触后冷凝的水蒸汽形成从盘管14滴入各闪蒸罐的容器18并在42 处被收集的无盐淡水冷凝物16。盐水的蒸发使得蒸馏室的底部中的盐水22变得愈加盐分富集。盐水22分别转至闪蒸罐对、26、观，此处脱盐过程以越来越低的压力重复进行。浓缩的盐水离开蒸馏室观并典型地被排放。再次参照气化器8，粗渣可在气化过程期间形成。任何此类渣都在气化器容器8的底部被固化、收集和除去。渣是由碎渣机压碎然后被捕集在闸斗仓38内的比较坚硬的形成物。当闸斗仓循环时渣被除去，该循环发生在闸斗仓与气化器容器8隔离接着渣被移出闸斗仓38之外时。粗渣落在渣输送装置41上以便最终处置。细渣悬浮在收集于气化器容器8的底部的激冷水中。该激冷水还被称为黑水并且必须被连续向下吹至更低的压力水平并使激冷水内含有的细渣的浓度最小。黑水排入沉降罐43，该沉降罐43允许细渣由于重力而沉降并从罐的底部被除去且在45处排放。在47处从沉降罐顶部抽吸较清洁的水并将其再循环到水处理过程49或洗涤装置34。图2图示了利用多效蒸馏脱盐系统16的本发明的方法的第二实施例，其中相同的标号表示相同的构件。在该方法中，氧化剂(例如氧气)4和燃料给料6被喷入气化器8，气化器8产生使用合成气洗涤装置排水激冷的热原态合成气体(合成气)32，使得潮湿原态合成气冷却至适合通过合成气入口端口 104进入蒸发器50内的合成气通道59的温度。在进入蒸发器50之前，原态潮湿合成气32通过洗涤装置58而在合成气冷却期间被清洗杂质。在通道59内发生进一步的冷却，该通道59典型地为金属热传递盘管，该冷却是使用来自盐水源53的盐水进行热传递的结果，典型地通过经喷杆55喷洒咸水而使咸水与盘管59的外部形成接触。已冷却的合成气从盘管59通过合成气出口端口 106进入分离罐61，此处来自冷却的潮湿原态合成气的冷凝物63被收集并排放。冷却的合成气然后从分离罐61转至合成气净化站60，此处它在约75-115 经历低温气体净化，并可选地在 108处通过中压或低压蒸汽发生或备选的冷却方法冷却。得到的清洁合成气62然后被输出至不同的燃料消耗主机，并且可用于碳转化和氢提取。可选地，为了在更低的温度下发生蒸发，可以使用真空系统将蒸发器5054或56中的任何或全体的容器内部压力降低至低于大气压。通过喷杆55喷洒到蒸发器50的盘管59的外部上的盐水由于被通过其内部的热合成气加热的盘管59之间的热传递而经历蒸发，从而形成水蒸汽。这样产生的水蒸汽从蒸发器50在蒸汽入口端口 100处进入设置在第二蒸发器M内部的热传递盘管57。来自咸水 (盐水)源53的盐水通过喷杆102喷洒到热传递盘管57的外部上，并且盘管57内部的水蒸汽在热传递盘管57内冷凝，沿着管线52离开第二蒸发器M并在66处作为无盐淡水冷凝物被收集。通过蒸发器M中的热传递生产的水蒸汽进入蒸发器56，此处重复该过程，并且对于系统中存在的许多蒸发器都一样。离开图2中的序列中的最后一个蒸发器56的水蒸汽通过与热传递盘管136接触而在冷凝器134中冷凝，冷盐水供料通过该盘管136。这样生产的无盐淡水与在前面的蒸发器中生产的无盐淡水混合并在66处被收集。在第一蒸发器50的底部收集的盐水22转至邻接随后的蒸发器M、56，此处脱盐过程可选地在越来越低的压力操作条件下继续，且后来被排放。与图1的实施例一样，可在气化过程期间形成粗渣。此渣在气化器容器8的底部被固化、收集并除去。渣被碎渣机压碎然后被捕集在闸斗仓64内。当闸斗仓循环时渣被除去，该循环发生在闸斗仓与气化器8隔离接着渣被移出闸斗仓64之外时。粗渣落在渣输送装置65上以便最终除去。与图1的实施例一样，悬浮在激冷水内的细渣在气化器容器8的底部收集(黑水)，并且必须被连续向下吹至更低的压力水平以使激冷水内含有的细渣的浓度最低。黑水排入沉降罐67中，该沉降罐67允许细渣由于重力而沉降并从罐底部被除去且在69处排放。在71处从沉降罐顶部抽吸较清洁的水并使其转至水处理过程73或洗涤装置34。图3是图1的一个备选实施例，其中相同的标号表示相同的构件。在此实施例中， 来自洗涤装置34的高温、原态潮湿合成气32将热量传递至低压饱和蒸汽发生器70。发生器70中产生的低压饱和蒸汽通过管线72被传递至加热室10，此处热能从蒸汽被直接传递到存在于热传递盘管14内部的咸水中。在加热室10中形成的蒸汽冷凝物通过室10的底部排放。来自蒸汽发生器70的冷却的原态合成气74进入分离罐75，冷凝物被收集在此处并在77处排放。冷却的合成气然后转至净化站36，此处其经历低温气体净化，并可选地在 25处使用中压或低压蒸汽发生或备选冷却方法冷却。清洁合成气40然后被输出到不同的燃料消耗主机，并且可用于碳转化和氢提取。图4是图2的一个备选实施例，其中相同的标号表示相同的构件。在此实施例中， 来自洗涤装置58的高温、原态潮湿合成气32将热量传递至低压饱和蒸汽发生器76。在发生器76中产生的低压饱和蒸汽通过管线78转至蒸发器50并且来自该蒸汽的热量被直接传递至喷洒在盘管59的外部上的咸水。在盘管59内部形成的蒸汽冷凝物在120处排放。 在各蒸发器50、54、56收集的盐水在77处被收集。来自蒸汽发生器76的冷却的原态合成气80进入分离室61到达净化站82，此处其经历低温气体净化并可选地在108处使用中压或低压蒸汽发生或备选冷却方法冷却。清洁合成气84然后被输出到不同的燃料消耗主机， 并且可用于碳转化和氢提取。图5是图1的另一实施例，其中相同的标号表示相同的构件。在该实施例中，高温、原态、干燥合成气32通过首先经过位于气化器8中的辐射式合成气冷却器122而冷却， 此处发生热传递而产生高压饱和蒸汽以及冷却的潮湿原态合成气。高压饱和蒸汽从气化器 8通过管线IM到达辅助过热器90，该辅助过热器90由外部热源1 加热以实现蒸汽的过热。过热的蒸汽然后可用于驱动辅助蒸汽涡轮机92、94，在此期间高压蒸汽被转化为低压蒸汽。该低压蒸汽然后可连同来自离开洗涤装置34的合成气的在1 处生产的低压蒸汽一起沿着管线94被引入加热室10。进入加热室10的低压蒸汽将热量直接传递至经过热传递盘管21的盐水。作为由于与热传递盘管21接触的蒸汽冷却的结果而生产的蒸汽冷凝物收集在加热室10的底部中并从该处被除去。该系统在其它方面如以上对图1所述那样操作。图6是图2的另一实施例，此处高温、原态、干燥合成气32通过首先经过位于气化器8中的辐射式合成气冷却器122而冷却，此处发生热传递以生产高压饱和蒸汽和冷却的潮湿原态合成气。高压饱和蒸汽从气化器8经管线IM转至辅助过热器90，该辅助过热器 90由外部热源1 加热而实现蒸汽的过热。过热的蒸汽然后可被用于驱动辅助蒸汽涡轮机 92、94，在此期间高压蒸汽被转化为低压蒸汽。该低压蒸汽然后可连同来自离开洗涤装置58 的合成气的在1 处产生的低压蒸汽一起沿着管线94被引入蒸发器50。进入蒸发器50中的热传递盘管59的低压蒸汽将热量直接传递至喷洒在盘管59的外部上的盐水，导致盐水蒸发和盘管59内部的蒸汽冷凝，从而产生蒸汽冷凝物。蒸汽冷凝物沿着管线120从蒸发器 50出去。该系统在其它方面如以上对图2所述那样操作。根据本发明，有利地将MSF(多级闪蒸)或MED(多效蒸馏)脱盐和气化过程与高温、原态、潮湿合成气体(合成气)能源结合以实现咸水的脱盐。然而，本发明并不限于MSF 或MED脱盐技术，并且也可以应用于需要咸水蒸发的其它脱盐过程。本发明包含采用包括不容易结垢并且灰分低的其它燃料给料(例如残余燃料油、焦油和浙青)的气化过程的脱盐，从而降低运行成本。通过这些备选气化过程生产的原态合成气典型地需要水激冷以实现在脱盐和合成气净化设备的运转极限内的合成气温度。本发明还具备如下优点利用来自部分燃烧过程的反应热提供了在从咸水脱盐过程形成无盐淡水方面的整体热效率。本发明能够直接使用原态合成气或用原态合成气产生工艺蒸汽作为向脱盐过程传热的手段，并且消除了与用于脱盐的工艺蒸汽提取相关的设备，例如常规主蒸汽锅炉、主蒸汽涡轮机和/或其它主蒸汽循环工艺设备，从而进一步降低成本。再又一优点是，通过从气化过程回收热量并将该热量直接传递至咸水源以使咸水蒸发，目前在脱盐过程中采用的工艺蒸汽提取和传输系统需要更少的固定设备。从气化过程生产的合成气然后可用于需要更高品质(即，低杂质组分)燃料给料的其它工艺，例如发电设备。本发明因此提供了当与气化过程结合时用于咸水脱盐的整体更低成本的热回收设备包。再又一优点是，本发明特别适用于公知为缺水但废燃料副产品来源丰富的地区 (例如中东、沙特阿拉伯)。对于现有的脱盐装置，低压蒸汽从燃烧低等级燃料油的锅炉或燃烧更高等级燃料气体或燃料油的燃气涡轮联合循环设备的主蒸汽循环输入。作为本发明的方法的一个非限制性的实例，设备系统模型已示范一种可行的设备构造，其结合了气化过程、脱盐模块和燃气涡轮联合循环发电系统。该特定模型示范了例如每小时可从合成气回收约1. 48亿BTU，并且将该热量随同来自联合循环工艺的热量一起交换至多级闪蒸脱盐单元中的咸水。根据该模型，每天可以生产约六百万加仑淡水。尽管已结合目前被认为最实记也最优选的实施例对本发明进行了描述，但应该理解的是，本发明并不限于所公开的实施例，而是相反地旨在涵盖被包括在所附权利要求的精神和范围内的各种变型和等效装置。
权利要求
1.一种用于通过咸水的脱盐生产无盐水的方法，包括利用来自在气化反应中生产的合成气体的热量使咸水蒸发，以生产无盐水。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述合成气体将所述热量直接供应至所述咸水。
3.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于，所述工作流体为蒸汽。
4.一种用于通过咸水的脱盐生产无盐水的系统，包括咸水源；合成气体源；连接到所述咸水源和所述合成气体源上的加热室，所述加热室具有合成气体入口和合成气体出口以及用于所述咸水通过所述加热室的通道；可在降低的压力下操作的至少一个闪蒸罐，其连接到所述通道上以便接收所述通道中产生的水蒸汽；以及收集器，其用于收集不含盐或基本上不含盐的冷凝物；其中，当来自所述咸水源的咸水被弓I入所述加热室的所述通道并且来自所述合成气体源的热合成气体被引入所述加热室的所述合成气体入口时，来自所述热合成气体的热量被传递至所述咸水以生产水蒸汽，所述水蒸汽在所述至少一个闪蒸罐中冷凝而生产无盐水， 所述无盐水被收集在所述收集器中。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括连接到所述加热室的所述合成气体出口上以便接收离开所述加热室的冷却的合成气体的合成气体净化系统。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统设置了用于冷凝水蒸汽的一系列闪蒸罐，各闪蒸罐在所述加热室下游在越来越低的压力下工作。
7.一种用于通过咸水的脱盐生产无盐水的系统，包括咸水源；合成气体源；蒸汽源；连接到所述咸水源和所述蒸汽源上的加热室，所述加热室具有蒸汽入口、蒸汽冷凝物出口和用于咸水通过所述加热室的通道；可在降低的压力下操作的至少一个闪蒸罐，其连接到所述通道上以便接收所述通道中产生的水蒸汽；以及收集器，其用于收集通过所述水蒸汽的冷凝生产的冷凝物并容纳不含盐或基本上不含盐的冷凝物；其中，当来自所述咸水源的咸水被引入所述加热室中的所述通道并且蒸汽被引入所述加热室的所述蒸汽入口时，来自所述蒸汽的热量被传递至所述咸水以产生水蒸汽，所述水蒸汽在所述至少一个闪蒸罐内冷凝而产生无盐水，所述无盐水被收集在所述收集器中，并且其中在所述加热室中形成的蒸汽冷凝物通过所述蒸汽冷凝物出口被除去。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括具有合成气体入口和合成气体出口的蒸汽发生器，其中合成气体通过所述合成气体入口被供入所述蒸汽发生器并且产生蒸汽，所述蒸汽被供至所述加热室中的所述蒸汽入口，藉此热量被传递至通过设置在所述加热室内的通道的咸水，从而形成被冷凝并作为无盐水收集的水蒸汽。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括分离罐，离开所述蒸汽发生器的合成气体通过所述分离罐，以允许所述合成气体中的水分冷凝并在所述合成气体的下游净化之前从所述合成气体分离。
10.一种用于通过咸水的脱盐生产无盐水的系统，包括 咸水源；合成气体源；第一蒸发室，其具有合成气体入口、合成气体出口、咸水入口和水蒸汽出口，所述合成气体入口连接到通道上，所述通道用于合成气体通过所述蒸发室并实现向咸水进行热传递，所述咸水通过所述咸水入口被引入所述蒸发室，从而在所述第一蒸发室中产生水蒸汽；第二蒸发室，其具有咸水入口、水蒸汽入口和连接到所述第一蒸发室的所述水蒸汽出口上的第二通道；以及收集器，其用于收集通过所述水蒸汽的冷凝生产并且不含盐或基本上不含盐的冷凝物；其中，来自所述合成气体源的合成气体被引入所述第一通道并且咸水被弓I入所述第一蒸发室，使得来自所述合成气体的热量被传递至所述咸水而生产水蒸汽，所述水蒸汽被引入所述第二蒸发室中的第二通道并在其中冷凝以生产在所述收集器中被收集的无盐水。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括具有合成气体入口和合成气体出口的蒸汽发生器，其中合成气体通过所述合成气体入口被供入所述蒸汽发生器并产生蒸汽，所述蒸汽被供至连接到所述第一蒸发室中的所述第一通道上的蒸汽入口，藉此热量从所述蒸汽传递至存在于所述蒸发室中的咸水而形成水蒸汽，所述水蒸汽在所述第二蒸发室的所述第二通道中冷凝并作为无盐水冷凝物被收集。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述第一蒸发室设有蒸汽冷凝物出口， 由于蒸汽在所述第一蒸发室的所述通道中冷凝而形成的蒸汽冷凝物通过所述蒸汽冷凝物出口排出。
13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统还包括分离罐，离开所述蒸汽发生器的合成气体通过所述分离罐，以允许所述合成气体中的水分冷凝并在所述合成气体的下游净化之前从所述合成气体分离。
14.一种用于通过咸水的脱盐生产无盐水的系统，包括 咸水源；包括辐射式气体冷却器的合成气体源； 蒸汽源；连接到所述咸水源和所述蒸汽源上的加热室，所述加热室具有蒸汽入口、蒸汽冷凝物出口、水蒸汽出口和用于使所述咸水通过所述加热室的通道；可在降低的压力下操作的至少一个闪蒸罐，其连接到所述通道上以便接收在所述通道中产生的水蒸汽；辅助过热器，其连接到辅助蒸汽涡轮机上；以及收集器，其用于收集不含盐或基本上不含盐的冷凝物；所述合成气体源中生产的热合成气体通过热传递在所述辐射式气体冷却器中被冷却，以生产高压蒸汽和潮湿原态合成气体，所述高压蒸汽被所述辅助过热器过热并驱动所述辅助蒸汽涡轮机；藉此使用所述潮湿原态合成气体生产并通过使用所述过热的高压蒸汽获得的蒸汽被引入所述加热室并且热量被传递至所述通道中的咸水，以在所述通道中产生水蒸汽，所述水蒸汽在所述至少一个闪蒸罐中冷凝而生产无盐水，所述无盐水被收集在所述收集器内。 15. 一种用于通过咸水的脱盐生产无盐水的系统，包括 咸水源；包括辐射式气体冷却器的合成气体源；第一蒸发室，其具有蒸汽入口、蒸汽出口、咸水入口和水蒸汽出口，所述蒸汽入口连接到第一通道上，所述第一通道用于蒸汽通过所述蒸发室并实现向通过所述咸水入口被引入所述蒸发室的咸水进行热传递，以在所述第一蒸发室内生产水蒸汽；第二蒸发室，其具有咸水入口、水蒸汽入口和连接到所述第一蒸发室的所述水蒸汽出口上的第二通道；辅助过热器，其连接到辅助蒸汽涡轮机上；以及收集器，其用于收集不含盐或基本上不含盐的冷凝物；所述合成气体源中生产的热合成气体通过热传递在所述辐射式气体冷却器中冷却，从而生产高压蒸汽和潮湿原态合成气体，所述高压蒸汽被所述辅助过热器过热并驱动所述辅助蒸汽涡轮机；藉此使用所述潮湿原态合成气体生产并通过使用所述过热的高压蒸汽获得的蒸汽被引入所述第一蒸发室的所述第一通道，并且热量被传递至所述第一蒸发室中的咸水而生产水蒸汽，所述水蒸汽转至所述第二蒸发室中的所述第二通道并冷凝而产生无盐水，所述无盐水被收集在所述收集器内。
全文摘要
本发明涉及利用来自气化过程的能量的咸水脱盐系统和方法，具体而言，涉及通过咸水的脱盐、通过使用在气化反应中产生的加热的合成气体直接加热咸水或通过使用借助于加热的合成气体产生的蒸汽使咸水蒸发并产生无盐水的系统和方法。
文档编号C02F1/16GK102180531SQ20111000768
公开日2011年9月14日 申请日期2011年1月7日 优先权日2010年1月7日
发明者D·D·费尔, J·A·康基里 申请人:通用电气公司
