，并且pH調(diào)節(jié)劑可在各階段(例如，0)2和無(wú)機(jī)酸)間變化。
[0029]沿著經(jīng)預(yù)處理灰水101 (在氣化系統(tǒng)40內(nèi)部)和pH調(diào)節(jié)灰水106的流路布置pH傳感器112和114 (例如，圖1的pH傳感器39)。另外，沿著二氧化碳加入流100和102的流路布置控制閥116和118 (例如，圖1的控制閥37)，用于灰水處理?？刂破?4以通訊方式連接到PH傳感器112和114以及控制閥116和118?？刂破?4可執(zhí)行調(diào)節(jié)二氧化碳流100和102的相應(yīng)流速的指令，以至少根據(jù)pH傳感器112和114檢測(cè)的pH調(diào)節(jié)經(jīng)預(yù)處理灰水101和/或經(jīng)pH調(diào)節(jié)灰水106的pH。應(yīng)了解，下游灰水后處理系統(tǒng)94可具有不同范圍的適合PH水平。例如，用于深井注入的適合pH水平可在約4和7之間，而用于灰水生物處理系統(tǒng)的適合PH水平可在約7和8.5之間。因此，控制器34可執(zhí)行相互獨(dú)立調(diào)節(jié)控制閥116和118的指令，以保持用于各下游系統(tǒng)的適合pH水平。控制回路通過(guò)將變量測(cè)量與設(shè)定點(diǎn)比較，并通過(guò)控制閥/致動(dòng)器的控制動(dòng)作，來(lái)調(diào)節(jié)C02流量、壓力和警報(bào)?？刂圃O(shè)定點(diǎn)可相對(duì)于參數(shù)固定或改變。回路的完全自動(dòng)操作是標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)為所有控制應(yīng)用提供指定的單流分析儀。這些應(yīng)為連續(xù)在線分析儀，并且以與氣化中其它過(guò)程變量發(fā)送器相同的方式界面連接。
[0030]雖然布置pH傳感器114測(cè)量經(jīng)pH調(diào)節(jié)的水106的pH，但應(yīng)注意到，在二氧化碳注入前，系統(tǒng)也可包括測(cè)量經(jīng)預(yù)處理灰水101的pH的pH傳感器。因此，控制器34可響應(yīng)經(jīng)預(yù)處理灰水101的pH執(zhí)行調(diào)節(jié)控制閥118的指令。與二氧化碳注入下游的pH檢測(cè)比較，這種結(jié)構(gòu)使控制器34能夠更快地響應(yīng)上游條件變化。例如，如果燃料46變化，灰水84的pH就可能變化。pH傳感器114可快速地檢測(cè)pH變化，使控制器34能夠執(zhí)行調(diào)節(jié)二氧化碳流(100和相應(yīng)102)的流速的指令。將根據(jù)需要應(yīng)用安全互鎖，以防止個(gè)人、環(huán)境或公共危險(xiǎn)。為了提醒操作者警報(bào)條件，可通過(guò)PLC或DCS警報(bào)管理者圖形界面通告警報(bào)，這可在任何操作者工作站上顯示。
[0031]圖3為描繪在氣化系統(tǒng)40內(nèi)調(diào)節(jié)水流28的pH的方法122的實(shí)施方案的流程圖?？赏ㄟ^(guò)pH調(diào)節(jié)系統(tǒng)10的控制器34進(jìn)行此方法。因此，方法122的各步驟可包括執(zhí)行在機(jī)器可讀介質(zhì)(例如，控制器34的存儲(chǔ)器35)上設(shè)置的指令。二氧化碳源18產(chǎn)生(方框124) 二氧化碳流14。如上討論，在某些實(shí)施方案中，二氧化碳源18可以為AGR單元66、PSA單元74或二者。二氧化碳注射器22將二氧化碳注入(方框126)水流28，形成經(jīng)pH調(diào)節(jié)的水29。pH傳感器39檢測(cè)(方框128)經(jīng)pH調(diào)節(jié)的水29的pH。然后，控制器34可確定(方框130)是否pH適用于下游系統(tǒng)12。如果pH不適合，控制器34可通過(guò)調(diào)節(jié)控制閥37調(diào)節(jié)(方框132) 二氧化碳注入速率。然而，在pH適合時(shí)，氣化系統(tǒng)可繼續(xù)(方框134)操作，并且控制器34可保持控制閥37的位置。
[0032]公開(kāi)實(shí)施方案的技術(shù)效果包括調(diào)節(jié)氣化系統(tǒng)內(nèi)的pH。氣化系統(tǒng)可包括強(qiáng)堿性流(例如，PH大于10)。一般用強(qiáng)無(wú)機(jī)酸例如硫酸降低pH或中和。然而，現(xiàn)在已認(rèn)識(shí)到，二氧化碳能夠降低強(qiáng)堿性流的pH，即使碳酸和碳酸氫鹽為相對(duì)弱的酸。碳酸有利地與水形成緩沖溶液，從而穩(wěn)定水的pH?？稍跉饣到y(tǒng)自身內(nèi)產(chǎn)生二氧化碳，從而減小氣化系統(tǒng)對(duì)外部二氧化碳源的依賴。用二氧化碳調(diào)節(jié)PH提高氣化系統(tǒng)的效率，并減少氣化系統(tǒng)內(nèi)強(qiáng)無(wú)機(jī)酸的用量。如精確過(guò)程控制所需，使用C02可允許在單步驟或多步驟調(diào)節(jié)pH。
[0033]本書(shū)面說(shuō)明用實(shí)例公開(kāi)本發(fā)明，包括最佳方式，也用實(shí)例使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并施行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的可專(zhuān)利范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。這些其它實(shí)例旨在處于權(quán)利要求的范圍內(nèi)，只要它們具有不與權(quán)利要求字面語(yǔ)言有差異的結(jié)構(gòu)要素，或者只要它們包括與權(quán)利要求字面語(yǔ)言有非實(shí)質(zhì)差異的等價(jià)結(jié)構(gòu)要素。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氣化系統(tǒng)，所述氣化系統(tǒng)包括: 氣化器，所述氣化器構(gòu)造成使燃料和氧轉(zhuǎn)化成合成氣，其中所述氣化器包括驟冷室，該驟冷室構(gòu)造成用包含水的第一流減少所述合成氣內(nèi)的雜質(zhì)，以產(chǎn)生黑水；和 二氧化碳注射器，所述二氧化碳注射器構(gòu)造成用包含二氧化碳的第二流調(diào)節(jié)所述第一流的pH。
2.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括黑水系統(tǒng)，所述黑水系統(tǒng)構(gòu)造成從所述驟冷室接收黑水，并使所述黑水分離成灰水和煙灰。
3.權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中所述第一流包含來(lái)自所述黑水系統(tǒng)的至少一部分灰水。
4.權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中所述二氧化碳注射器構(gòu)造成通過(guò)將二氧化碳直接注入所述灰水調(diào)節(jié)所述灰水的pH。
5.權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中所述二氧化碳注射器構(gòu)造成通過(guò)將二氧化碳注入注射水以形成酸化水來(lái)調(diào)節(jié)所述灰水的PH，并且所述二氧化碳注射器構(gòu)造成將所述酸化水注入所述灰水。
6.權(quán)利要求3的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: PH傳感器，所述pH傳感器構(gòu)造成測(cè)量所述灰水的pH ; 控制閥，所述控制閥構(gòu)造成調(diào)節(jié)二氧化碳到所述二氧化碳注射器的流量；和控制器，所述控制器以通訊方式連接到所述pH傳感器和所述控制閥，其中所述控制器構(gòu)造成基于所述灰水的pH來(lái)調(diào)節(jié)所述控制閥。
7.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中通過(guò)所述氣化系統(tǒng)的酸性氣體去除(AGR)單元或所述氣化系統(tǒng)的變壓吸附(PSA)單元或二者產(chǎn)生二氧化碳。
8.權(quán)利要求7的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括構(gòu)造成在所述二氧化碳注射器上游壓縮二氧化碳的壓縮機(jī)。
9.一種方法，所述方法包括: 在氣化系統(tǒng)的二氧化碳源內(nèi)產(chǎn)生包含二氧化碳的第一流；和 用至少一部分所述第一流調(diào)節(jié)包含水的第二流的pH。
10.權(quán)利要求9的方法，其中所述二氧化碳源包括所述氣化系統(tǒng)的酸性氣體去除(AGR)單元或所述氣化系統(tǒng)的變壓吸附(PSA)單元或二者。
11.權(quán)利要求10的方法，其中調(diào)節(jié)所述第二流的pH包括用二氧化碳注射器將一部分所述第一流注入所述第二流。
12.權(quán)利要求11的方法，所述方法包括在二氧化碳存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)所述第一流的一部分，并且在時(shí)間延遲后，用所述二氧化碳注射器將所述第一流的該部分注入所述第二流。
13.權(quán)利要求9的方法，其中調(diào)節(jié)所述第二流的pH包括: 用PH傳感器檢測(cè)所述第二流的pH ;和 基于所述第二流的PH或下游系統(tǒng)的pH閾限控制所述第一流進(jìn)入所述第二流的注入速率。
14.權(quán)利要求13的方法，其中所述下游系統(tǒng)包括氣化器的驟冷室或灰水處理系統(tǒng)或二者。
15.權(quán)利要求9的方法，所述方法包括用包含無(wú)機(jī)酸的第三流調(diào)節(jié)所述第二流的pH。
16.一種氣化系統(tǒng)，所述氣化系統(tǒng)包括: 二氧化碳源，所述二氧化碳源構(gòu)造成從包含合成氣的引入流產(chǎn)生包含二氧化碳的第一流； 二氧化碳注射器，所述二氧化碳注射器構(gòu)造成使第一流注入包含水的第二流，以降低所述第二流的PH ;和 下游系統(tǒng)，所述下游系統(tǒng)構(gòu)造成接收所述第二流。
17.權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中所述二氧化碳源包括酸性氣體去除(AGR)單元或變壓吸附(PSA)單元或二者。
18.權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中所述下游系統(tǒng)包括灰水預(yù)處理或灰水后處理系統(tǒng)或二者。
19.權(quán)利要求16的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括在所述二氧化碳源和所述二氧化碳注射器之間布置的壓縮機(jī)，其中該壓縮機(jī)構(gòu)造成提高所述第一流的壓力。
20.權(quán)利要求16的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: pH傳感器，所述pH傳感器構(gòu)造成測(cè)量所述第二流的pH ; 控制閥，所述控制閥構(gòu)造成調(diào)節(jié)所述第一流到所述二氧化碳注射器的流速；和控制器，所述控制器以通訊方式連接到所述pH傳感器和所述控制閥，其中所述控制器構(gòu)造成基于所述第二流的pH和所述下游系統(tǒng)的pH閾限來(lái)調(diào)節(jié)所述控制閥。
【專(zhuān)利摘要】一種氣化系統(tǒng)包括：水源；下游系統(tǒng)，所述下游系統(tǒng)構(gòu)造成從水源接收具有水的第一流；和二氧化碳注射器，所述二氧化碳注射器構(gòu)造成用具有二氧化碳的第二流調(diào)節(jié)水的pH，以形成經(jīng)pH調(diào)節(jié)的水。
【IPC分類(lèi)】C10J3-72, C02F1-66
【公開(kāi)號(hào)】CN104540927
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380043740
【發(fā)明人】馬宗達(dá) A., S. 凱恩 J.
【申請(qǐng)人】通用電氣公司
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2013年7月29日
【公告號(hào)】EP2885382A1, US9108869, US20140047975, WO2014031287A1