[发明专利]气化和费托工艺废水处理

说明书

在用于处理来自气化和费托(F‑T)组合工艺的废水的工艺中，来源于城市固体废弃物等的原料在反应器(R)中气化并在产生含盐和无机污染物的第一废水流(第一WWT流)的净化单元(C)中处理。第一废水流在处理单元(T1)中处理以去除源自合成气的无机污染物。该处理包括a)脱气，和随后b)中和第一废水流，然后在溶气浮选单元(72c)中处理和在移动沙床或类似装置(72d)中过滤以去除固体，以及汽提工艺以去除氨。含有有机污染物但盐分含量低的第二废水流(第二WWT流)来自F‑T工艺，并单独处理以允许在F‑T工艺中再循环。

技术领域

本发明涉及一种用于处理来自气化工艺的废水的方法。气化工艺用于生成用于费托(F-T)工艺的原料而产生烃类燃料。

背景技术

费托工艺广泛用于从一氧化碳和氢气生产燃料，并且可以用下式表示：

(2n+1)H₂+nCO→C_nH_2n+2+nH₂O

该反应是高度放热的并且在升高的温度(通常至少180℃，例如200℃或更高)和压力(例如，至少10巴)的条件下由费-托催化剂(通常是钴基催化剂)催化。获得产物混合物，且n通常涵盖10至120的范围。希望的是最小化甲烷选择性，即，产物混合物中甲烷(n＝1)的比例，并最大化对C5和更高(n≥5)链烷烃的选择性，通常达到90％或更高的水平。还希望最大化一氧化碳的转化。

氢和一氧化碳原料通常是合成气。

合成气可以通过在升高的温度(例如约700℃或更高)下气化碳质材料来生产。碳质材料可以包括可以被气化以产生合成气的任何含碳材料。碳质材料可以包括生物质(例如，植物或动物物质、可生物降解的废物等)、食物资源(例如，玉米、大豆等)和/或非食物资源，诸如煤(例如，劣质煤、优质煤、洁净煤等)、油(例如，原油、重油、沥青砂油、页岩油等)、固体废弃物(例如，城市固体废弃物、危险废物)、垃圾衍生燃料(RDF)、轮胎、石油焦、垃圾、废料、沼气、污水污泥、动物粪便、农业废弃物(例如，玉米秸秆、柳枝稷、草屑)、建筑拆除材料、塑料材料(例如、塑料废弃物)、轧棉机废弃物、垃圾填埋气、它们中的两种或更多种的混合物等。碳质材料还可以是固体回收燃料(SRF)，它是通常源自纸、卡片、木材、纺织品和塑料的具有较高热值的废料。

新鲜合成气可以通过蒸汽重整(例如，蒸汽甲烷重整(SMR)反应，其中甲烷在蒸汽甲烷重整(SMR)催化剂存在下与蒸汽反应)；部分氧化；自热重整；二氧化碳重整；或其中两种或更多种的组合进行处理以调节H₂与CO的摩尔比。在本申请中，合成气的这种处理被广义地认为是F-T工艺的一部分，并且由这种处理产生的任何废水流被认为是来自F-T工艺而不是来自气化工艺本身的废水流。

新鲜合成气中H₂与CO的摩尔比理想地在约1.6:1至约2.2:1、或约1.8:1至约2.10:1、或约1.95:1到约2.05:1的范围内。

新鲜合成气可以任选地与也含有H₂和CO的再循环的尾气(例如，再循环的FT尾气)组合以形成反应混合物。尾气可任选地包含H₂和CO，H₂与CO的摩尔比在约0.5:1至约2:1，或约0.6:1至约1.8:1，或约0.7:1至约1.2:1的范围内。

组合的FT合成气进料(包括与再循环尾气组合的新鲜合成气)理想地包含摩尔比在约1:1至约2.1:1或约1.7:1至约2.0:1，或约1.7:1至约1.9:1范围内的H₂和CO。

本发明特别地但非专门地涉及处理来自利用城市固体废弃物(MSW)或商业和工业废弃物(CI)作为气化原料的气化工艺的废水，其往往会产生具有高水平污染物的废水。这种废水的处置和这些污染物的去除是迫切的问题。

需要不涉及垃圾填埋的MSW和CI废弃物处置。