蒸気を使用するプロセス水の処理方法
【課題】水処理システムおよび方法を提供する。
【解決手段】１つ以上の熱破壊性汚染物質を含有する水を蒸気と接触させて、本質的に汚染物質を含まない水、ならびに該蒸気と該１つ以上の熱破壊性汚染物質の少なくとも一部とを含有する再利用物を含む排水を提供することが可能である。該再利用物中の該１つ以上の熱破壊性汚染物質は、１つ以上の燃焼プロセスを使用して、熱破壊され得る。
【解決手段】１つ以上の熱破壊性汚染物質を含有する水を蒸気と接触させて、本質的に汚染物質を含まない水、ならびに該蒸気と該１つ以上の熱破壊性汚染物質の少なくとも一部とを含有する再利用物を含む排水を提供することが可能である。該再利用物中の該１つ以上の熱破壊性汚染物質は、１つ以上の燃焼プロセスを使用して、熱破壊され得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本実施形態は、概してプロセス水流の処理に関する。より詳しくは、本発明の実施形態は、炭化水素ガス化プロセスにより生成されるプロセス水流の処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術の説明
ガス化は、炭素質材料を一酸化炭素および水素ガスに変換するための、高温プロセスである。一酸化炭素と水素の混合物は、その後の有機および無機の両方の化学物質の合成にしばしば使用されるため、該ガスは、しばしば「合成用ガス」、またはより簡潔に、「合成ガス」と称される。合成ガスは、電気または流れを生成するための燃料として、化学製品製造のための原材料として、また水素源として使用され得る。
【０００３】
ガス化への典型的な送給材料には、重質原油、タールサンドから回収された瀝青、油頁岩からの油母、コークス、ならびに他の高硫黄および／または高金属含有残渣等の加工材料の純粋な、または残渣である石油関連材料；ガス；および様々な炭素質廃棄材料が挙げられる。乾燥またはスラリー状原料は、還元性雰囲気および高温高圧で、ガス化装置内で反応される。結果として生じる合成ガスは、通常、送給炭素含有量の約８５パーセントを一酸化炭素および水素として含有し、残りは二酸化炭素、水蒸気、およびメタンの混合物である。合成ガスは、華氏約１，０００度から華氏約２，９００度の温度でガス化装置を出ることができる。硫黄含有化合物、ハロゲン化合物、およびアンモニア含有化合物等のガス化装置原料中に存在する汚染物質は、ガス化装置を出る高温の合成ガス中に存在する。
【０００４】
この高温の合成ガスは、プロセス原料としての後の使用のために精製されることが可能であるが、合成ガスからの不純物および汚染物質の清浄に使用されるほとんどのプロセス設備は、ガス化装置を出る温度よりはるかに低い温度で動作する。従って、合成ガスは、後の処理の前にかなりの冷却を要する。第１段階冷却は、通常、水、冷却された合成ガス、または他の比較的冷たい媒体との非接触熱交換を使用して達成される。合成ガスの温度を露点より下に低下させると、合成ガス中に存在する水の一部が凝縮する。水蒸気が凝縮するにつれて、硫化水素、塩化水素、アンモニア、および炭化水素等の、合成ガス中に存在する汚染物質は、復水に吸収される。湿式ベンチュリ洗浄、焼き入れ、またはそれらの同等物等の直接冷却法が、合成ガスの第２段階冷却を達成するために、しばしば使用される。直接接触冷却が、合成ガスの温度を華氏約４００度から約７００度に効率良く降下させることが可能である一方で、合成ガスと接触する多量の冷却水は、顕著な付加的汚染物質を同伴飛沫する。従って、非接触第１冷却段階からの復水、および第２冷却段階からの接触冷却水の両方が、排出前に処理を要する。
【０００５】
プロセス復水および接触冷却水は、しばしば大規模産業または公営の処理施設で組み合わされ、処理される。しかし、ガス化プロセスが遠隔地で用いられる場合、そのような専用の処理用インフラストラクチャーは、しばしば利用できないか、生成された大量の連続的な水に適切に対処するための十分な水理的能力に欠ける。
【０００６】
炭化水素ガス化プロセスにより生成される比較的大量の水を再使用するための、効率的かつ経済的な処理方法が必要とされる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
詳細な説明
以降、詳細説明を記載する。添付の請求項のそれぞれは、別個の発明を定義し、侵害に関する目的で特許請求の範囲に明記された様々な要素または制限の同等物を含むとみなされる。文脈により、以下の「発明」への言及は、場合により、特定の具体的な実施形態のみを指す場合がある。他の場合には、「発明」への言及は、請求項のうちの１つ以上で挙げられた主題を指すが、必ずしもすべての請求項であるとは限らないことが認識される。具体的な実施形態、バージョン、実施例を含めて、本発明のそれぞれを、これから以下にさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施形態、バージョン、または実施例に限定されず、これらは、本特許内の情報が入手可能な情報および技術と組み合わされた場合、当業者の本発明の作製および使用を可能にするために含められる。
【０００８】
水処理システムおよび方法を記載する。１つ以上の熱破壊性汚染物質を含有する水は、蒸気と接触させて、本質的に汚染物質を含まない水、ならびに該蒸気と該１つ以上の熱破壊性汚染物質の少なくとも一部とを含有する再利用物を含む排水を提供することが可能である。該再利用物中の該１つ以上の熱破壊性汚染物質は、１つ以上の燃焼プロセス、例えば炭化水素ガス化プロセスを使用して、熱破壊され得る。
【０００９】
本明細書で使用される場合、「熱破壊性汚染物質」は、化合物を１００℃（華氏２１０度）を上回る温度にさらすことにより、物理的に劣化および／または分解され得る任意の化合物および／または化学種を含み得るが、それらに限定されない。例示的な熱破壊性化合物は、炭化水素、アンモニア、および有機化合物を含み得るが、それらに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の上記に挙げた特色が細部にわたり理解され得るように、上記で簡単に要約した本発明のより詳しい説明が、実施形態を参照することにより得られ、そのいくつかは添付の図面で例示される。しかしながら、本発明は、他の同様に有効な実施形態を認めることが可能であるため、添付の図面は本発明の典型的な実施形態を例示するに過ぎず、従って、その範囲を限定するものとみなされるべきでないことに留意されたい。
【００１１】
【図１】説明される１つ以上の実施形態に従った例示的水処理システムを描写する。
【図２】説明される１つ以上の実施形態に従った、別の例示的水処理システムを描写する。
【図３】説明される１つ以上の実施形態に従った、図１の処理システムを利用する例示的ガス化システムを描写する。
【図４】説明される１つ以上の実施形態に従った、図２の処理システムを利用する例示的ガス化システムを描写する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図を参照すると、図１は、１つ以上の実施形態に従った例示的水処理システムを描写する。１つ以上の実施形態において、ライン６０における１つ以上の熱破壊性汚染物質（「第１排水」）を含有する水、およびライン５５を経由する第１蒸気供給は、１つ以上の分離器７０に導入され得る。蒸気と第１排水の重量比は、約１：１から約２０：１、約２：１から約１５：１、または約５：１から約１０：１の範囲であってもよい。１つ以上の分離器７０内で、蒸気は水と接触し、熱破壊性汚染物質の少なくとも一部を水から除去し得る。蒸気および１つ以上の汚染物質は、分離器７０から水蒸気として上に引き出され、ライン７５を経由して再利用物（「第１再利用物」）を提供し得る。本質的に汚染物質を含まない水は、分離器７０から残液として除去され、ライン８０を経由して排水（「第３排水」）を提供し得る。１つ以上の実施形態において、ライン７５における第１再利用物は、燃焼プロセス、例えば炭化水素ガス化プロセスに戻されることが可能であり、該１つ以上の熱破壊性汚染物質は、分解、劣化、または別の方法で変換され得る。
【００１３】
１つ以上の実施形態において、ライン５５を経由する第１蒸気供給の少なくとも一部は、外部システム、例えば商業および／または産業流通システムにより供給され得る。１つ以上の実施形態において、ライン５５を経由する第１蒸気供給の少なくとも一部は、１つ以上のリボイラ９０を使用して生成され得る。１つ以上のボイラ９０のための補給水は、ライン８５を経由して分離機７０から引かれ得る。リボイラ９０で生成された蒸気の少なくとも一部は、ライン５５を経由して分離機に供給され得る。分離機に供給された蒸気は、飽和または過熱状態のいずれかであり得る。ライン５５を経由して分離器７０に供給された蒸気の圧力は、約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）から約４，０００ｋＰａ（５６５ｐｓｉｇ）、約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）から約３，０００ｋＰａ（４２０ｐｓｉｇ）、または約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）から約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００１４】
１つ以上の実施形態において、ライン６０における第１排水は、限定されないが、溶存炭化水素、アンモニア、および／または他の有機化合物を含む、１つ以上の熱破壊性汚染物質を含むことが可能である。１つ以上の実施形態において、第１排水中のアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍから約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍから約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍから約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１排水中の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍから約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍから約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍから約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１排水の温度は、約１０℃（華氏５０度）から約２００℃（華氏３９０度）、約２０℃（華氏７０度）から約１５０℃（華氏３００度）、または約３０℃（華氏８５度）から約１２５℃（華氏２６０度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１排水の圧力は、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）から約５，０００ｋＰａ（７１０ｐｓｉｇ）、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）から約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）から約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００１５】
１つ以上の実施形態において、ライン７５を経由する第１再利用物は、限定されないが、溶存炭化水素、アンモニア、および／または他の有機化合物を含む、１つ以上の熱破壊性汚染物質を含むことが可能である。１つ以上の実施形態において、第１再利用物中のアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍｗから約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗから約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗから約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１再利用物中の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗから約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗから約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗから約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１再利用物の温度は、約１００°Ｃ（華氏２１０度）から約２５０°Ｃ（華氏４８０度）、約１５０°Ｃ（華氏３００度）から約２２５°Ｃ（華氏４３５度）、または約１７５°Ｃ（華氏３４５度）から約２２０°Ｃ（華氏４３０度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン７５における第１再利用物の圧力は、約５１５ｋＰａ（６０ｐｓｉｇ）から約４，０００ｋＰａ（５６５ｐｓｉｇ）、約５１５ｋＰａ（６０ｐｓｉｇ）から約３，０００ｋＰａ（４２０ｐｓｉｇ）、または約５１５ｋＰａ（６０ｐｓｉｇ）から約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００１６】
１つ以上の実施形態において、ライン８０における第３排水は、水および低レベルの溶解された有機化合物、アンモニアおよびアンモニア含有化合物、それらの混合物、それらの誘導体、ならびに／またはそれらの組み合わせを含むことが可能である。１つ以上の実施形態において、第３排水中のアンモニア濃度は、約０．１ｐｐｍｗから約５０ｐｐｍｗ、約０．１ｐｐｍｗから約２５ｐｐｍｗ、または約０．１ｐｐｍｗから約１０ｐｐｍｗの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第３排水中の炭化水素濃度は、約１ｐｐｍｗから約５０ｐｐｍｗ、約１ｐｐｍｗから約２５ｐｐｍｗ、または約１ｐｐｍｗから約１０ｐｐｍｗの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第３排水中の温度は、約２５℃（華氏８０度）から約９５℃（華氏２００度）、約３０℃（華氏８５度）から約６５℃（華氏１５０度）、または約３０℃（華氏８５度）から約５５℃（華氏１３０度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン８０における第３排水の圧力は、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）から約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）から約７００ｋＰａ（９０ｐｓｉｇ）、または約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）から約６００ｋＰａ（７５ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００１７】
１つ以上の実施形態において、ライン８０における第３排水の全てまたは一部は、例えばボイラ給水、冷却水、および／またはプロセス水のような、プロセスおよび／または実用水の要件を満たすように処理および／または再使用され得る。１つ以上の実施形態において、ライン８０における第３排水の少なくとも一部は、イオン交換、逆浸透、限外ろ過、またはそれらのいずれの組み合わせをも含む１つ以上のボイラ給水処理システムに導入され得るが、それらに限定されない。１つ以上の実施形態において、ライン８０における第３排水の少なくとも一部は、１つ以上の閉および／または開ループ冷却システム（図示せず）において冷却水として使用され得る。１つ以上の実施形態において、第３排水は、炭化水素ガス化プロセス（図示せず）におけるプロセス水として使用するよう再利用され得る。１つ以上の実施形態において、ライン８０における第３排水の最低約５％ｗｔ、約２５％ｗｔ、約５０％ｗｔ、約７５％ｗｔ、約９５％ｗｔ、または約９９．９％ｗｔが、ボイラ給水として処理および再使用され得る。１つ以上の実施形態において、第３排水の最低約５％ｗｔ、約２５％ｗｔ、約５０％ｗｔ、約７５％ｗｔ、約９５％ｗｔ、または約９９．９％が、冷却水として処理および再使用され得る。１つ以上の実施形態において、第３排水の最低約５％ｗｔ、約２５％ｗｔ、約５０％ｗｔ、約７５％ｗｔ、約９５％ｗｔ、または約９９．９％ｗｔが、炭化水素ガス化プロセスにおけるプロセス水として処理および再使用され得る。
【００１８】
１つ以上の実施形態において、ライン７５における第１再利用物は、１つ以上の化学プロセス（図示せず）の蒸気要件の少なくとも一部を供給することが可能である。図１には示していないが、１つ以上の実施形態において、第１再利用物は１つ以上の炭化水素ガス化装置の動作に必要な蒸気の少なくとも一部を供給するために使用され得る。
【００１９】
１つ以上の実施形態において、１つ以上の分離器７０は、トレイ、リング、ボール、またはサドルを、任意の頻度および／またはそれらを組み合わせて含むカラムであり得る。１つ以上の実施形態において、分離器７０は、部分的にまたは完全に空のカラムであり得る。１つ以上の実施形態において、分離器７０の動作温度は、約２０℃（華氏７０度）から約１００℃（華氏２１０度）、約２０℃（華氏７０度）から約７０℃（華氏１６０度）、または約２０℃（華氏７０度）から約５０℃（華氏１２０度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、分離器７０の動作圧力は、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）から約５，０００ｋＰａ（７１０ｐｓｉｇ）、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）から約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）から約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００２０】
図２は、１つ以上の実施形態に従い水を処理する別の例示的システムを描写する。１つ以上の実施形態において、ライン２０において熱破壊性汚染物質および熱非破壊性汚染物質の両方を含む水（「第２排水」）およびライン１５を経由する第２低圧力蒸気供給は、１つ以上の分離器３０に導入できる。第２蒸気供給と第２排水の重量比は、約１：１〜約２０：１、約２：１〜約１５：１、または約５：１〜約１０：１の範囲であってもよい。分離器３０内で、低圧力蒸気は水と接触し、１つ以上の熱非破壊性汚染物質の少なくとも一部をそこから除去できる。１つ以上の熱非破壊性汚染物質を含む低圧力蒸気（「第２再利用物」）は、ライン３５を経由して分離器から除去してもよい。１つ以上の熱破壊性汚染物質を含む水（「第２中間物」）は、ライン４０を経由し、底部流として分離器３０から抜き取ることができる。１つ以上の実施形態において、回収プロセス、例えば炭化水素ガス化プロセス（図示せず）における酸性ガスユニットに第２再利用物を戻してもよく、１つ以上の熱非破壊性汚染物質を処理、除去および／または回収できる。
【００２１】
本明細書で使用される場合、「熱非破壊性汚染物質」という用語は、１００℃（華氏２１０度）を超過する温度への曝露により容易に劣化および／または分解されない任意の化合物を含んでもよい。説明例は、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、塩化水素（ＨＣｌ）、および硫化カルボニル（ＣＯＳ）を含むがそれらに限定されない。
【００２２】
１つ以上の実施形態において、ライン２０における第２排水は、水、１つ以上の熱非破壊性汚染物質、および１つ以上の熱破壊性汚染物質を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２０における第２排水の硫化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２排水の塩化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２排水の硫化カルボニル濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２排水のアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２排水の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２排水の温度は、約４０℃（華氏１０５度）〜約２６０℃（華氏５００度）、約９０℃（華氏１９５度）〜約２００℃（華氏３９０度）、または約９０℃（華氏１９５度）〜約１５０℃（華氏３００度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２０における第２排水の圧力は、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）〜約３，０００ｋＰａ（４２０ｐｓｉｇ）、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００２３】
１つ以上の実施形態において、ライン３５における第２再利用物は、蒸気および熱非破壊性汚染物質の少なくとも一部を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、第２再利用物の硫化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２再利用物の塩化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２再利用物の硫化カルボニル濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３５における第２再利用物の温度は、約１００℃（華氏２１０度）〜約２３０℃（華氏４４５度）、約１４０℃（華氏２８５度）〜約２１０℃（華氏４１０度）、または約１６０℃（華氏３２０度）〜約１９０℃（華氏３７５度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３５における第２再利用物の圧力は、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約３，０００ｋＰａ（４２０ｐｓｉｇ）、約５００ｋＰａ（６０ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約７５０ｋＰａ（９５ｐｓｉｇ）〜約１，５００ｋＰａ（２００ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００２４】
１つ以上の実施形態において、ライン４０における第２中間物は、水および１つ以上の熱破壊性汚染物質を含んでもよく、汚染物質は溶存炭化水素、アンモニア、有機化合物、それらの混合物、それらの誘導体、および／またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、第２中間物のアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２中間物の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン４０における第２中間物の温度は、約４０℃（華氏１０５度）〜約１５０℃（華氏３００度）、約６０℃（華氏１４０度）〜約１３５℃（華氏２７５度）、または約７５℃（華氏１６５度）〜約１１０℃（華氏２３０度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン４０における第２中間物の圧力は、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約３，０００ｋＰａ（４２０ｐｓｉｇ）、約５００ｋＰａ（６０ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約７５０ｋＰａ（９５ｐｓｉｇ）〜約１，５００ｋＰａ（２００ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００２５】
１つ以上の実施形態において、ライン１５を経由する１つ以上の分離器３０への第２蒸気供給は、１つ以上のリボイラ５０を使用して生成できる。１つ以上の実施形態において、リボイラの補給水は、ライン４５を経由して分離器３０から引き込んでもよい。１つ以上の実施形態において、ライン１５における第２蒸気供給を飽和させてもよい。１つ以上の実施形態において、ライン１５における蒸気の圧力は、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約１，５００ｋＰａ（２００ｐｓｉｇ）、約３００ｋＰａ（３０ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）、または約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）〜約８００ｋＰａ（１００ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、リボイラ５０を外部蒸気源と取り替え、ライン１５を経由して分離器３０に第２蒸気供給を提供してもよい。１つ以上の実施形態において、第２蒸気供給は、約１２５℃（華氏２６０度）〜約１８５℃（華氏３６５度）、約１３５℃（華氏２７５度）〜約１８５℃（華氏３６５度）、または約１５０℃（華氏３００度）〜約１７０℃（華氏３４０度）の温度であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン１５における蒸気の全体または一部を、外部蒸気源、例えば商業用および／または産業用分配システムを使用して供給してもよい。
【００２６】
１つ以上の実施形態において、１つ以上の分離器３０は、トレイ、リング、ボール、またはサドルを任意の頻度および／または組み合わせで含むカラムであってもよい。１つ以上の実施形態において、分離器３０は、部分的または完全に空のカラムであってもよい。１つ以上の実施形態において、１つ以上の分離器３０は、約２５℃（華氏８０度）〜約１００℃（華氏２１０度）、約５０℃（華氏１２０度）〜約９０℃（華氏１９５度）、または約６０℃（華氏１４０度）〜約８０℃（華氏１７５度）の温度で動作できる。１つ以上の実施形態において、１つ以上の分離器３０は、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）〜約１，５００ｋＰａ（２００ｐｓｉｇ）、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）、または約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）〜約８００ｋＰａ（１００ｐｓｉｇ）の圧力で動作できる。
【００２７】
１つ以上の実施形態において、１つ以上のリボイラ５０は、熱処理液、伝熱液等を使用して供給される熱を用いるシェル‐アンド‐チューブ、Ｕ‐チューブ、バイオネット、および再生型熱交換器を含んでもよいがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、リボイラ５０は、直接燃焼式ボイラであってもよい。１つ以上の実施形態において、リボイラ５０は、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）〜約１，５００ｋＰａ（２００ｐｓｉｇ）、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）、または約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）〜約８００ｋＰａ（１００ｐｓｉｇ）の圧力で動作できる。１つ以上の実施形態において、リボイラ５０は、約１２５℃（華氏２６０度）〜約１８５℃（華氏３６５度）、約１３５℃（華氏２７５度）〜約１８５℃（華氏３６５度）、または約１５０℃（華氏３００度）〜約１７０℃（華氏３４０度）の温度で動作できる。
【００２８】
１つ以上の実施形態において、ライン４０を経由する第２中間物は、それぞれ１つ以上の熱破壊性汚染物質を含む、１つ以上のその他の水と組み合わせてもよい。１つ以上の特定実施形態において、ライン４０における第２中間物を、ライン６０を経由して１つ以上の熱破壊性汚染物質を含む第１排水と組み合わせ、ライン６５を経由して送給を提供できる。ライン６５を経由する送給は、１つ以上の分離器７０に導入できる。蒸気および熱破壊性汚染物質の少なくとも一部を含む第１再利用物は、ライン７５を経由して分離器７０から引き込んでもよい。水蒸気蒸留された本質的に汚染物質を含まない水を含む第３排水は、ライン８０を経由して分離器７０から除去できる。
【００２９】
図３は、１つ以上の実施形態に従い、図１の処理システムを利用する例示的ガス化システムを描写する。１つ以上の実施形態において、ガス化システム１００は、１つ以上の水処理システム１０、ガス化装置２００、第１段階冷却器２７５、粒子除去システム３００、第２段階冷却器３７５、およびガス精製システム４００を含み、ライン４１０を経由して合成ガスを産生できる。１つ以上の実施形態において、ガス化システムは、合成ガスの少なくとも一部をガス化装置送給搬送用流体として圧縮および再利用する１つ以上のコンプレッサ２６５を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、ガス化システムは、１つ以上のガスコンバータ５００を含み、合成ガスの少なくとも一部を１つ以上の産物に変換できる。産物は、フィッシャ‐トロプシュ産物、メタノール、アンモニア、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、それらの誘導体、およびそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、ガス化システム１００は、１つ以上の水素分離器６００、燃料電池６５０、燃焼器７００、ガスタービン７２５、廃熱ボイラ８００、蒸気タービン８５０、および発生器７７５、８７５を含み、燃料、動力、蒸気、および／またはエネルギを産生できる。
【００３０】
「搬送用流体」という用語は、本明細書で使用される場合、ガス化装置への原料の流動および／または輸送に使用される任意の流体または流体混合物であってもよい。搬送用流体は、空気、水、蒸気、合成ガス、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素、本質的に無窒素のガス、低酸素ガスまたは液体、それらの混合物、および／またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、搬送用流体は、高い発熱量を有する非酸化ガス、例えばメタン等の天然ガスであってもよい。
【００３１】
「本質的に無窒素の」という用語は、本明細書で使用される場合、約５％ｖｏｌ窒素、約４％ｖｏｌ窒素、約３％ｖｏｌ窒素、約２％ｖｏｌ窒素、または約１％ｖｏｌ窒素未満を含む任意のガスであってもよい。
【００３２】
ライン２１０を経由する１つ以上の原料、およびライン２０５を経由する１つ以上の酸化剤を１つ以上のガス化装置２００に導入し、ライン２８０を経由して生合成ガスを提供してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２１０における１つ以上の原料を、１つ以上のガス化装置２００に導入する前に、ライン２７０を経由して導入される１つ以上の搬送用ガスと混合してもよい。１つ以上の実施形態において、１つ以上のコンプレッサ２６５を使用し、圧縮された搬送用ガス２７０を供給してもよい。
【００３３】
「原料」および複数形の「原料」という用語は、本明細書で使用される場合、固体、液体、気体、またはそれらの任意の組み合わせの１つ以上の炭素質（例えば、炭素ベースおよび／または炭素含有）材料を意味する。炭素質材料は、バイオマス（例えば、プラントおよび／または動物物質、またはプラントおよび／または動物由来物質）、石炭（無煙炭、瀝青、亜瀝青および褐炭を含む）、油頁岩、コークス、タール、アスファルテン、低灰分または無灰分ポリマ、炭化水素ベースのポリマ材料、バイオマス由来材料、または製造動作に由来する炭素質副産物を含むがそれらに限定されない。炭化水素ベースのポリマ材料は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレンを含み、その他のポリオレフィン、ホモポリマ、コポリマ、ブロックコポリマ、およびそれらの混合物を含む熱可塑性物質、エラストマ、ゴム；ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリブレンド、ポリ炭化水素含有酸素；炭化水素ワックス等の石油精製所および石油化学プラントからの重炭化水素汚泥および残油産物、それらの混合物、それらの誘導体、およびそれらの組み合わせを含んでもよいがそれらに限定されない。
【００３４】
１つ以上の実施形態において、ライン２１０における原料は、２つ以上の炭素質（例えば、炭素含有）材料の混合物または組み合わせを含んでもよい。１つ以上の実施形態において、１つ以上の原料は、ガス化装置２００内に適合するサイズに適切に縮小されたカーペットおよび／またはバンパおよびダッシュボードを含むプラスチック自動車部品／コンポーネント等の廃棄された消費者製品を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、原料は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、それらの誘導体、それらの混合物、またはそれらの任意の組み合わせ等の１つ以上の再生プラスチックを含んでもよい。したがって、本プロセスは、既製材料の適切な処理に関する指令に対応するために有用となり得る。
【００３５】
１つ以上の実施形態において、ライン２１０を経由する原料は、ライン２７０を経由して供給される１つ以上の搬送用流体を使用し、スラリーまたは懸濁液としてガス化装置２００に運搬されてもよい。１つ以上の実施形態において、原料を例えば水分１８％まで乾燥させた後、ガス化装置２００に送給する前に、１つ以上の並列皿形粉砕機等の製粉ユニットにより粉砕してもよい。１つ以上の実施形態において、原料を平均粒子直径サイズ約５０μｍ〜約５００μｍ、約５０μｍ〜約４００μｍ、約１５０μｍ〜約４５０μｍ、または約２５０μｍ〜約４００μｍにまで縮小してもよい。ライン２７０を経由する搬送用流体は、原料の粒子サイズを縮小する前または後のいずれかに、ライン２１０において原料に添加されてもよい。
【００３６】
１つ以上の実施形態において、１つ以上の酸素捕捉剤および／または吸着剤をライン２１０において原料に添加し、ガス化装置２００に存在する水素との無制御反応を支持するために必要な閾値より低いレベルにガス化装置内の酸素濃度を制限することができる。１つ以上の実施形態において、酸素捕捉剤は、反応して一酸化炭素および／または二酸化炭素を形成することにより、ガス化装置２００に存在する残渣酸素と化学結合できる反応性炭素を含む灰を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、吸着剤を使用し、ガス化装置２００に導入する前に、ライン２１０において原料の塵埃を払う、または原料を被覆することにより、ライン２１０内およびガス化装置２００内での原料の凝集を削減できる。図１には示されていないが、１つ以上の実施形態において、１つ以上の吸着剤を直接ガス化装置２００に添加してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２１０において原料と混合する前に、吸着剤を平均サイズ約５μｍ〜約１００μｍ、または約１０μｍ〜約７５μｍの粒にしてもよい。例示的な吸着剤は、炭素富化灰、ライムストーン、ドロマイト、粉コークスを含むがそれらに限定されない。原料から放出された残渣硫黄を、送給における天然カルシウムまたはカルシウムベースの吸着剤により捕捉し、硫化カルシウムを形成してもよい。
【００３７】
１つ以上の実施形態において、ライン２０５を経由してガス化装置に添加される酸化剤の量および種類は、合成ガスの組成および物理特性を決定し得るため、そこから下流側の産物が生成される。１つ以上の酸化剤は、空気、酸素、本質的に酸素、酸素富化空気、酸素と空気の混合物、酸素と不活性ガス、例えば窒素およびアルゴンとの混合物等を含んでもよいがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、酸化剤は、約６５％ｖｏｌ酸素以上、約７０％ｖｏｌ酸素以上、約７５％ｖｏｌ酸素以上、約８０％ｖｏｌ酸素以上、約８５％ｖｏｌ酸素以上、約９０％ｖｏｌ酸素以上、約９５％ｖｏｌ酸素以上、または約９９％ｖｏｌ酸素以上を含んでもよい。本明細書で使用される場合、「本質的に酸素」という用語は、５１％ｖｏｌ酸素以上を含む気体を意味する。本明細書で使用される場合、「酸素富化空気」という用語は、２１％ｖｏｌ酸素以上を含む気体を意味する。酸素富化空気は、例えば空気の低温蒸留、圧力スイング吸着法、膜分離、またはそれらの組み合わせから得られる。１つ以上の実施形態において、ガス化システムは、１つ以上の空気分離ユニット（「ＡＳＵ」）９００を含み、ライン９１０を経由して、本質的に無窒素の酸化剤源をガス化装置２００に提供できる。本質的に無窒素の酸化剤をガス化装置２００内で使用することにより、本質的に無窒素の合成ガスの産生が可能になる。
【００３８】
１つ以上の実施形態において、生合成ガスは、ライン２８０を経由して１つ以上のガス化装置から出てもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２８０における本質的に無窒素の生合成ガスは、８０％ｖｏｌ以上の一酸化炭素および水素、８５％ｖｏｌ以上の一酸化炭素および水素、９０％ｖｏｌ以上の一酸化炭素および水素、または９５％ｖｏｌ以上の一酸化炭素および水素を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２８０における生合成ガスは、主として二酸化炭素とメタンのバランスの取れた７５％ｖｏｌ以上の一酸化炭素および水素を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２８０における生合成ガスの一酸化炭素含有量は、最低約１０％ｖｏｌ、２０％ｖｏｌまたは３０％ｖｏｌから最高約５０％ｖｏｌ、７０％ｖｏｌまたは８５％ｖｏｌの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、生合成ガスの水素含有量は、最低約１％ｖｏｌ、５％ｖｏｌまたは１０％ｖｏｌから最高約３０％ｖｏｌ、４０％ｖｏｌまたは５０％ｖｏｌの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、生合成ガスの水素含有量は、約２０％ｖｏｌ〜約３０％ｖｏｌの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２８０における生合成ガスは、窒素、メタン、二酸化炭素、水、硫化水素、および塩化水素の複合物を２５％ｖｏｌ未満、２０％ｖｏｌ未満、１５％ｖｏｌ未満、１０％ｖｏｌ未満、または５％ｖｏｌ未満含んでもよい。
【００３９】
１つ以上の実施形態において、ライン２８０における生合成ガスの二酸化炭素濃度は、約２５％ｖｏｌ以下、２０％ｖｏｌ以下、１５％ｖｏｌ以下、１０％ｖｏｌ以下、５％ｖｏｌ以下、３％ｖｏｌ以下、２％ｖｏｌ以下、または１％ｖｏｌ以下であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２８０における生合成ガスのメタン濃度は、約１５％ｖｏｌ以下、１０％ｖｏｌ以下、５％ｖｏｌ以下、３％ｖｏｌ以下、２％ｖｏｌ以下、または１％ｖｏｌ以下であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２８０における生合成ガスの水濃度は、約４０％ｖｏｌ以下、３０％ｖｏｌ以下、２５％ｖｏｌ以下、２０％ｖｏｌ以下、１５％ｖｏｌ以下、１０％ｖｏｌ以下、５％ｖｏｌ以下、３％ｖｏｌ以下、２％ｖｏｌ以下、または１％ｖｏｌ以下である。１つ以上の実施形態において、ライン２８０における生合成ガスは、無窒素であるか、または本質的に無窒素、例えば０．５％ｖｏｌ未満の窒素を含んでもよい。
【００４０】
１つ以上の実施形態において、ライン２８０における生合成ガスの発熱量は、熱損失および希釈効果に対して補正され、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約２，８００ｋＪ／ｍ３（７５Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約３，７３０ｋＪ／ｍ３（１００Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約４，１００ｋＪ／ｍ３（１１０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約５，２００ｋＪ／ｍ３（１４０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約６，７００ｋＪ／ｍ３（１８０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約７，４５０ｋＪ／ｍ３（２００Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約９，３００ｋＪ／ｍ３（２５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、または約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約１０，２５０ｋＪ／ｍ３（２７５Ｂｔｕ／ｓｃｆ）の範囲であってもよい。
【００４１】
１つ以上の実施形態において、ライン２８０における生合成ガスを１つ以上の冷却器（「第１段階冷却器」）２７５を使用して冷却し、ライン２９０において冷却された生合成ガスを提供し、またライン２７６を経由してプロセス復水（「第１復水」）を提供する。１つ以上の実施形態において、ライン２９０における冷却された生合成ガスは、約４８０℃（華氏８９５度）以下、４２５℃（華氏７９５度）以下、３７０℃（華氏７００度）以下、３１０℃（華氏５９０度）以下、２６０℃（華氏５００度）以下、２００℃（華氏３９０度）以下、または１４０℃（華氏２８５度）以下の温度で第１段階冷却器から出てもよい。
【００４２】
１つ以上の実施形態において、ライン２７６における第１復水は、１つ以上の熱破壊性汚染物質を含んでもよく、汚染物質はアンモニア、溶存炭化水素、それらの混合物、それらの誘導体、および／またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、第１復水のアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１復水の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２７６における第１復水の温度は、約４０℃（華氏１００度）〜約２６０℃（華氏５００度）、約９０℃（華氏１９５度）〜約２００℃（華氏３９０度）、または約９０℃（華氏１９５度）〜約１５０℃（３００℃）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２７６における第１復水の圧力は、約１５０ｋＰａ（１０ｐｓｉｇ）〜約３，０００ｋＰａ（４２０ｐｓｉｇ）、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約２５０ｋＰａ（２０ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００４３】
ライン２９０における冷却された生合成ガスを１つ以上の粒子除去システム３００に導入してもよい。１つ以上の実施形態において、高温ガス粒子除去は、一次冷却器２７５を迂回し、ライン２８０における生合成ガスの少なくとも一部を粒子除去システム３００に直接導入することにより行うことができる。１つ以上の実施形態において、高温ガス粒子除去を用いる場合、粒子除去システム３００内の温度は、約５５０℃（華氏１，０２０度）〜約１，０５０℃（華氏１，９２０度）の範囲であってもよい。
【００４４】
１つ以上の粒子除去システム３００を使用し、ライン２９０における冷却された生合成ガスから、または高温ガス粒子除去を採用する場合はライン２８０における生合成ガスから固体を部分的または完全に除去し、ライン３０５を経由して分離固体を提供し、またライン３１０を経由して分離合成ガスを提供してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３０５における分離固体をガス化装置２００に再利用するか、または任意でシステムからパージしてもよい（図示せず）。１つ以上の粒子除去システム３００は、従来の分離器および／またはサイクロン（図示せず）等の１つ以上の分離器を含んでもよい。約０．１ｐｐｍｗの感知制限より低い出口粒子濃度を提供できる粒子制御装置（「ＰＣＤ」）を使用することもできる。例示的ＰＣＤは、電気集塵装置、焼結金属フィルタ、金属フィルタキャンドル、および／またはセラミックフィルタキャンドル（例えば、鉄アルミニウム合金フィルタ材料）を含むがそれらに限定されない。
【００４５】
１つ以上の実施形態において、ライン３１０における分離合成ガスを１つ以上の第２段階冷却器３７５を使用して冷却し、ライン３９０において冷却された分離合成ガスを提供し、またライン３７６を経由してプロセス復水（「第２復水」）を提供してもよい。図３には示されていないが、１つ以上の実施形態において、ライン３９０における冷却された分離合成ガスの少なくとも一部を再利用し、ライン２８５を経由する原料搬送用ガスとして使用してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３９０における冷却された分離合成ガスの少なくとも一部を、ライン２８５を経由してコンプレッサ２６５に導入し、ライン２１０における流入原料を流動させるために必要な搬送用流体の少なくとも一部を、ライン２７０を経由して提供してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３９０における冷却された分離合成ガスは、約３７０℃（華氏７００度）以下、３１５℃（華氏６００度）以下、２６０℃（華氏５００度）以下、２００℃（華氏３９０度）以下、１５０℃（華氏３００度）以下、９０℃（華氏１９５度）以下、または４０℃（華氏１００度）以下に冷却してもよい。
【００４６】
１つ以上の実施形態において、ライン３７６における第２復水は、１つ以上の熱破壊性汚染物質を含んでもよく、汚染物質はアンモニア、溶存炭化水素、それらの混合物、それらの誘導体および／またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、第２復水のアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２復水の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３７６における第２復水の温度は、約４０℃（華氏１００度）〜約２６０℃（華氏５００度）、約９０℃（華氏１９５度）〜約２００℃（華氏３９０度）、または約９０℃（華氏１９５度）〜約１５０℃（華氏３００度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３７６における第２復水の圧力は、約１５０ｋＰａ（１０ｐｓｉｇ）〜約３，０００ｋＰａ（４２０ｐｓｉｇ）、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約２５０ｋＰａ（２０ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００４７】
１つ以上の実施形態において、ライン２７６における第１復水の少なくとも一部、およびライン３７６における第２復水の少なくとも一部を組み合わせ、ライン６０における第１排水を形成してもよい。１つ以上の実施形態において、第１排水は、１つ以上の熱破壊性汚染物質を含んでもよく、汚染物質は溶存炭化水素、アンモニア、および／またはその他の有機化合物を含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、ライン６０における第１排水のアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔであってもよい。１つ以上の実施形態において、第１排水の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン６０における第１排水の温度は、約４０℃（華氏１００度）〜約２６０℃（華氏５００度）、約９０℃（華氏１９５度）〜約２００℃（華氏３９０度）、または約９０℃（華氏１９５度）〜約１５０℃（華氏３００度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン６０における第１排水の圧力は、約１５０ｋＰａ（１０ｐｓｉｇ）〜約３，０００ｋＰａ（４２０ｐｓｉｇ）、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約２５０ｋＰａ（２０ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００４８】
１つ以上の実施形態において、ライン６０における第１排水、およびライン５５における第１蒸気供給を１つ以上の分離器７０に導入し、ライン７５を経由して第１再利用物を提供し、またライン８０を経由して第３排水を提供してもよい。１つ以上の実施形態において、リボイラ９０を使用し、分離器７０からライン８５を経由して引き込まれた水を用いて、ライン５５における第１蒸気供給の少なくとも一部を生成してもよい。１つ以上の実施形態において、第１蒸気供給と第１排水の重量比は、約１：１〜約２０：１、約２：１〜約１５：１、または約５：１〜約１０：１の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１蒸気供給は、約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）〜約４，０００ｋＰａ（５６５ｐｓｉｇ）、約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）〜約３，０００ｋＰａ（４２０ｐｓｉｇ）、または約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００４９】
１つ以上の実施形態において、ライン７５における第１再利用物を１つ以上のガス化装置２００に導入し、ガス化装置の蒸気要求の少なくとも一部を提供してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン７５における第１再利用物は、１つ以上の熱破壊性汚染物質を含んでもよく、汚染物質はアンモニア、溶存炭化水素、および／またはその他の有機物を含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、第１再利用物のアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１再利用物の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン７５における第１再利用物の温度は、約４０℃（華氏１００度）〜約２６０℃（華氏５００度）、約９０℃（華氏１９５度）〜約２００℃（華氏３９０度）、または約９０℃（華氏１９５度）〜約１５０℃（華氏３００度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン６０における第１再利用物の圧力は、約１５０ｋＰａ（１０ｐｓｉｇ）〜約５，０００ｋＰａ（７１０ｐｓｉｇ）、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約２５０ｋＰａ（２０ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００５０】
１つ以上の実施形態において、ライン８０における第３排水を再利用、再使用、または追加処理に送ることができる。１つ以上の実施形態において、ライン８０における第３排水は、溶存有機化合物、アンモニアおよびアンモニア含有化合物、それらの混合物、それらの誘導体および／またはそれらの組み合わせを含んでもよい。１つ以上の実施形態において、第３排水のアンモニア濃度は、約０．１ｐｐｍｗ〜約５０ｐｐｍｗ、約０．１ｐｐｍｗ〜約２５ｐｐｍｗ、または約０．１ｐｐｍｗ〜約１０ｐｐｍｗの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２排水の炭化水素濃度は、約１ｐｐｍｗ〜約５０ｐｐｍｗ、約１ｐｐｍｗ〜約２５ｐｐｍｗ、または約１ｐｐｍｗ〜約１０ｐｐｍｗの範囲であってもよい。
【００５１】
第２段階冷却器３７５に戻り、１つ以上の実施形態において、ライン３９０を経由する冷却された分離合成ガスの少なくとも一部を１つ以上のガス精製システム４００に導入してもよい。ガス精製システム４００は、汚染物質を除去し、ライン４０５を経由して排ガスを提供し、またライン４１０を経由して処理合成ガスを提供できる。１つ以上のガス精製システム４００は、硫黄および／または硫黄含有化合物、水銀および／または水銀含有化合物、および硫化カルボニルを含むがそれらに限定されない汚染物質を、ライン３９０における冷却された分離合成ガスから除去するシステム、プロセス、または装置を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、ガス精製システム４００は、触媒精製システムであってもよく、チタン酸亜鉛、亜鉛フェライト、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化銅、酸化セリウム、それらの混合物、またはそれらの組み合わせを使用する１つ以上のシステムを含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、ガス精製システム４００は、プロセスベースの精製システムであってもよく、ＳｅｌｅｘｏｌTMプロセス、Ｒｅｃｔｉｓｏｌ（登録商標）プロセス、ＣｒｙｓｔａＳｕｌｆ（登録商標）プロセス、およびＳｕｌｆｉｎｏｌ（登録商標）ガス処理プロセス、またはそれらの任意の組み合わせを使用する１つ以上のシステムを含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、ガス精製システム４００は、１つ以上の触媒精製システムと１つ以上のプロセスベースの精製システムとの組み合わせであってもよい。
【００５２】
１つ以上の実施形態において、１つ以上のアミン溶媒、例えばメチル‐ジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）をガス精製システム４００内で使用し、ライン３９０を経由して冷却された分離合成ガスから酸性ガスを除去してもよい。ＳｅｌｅｘｏｌTM（ポリエチレングリコールのジメチルエーテル）またはＲｅｃｔｉｓｏｌ（登録商標）（冷メタノール）等の物理溶媒をガス精製システム４００内で使用することもできる。ライン３９０を経由する合成ガスが硫化カルボニル（ＣＯＳ）を含む場合は、触媒上で水と反応させる加水分解により、硫化カルボニルを硫化水素に変換した後、上述の方法のうちの１つ以上を用いて吸着してもよい。ライン３９０における冷却された分離合成ガスが１つ以上の重金属、例えば水銀および／またはカドミウムを含む場合は、硫黄含浸活性炭素の床、活性金属溶媒、例えばイリジウム、パラジウム、ルテニウム、プラチナ、それらの合金、それらの組み合わせ、または任意のその他の既知の重金属の除去技術を使用し、１つ以上の重金属を除去してもよい。
【００５３】
１つ以上の実施形態において、コバルト‐モリブデン（「Ｃｏ‐Ｍｏ」）触媒を１つ以上のガス精製システム４００に組み込み、ライン３９０における冷却された分離合成ガスの酸移行変換（例えば、硫化水素の存在下での一酸化炭素から二酸化炭素への変換）。Ｃｏ‐Ｍｏ触媒は、硫化水素（Ｈ２Ｓ）の存在下、約２９０℃（華氏５５０度）の温度、例えば約１００ｐｐｍｗのＨ２Ｓで動作できる。Ｃｏ‐Ｍｏ触媒を使用し、ガス精製システム４００内で酸移行を行う場合は、上述の硫黄除去方法および／または技術のいずれかを使用して、硫黄および／または硫黄含有化合物を移行合成ガスからその後の下流側除去を行うことができる。
【００５４】
１つ以上の実施形態において、ライン４１０における処理合成ガスの少なくとも一部を、ライン４３０を経由してライン２８５に送り、搬送用ガスとして再利用してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン４３０における処理合成ガスの少なくとも一部を、ライン４４０を経由して除去し、商品として販売してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン４１０における処理合成ガスの少なくとも一部を、ライン４２０を経由してガスコンバータ５００に導入し、フィッシャ‐トロプシュ産物、メタノール、アンモニア、原料、それらの誘導体、またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない１つ以上の産物を産生してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン４１０を経由する処理合成ガスの少なくとも一部を、ライン４５０を経由する１つ以上の水素分離器６００に導入し、ライン６１５を経由する水素富化ガスを提供してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン４１０における処理合成ガスの少なくとも一部を燃焼し、機械的動力、電力、および／または蒸気を産生または生成してもよい。
【００５５】
１つ以上の実施形態において、ライン４１０における処理合成ガスの少なくとも一部を、ライン４３０を経由して再利用し、ライン２８５を経由する搬送用ガスとして使用してもよい。ライン２８５における搬送用ガスを１つ以上のコンプレッサ２６５に導入し、圧縮してライン２７０を経由する圧縮搬送用ガスを提供してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２７０における圧縮搬送用ガスの少なくとも一部を使用し、ライン２１０における原料を流動させてもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２７０における圧縮搬送用ガスの少なくとも一部を使用し、ライン３０５を経由して、分離固体をガス化装置２００に流動および輸送してもよい。１つ以上の実施形態において、圧縮搬送用ガス２７０を昇温でライン２１０における原料に導入し、熱利用を改善し、ガス化装置２００における燃料消費を低減することができる。１つ以上の実施形態において、酸化剤の少ない搬送用ガス、例えばライン４３０を経由して供給された処理合成ガス等を使用することにより、原料と搬送用ガスをライン２１０において組み合わせた後に、それら２つの間で生じる望ましくない酸化反応を最小化できる。１つ以上の実施形態において、ライン２７０を経由して供給される酸化剤の少ない搬送用ガスは、例えば原料が粉炭を含む場合に、ライン２１０の原料における粉塵爆発の危険を最小化できる。
【００５６】
１つ以上の実施形態において、ライン２８５を経由する搬送用ガスの少なくとも一部を、例えばガス化プロセス１００において産生されている合成ガスからではなく、外部源から供給してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２８５における搬送用ガスの少なくとも一部は、メタン、エタン、プロパン、ブタン、水素、合成ガス等の発熱量を有する１つ以上の高温で酸化剤の少ない気体であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２８５における搬送用ガスの少なくとも一部は、蒸気、一酸化炭素、窒素、本質的に無窒素のガス、低酸素ガス、発熱量を有する低酸素ガス、またはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。図３には示されていないが、１つ以上の特定実施形態において、ＡＳＵ９００から窒素を供給し、ライン２８５における搬送用ガスの少なくとも一部を作成してもよい。再利用ガス２８５内の窒素と合成ガスの相対量を制御することにより、既知の発熱量範囲を有する圧縮搬送用ガスを、ライン２７０を経由して提供できる。そのような制御は、ガス化装置２００の熱プロファイルおよび性能の制御において有利となり得る。
【００５７】
「低酸素」という用語は、本明細書で使用される場合、約１０％ｖｏｌ酸素、約５％ｖｏｌ酸素、約３％ｖｏｌ酸素、約２％ｖｏｌ酸素、または約１％ｖｏｌ酸素未満を含む任意の気体であってもよい。
【００５８】
１つ以上の実施形態において、ライン２７０における圧縮搬送用ガスは、約２５％ｖｏｌ酸素未満、または約１０％ｖｏｌ酸素未満、約５％ｖｏｌ酸素未満、約２．５％ｖｏｌ酸素未満、約１％ｖｏｌ酸素未満、または約０．５％ｖｏｌ酸素未満を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、圧縮搬送用ガスは、約２００℃（華氏４００度）〜約１，１００℃（華氏２，０１０度）の温度であってもよい。１つ以上の実施形態において、圧縮搬送用ガスは、約３００℃（華氏５７０度）以上、または約５００℃（華氏９３０度）以上、または約７００℃（華氏１，２９０度）以上、または約９００℃（華氏１，６５０度）以上の温度であってもよい。１つ以上の実施形態において、圧縮搬送用ガスは、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約４，６００ｋＰａ（６６５ｐｓｉｇ）の圧力であってもよい。１つ以上の実施形態において、圧縮搬送用ガスは、約７９０ｋＰａ（１１５ｐｓｉｇ）〜約３，８００ｋＰａ（５５０ｐｓｉｇ）の圧力であってもよい。１つ以上の実施形態において、圧縮搬送用ガスは、約７９０ｋＰａ（１１５ｐｓｉｇ）〜約３，１００ｋＰａ（４５０ｐｓｉｇ）の圧力であってもよい。１つ以上の実施形態において、圧縮搬送用ガスは、約７９０ｋＰａ（１１５ｐｓｉｇ）〜約２，４００ｋＰａ（３５０ｐｓｉｇ）の圧力であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２７０を経由する圧縮搬送用ガスは、熱損失および希釈効果に対して訂正された発熱量、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約２，８００ｋＪ／ｍ３（７５Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約３，７３０ｋＪ／ｍ３（１００Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約４，１００ｋＪ／ｍ３（１１０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約５，２００ｋＪ／ｍ３（１４０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約６，７００ｋＪ／ｍ３（１８０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約７，４５０ｋＪ／ｍ３（２００Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約９，３００ｋＪ／ｍ３（２５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、または約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約１０，２５０ｋＪ／ｍ３（２７５Ｂｔｕ／ｓｃｆ）を有してもよい。
【００５９】
１つ以上の実施形態において、ライン４１０を経由する処理合成ガスの少なくとも一部を、ライン４２０を経由してガスコンバータ５００に導入し、ライン５１０を経由する１つ以上の産物を産生してもよい。産物は、二酸化炭素、フィッシャ‐トロプシュ産物、メタノール、アンモニア、原料、それらの誘導体、またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。１つ以上のガスコンバータ５００は、１つ以上の移行反応器を含み、ライン４２０における処理合成ガスに存在する一酸化炭素の少なくとも一部を水‐ガス移行反応を介して二酸化炭素に変換することにより、合成用ガスの水素（Ｈ２）と一酸化炭素（ＣＯ）の比（Ｈ２：ＣＯ）を調整できる。
【００６０】
１つ以上の実施形態において、ガスコンバータ５００内にある１つ以上の移行反応器は、単一段階断熱固定床反応器、中間冷却を伴うまたは伴わない多段階断熱固定床反応器、蒸気生成または冷式クエンチ反応器、蒸気生成または冷却を伴う管状固定床反応器、流動床反応器、またはそれらの任意の組み合わせを含んでもよいがそれらに限定されず、変換された合成ガスを含む１つ以上の産物を、ライン５１０を経由して提供できる。１つ以上の実施形態において、移行触媒を備え、約４７５℃（華氏８９０度）の高温で動作する複数の固定床反応器を有する圧力スイング吸着ユニットを利用する、吸着強化水‐ガス移行（ＳＥＷＧＳ）プロセスを使用してもよい。
【００６１】
少なくとも１つの特定実施形態において、１つ以上のガスコンバータ５００は、連続して配列された２つの移行反応器を含んでもよい。第１反応器を約３００℃（華氏５７０度）〜約４５０℃（華氏８４０度）の高温で動作させ、鉄‐クロム触媒を使用して、ライン４２０を経由する処理合成ガスに存在する一酸化炭素の大部分を、比較的高い反応率で二酸化炭素に変換できる。第２反応器を比較的低温の約１５０℃（華氏３００度）〜約２２５℃（華氏４４０度）で動作させ、酸化銅と酸化亜鉛の混合物を使用して、残りの一酸化炭素を二酸化炭素にさらに変換してもよい。１つ以上の実施形態において、高温移行反応器および／または低温移行反応器に加えて、それらの代替として、またはそれらと組み合わせて、中温移行反応器を使用してもよい。中温移行反応器は、約２５０℃（華氏４８０度）〜約３００℃（華氏５７０度）の温度で動作できる。ガスコンバータ５００内の１つ以上の高温、中温および／または低温移行反応器は、酸化鉄、酸化クロム、それらの混合物、それらの誘導体、またはそれらの任意の組み合わせを含む移行触媒を使用し、ライン４２０を経由する処理合成ガスに存在する一酸化炭素の少なくとも一部を二酸化炭素に比較的高い率で変換できる。
【００６２】
図３には描写されていないが、ライン５１０において合成ガスに存在する任意の二酸化炭素を分離、吸着、および／または回収してもよい。適切な二酸化炭素吸着剤および吸着技術は、炭酸プロピレン物理吸着剤、炭酸アルキル、２〜１２グリコールユニットのポリエチレングリコールのジメチルエーテル（ＳｅｌｅｘｏｌTMプロセス）、ｎ‐メチル‐ピロリドン、スルホラン、および／またはＳｕｌｆｉｎｏｌ（登録商標）ガス処理プロセスの使用を含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、ライン５１０における合成ガスから回収された二酸化炭素を使用し、原油およびガスの坑口産生および回収を強化してもよい。例示的な炭化水素産生プロセスにおいて、ライン５１０における合成ガスから回収された二酸化炭素を、１つ以上の「鎖」炭化水素沈殿物が存在する既存の炭化水素産生ウェルの下の領域に注入および流してもよい。
【００６３】
１つ以上の実施形態において、１つ以上のガスコンバータ５００のうちの１つは、石油精製／石油化学原料、輸送燃料、合成原油、液体燃料、潤滑油、アルファオレフィン、ワックス等を含む１つ以上のフィッシャ‐トロプシュ（「Ｆ‐Ｔ」）産物を産生してもよい。Ｆ‐Ｔ反応は、任意の種類の反応器、例えば固定床、移動床、流動床、スラリー、バブリング床、またはそれらの任意の組み合わせを使用することにより行ってもよい。Ｆ‐Ｔ反応は、１つ以上の触媒を採用してもよく、触媒は銅ベース、ルテニウムベース、鉄ベース、コバルトベース、それらの混合物、またはそれらの任意の組み合わせを含むがそれらに限定されない。Ｆ‐Ｔ反応は、反応器の構成に応じて約１９０℃（華氏３７５度）〜約４５０℃（華氏８４０度）の範囲の温度で実行してもよい。反応および触媒のさらなる詳細は、米国第２００５／０２８４７９７号、および米国第５，６２１，１５５号、第６，６８２，７１１号、第６，３３１，５７５号、第６，３１３，０６２号、第６，２８４，８０７号、第６，１３６，８６８号、第４，５６８，６６３号、第４，６６３，３０５号、第５，３４８，９８２号、第６，３１９，９６０号、第６，１２４，３６７号、第６，０８７，４０５号、第５，９４５，４５９号、第４，９９２，４０６号、第６，１１７，８１４号、第５，５４５，６７４号、および第６，３００，２６８を参照する。
【００６４】
ガスコンバータ５００内で産生されたフィッシャ‐トロプシュ産物は、種々の最終炭化水素産物に対してさらに反応および／または改良できる液体を含んでもよいがそれらに限定されない。特定の産物、例えばＣ４‐Ｃ５炭化水素は、高品質のパラフィン溶媒を含んでもよく、必要に応じて水素処理してオレフィン不純物を除去するか、または水素処理なしで採用して、多様なワックス製品を産生してもよい。Ｃ１６以上の炭化水素を含む液体炭化水素産物は、例えば、水素化分解、水素異性化、触媒脱ロウ、同種脱ロウ、またはそれらの組み合わせ等の種々の水素変換反応により改良できる。変換したＣ１６以上の炭化水素を、採掘泥、技術および医療グレードホワイトオイル、化学原材料、および種々の炭化水素特殊産物における使用に適切な中間留出物、ディーゼル燃料、ジェット燃料、イソパラフィン溶媒、潤滑油、掘削油の産生に使用してもよい。
【００６５】
少なくとも１つの特定実施形態において、１つ以上のガスコンバータ５００の少なくとも１つは、１つ以上のフィッシャ‐トロプシュスラリーバブルカラム反応器を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、スラリーバブルカラム反応器内の触媒は、触媒銅または鉄族金属の塩、ポリオールまたは多価アルコール、および任意でレニウム化合物または塩を含浸させたチタニア担体を含んでもよいがそれらに限定されない。ポリオールまたは多価アルコールの例は、グリコール、グリセロール、デリトリトール、トレイトール、リビトール、アラビニトール、キシリトール、アリトール、ズルシトール、グルシトール、ソルビトール、およびマンニトールを含む。１つ以上の実施形態において、スラリーバブルカラム反応器は、レニウム（Ｒｅ）で促進され、Ｒｅ：Ｃｏ重量比が約０．０１〜約１の範囲であり、約２％ｗｔ〜約５０％ｗｔコバルトを含むチタニア上に担持されるコバルト（Ｃｏ）触媒を使用し、２２０℃（華氏４３０度）未満の温度、および約１００ｋＰａ（１５ｐｓｉ）〜約４，１４０ｋＰａ（６００ｐｓｉ）、または約１，７２０ｋＰａ（２５０ｐｓｉ）〜約２，４１０ｋＰａ（３５０ｐｓｉ）の圧力で動作できる。
【００６６】
１つ以上の実施形態において、ガスコンバータ５００内の１つ以上のフィッシャ‐トロプシュスラリーバブルカラム反応器は、触媒金属、濃縮塩水溶液内の銅または鉄族金属、例えば、硝酸コバルトまたは酢酸コバルトを使用してもよい。結果として生じる塩水溶液を１つ以上のポリオール、または任意で過レニウム酸と組み合わせ、水の量を調整して溶液中約１５ｗｔ％コバルトを得ることができる。初期湿潤技術を使用し、触媒をルチル、またはアナターゼチタニア担体上に含浸させてもよく、任意で噴霧乾燥および焼成してもよい。この方法は、Ｆ‐Ｔ反応器内におけるレニウムプロモータの必要性を低減する。さらなる詳細は、米国第５，０７５，２６９号および第６，３３１，５７５号を参照する。
【００６７】
１つ以上の実施形態において、１つ以上のガスコンバータ５００は、Ｈａｂｅｒ‐Ｂｏｓｃｈ法を使用してアンモニアを産生することができ、“Ａｍｍｏｎｉａ，”Ｋｉｒｋ‐Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌｕｍｅ ２，３ｒｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，１９７８，ｐｐ．，４９４‐５００に記載されている。１つ以上の実施形態において、１つ以上のガスコンバータ５００を、ギ酸アルキルの産生、例えばギ酸メチルの産生に使用してもよい。例えば、アルカリまたはアルカリ土類金属メトキシド触媒の存在下で生じる一酸化炭素とメタノールとの気相または液相反応等、いくつかのギ酸アルキル産生プロセスのいずれかをガスコンバータ５００内で使用してもよい。さらなる詳細は、米国第３，７１６，６１９号、第３，８１６，５１３号、および第４，２１６，３３９号を参照されたい。
【００６８】
１つ以上の実施形態において、１つ以上のガスコンバータ５００のうちの少なくとも１つを使用し、メタノール、ジメチルエーテル、アンモニア、無水酢酸、酢酸、酢酸メチル、酢酸エステル、酢酸ビニルおよびポリマ、ケトン、ホルムアルデヒド、ジメチルエーテル、オレフィン、それらの誘導体、またはそれらの組み合わせを産生してもよい。メタノール産生の場合は、例えば液相メタノールプロセス（ＬＰＭＥＯＨTM）を使用してもよい。このプロセスにおいて、スラリーバブルカラム反応器および触媒を不活性炭化水素油反応媒体中で使用し、ライン４２０を経由する合成ガスにおける一酸化炭素の少なくとも一部を直接メタノールに変換してもよい。不活性炭化水素油反応媒体は、反応の熱を保存し、オフピーク期間中、相当の時間アイドリングしながら、良好な触媒活性を維持できる。さらなる詳細は、米国第２００６／０１４９４２３号、およびそれ以前に公開されたＨｅｙｄｏｒｎ，Ｅ．Ｃ．，Ｓｔｒｅｅｔ，Ｂ．Ｔ．，ａｎｄ Ｋｏｒｎｏｓｋｙ，Ｒ．Ｍ．，“Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｍｅｔｈａｎｏｌ（ＬＰＭＥＯＨTM）Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ，”（１９９８年１０月４日〜７日にサンフランシスコで行われたＧａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｕｎｃｉｌ会議において発表）を参照されたい。メタノールを産生する気相プロセスを使用してもよい。例えば、銅ベースの触媒を使用する既知のプロセス、Ｉｍｐｅｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓプロセス、ＬｕｒｇｉプロセスおよびＭｉｔｓｕｂｉｓｈｉプロセスを使用してもよい。
【００６９】
１つ以上の実施形態において、ライン４２０における処理合成ガス中の一酸化炭素の少なくとも一部を、ガスコンバータ５００において分離し、一酸化炭素富化ガス（図示せず）として回収してもよい。回収した一酸化炭素を、酢酸、ホスゲン、イソシアン酸、ギ酸、プロピオン酸、それらの混合物、それらの誘導体、および／またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない１つ以上の商品および／または特殊化学製品の産生に使用してもよい。図１には描写されていないが、１つ以上の実施形態において、ガスコンバータ５００からの一酸化炭素富化ガスを使用し、ライン２８５における搬送用ガスの少なくとも一部を提供してもよい。
【００７０】
１つ以上の実施形態において、ライン４１０を経由する処理合成ガスの少なくとも一部を、ライン４５０を経由して１つ以上の水素分離器６００に導入し、ライン６１５を経由して水素富化ガスを提供してもよい。１つ以上の実施形態において、変換した合成ガスを含むライン５１０における産物の少なくとも一部を、１つ以上の水素分離器６００に送り、ライン６１５を経由して水素富化ガスを提供してもよい。１つ以上の実施形態において、１つ以上の水素分離器６００は、水素をガス混合物から選択的に分離する任意のシステムまたは装置を含み、ライン６１５を経由して精製水素を提供し、またライン６０５を経由して１つ以上の廃ガスを提供してもよい。１つ以上の実施形態において、水素分離器６００は、１つ以上のガス分離技術を利用してもよく、圧力スイング吸着法、低温蒸留、半透過性膜、またはそれらの任意の組み合わせを含むがそれらに限定されない。適切な吸着剤は、苛性ソーダ、炭酸カリウムまたはその他の無機塩基、および／またはアルカノールアミンを含んでもよい。
【００７１】
１つ以上の実施形態において、水素分離器６００は、ライン６０５を経由して二酸化炭素富化廃ガスを提供し、またライン６１５を経由して水素富化産物を提供できる。１つ以上の実施形態において、ライン６１５を経由する水素富化産物の少なくとも一部を、１つ以上の燃料電池６５０に対する原料として使用してもよい。１つ以上の実施形態において、１つ以上の燃焼器７００において燃料として使用する前に、ライン６１５を経由する水素富化産物の少なくとも一部を、ライン４１０を経由する処理合成ガスと組み合わせてもよい。図１には描写されていないが、１つ以上の実施形態において、ライン６１５を経由する水素富化産物の少なくとも一部をライン２８５に対して再利用し、搬送用流体の少なくとも一部を提供してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン６１５における水素富化産物を、水素化プロセス、電池エネルギプロセス、アンモニア産生、および／または水素燃料を含むがそれらに限定されない１つ以上の下流側操作において使用してもよい。例えば、ライン６１５における水素富化産物を使用し、１つ以上の水素燃料電池６５０を用いて水素燃料を生成してもよい。
【００７２】
１つ以上の実施形態において、ライン４１０における処理合成ガスの少なくとも一部は、ライン７０５を経由して導入された１つ以上の酸化剤と組み合わせ、１つ以上の燃焼器において燃焼させて、ライン７２０を経由して高圧／高温排出ガスを提供してもよい。ライン７２０における排出ガスは、１つ以上のタービン７２５および／または熱回収デバイス８００を通過し、機械的動力、電力および／または蒸気を提供できる。１つ以上の実施形態において、ライン７２０を経由する排出ガスを１つ以上のガスタービン７２５に導入し、ライン７４０を経由して排出ガスおよび機械的シャフト動力を提供して、１つ以上の発電機７７５を駆動できる。１つ以上の実施形態において、ライン７４０を経由する排出ガスを１つ以上の熱回収システム８００に導入し、ライン８２０を経由する蒸気を提供できる。１つ以上の実施形態において、ライン８２０を経由する蒸気の第１部分を１つ以上の蒸気タービン８５０に導入し、機械的シャフト動力を提供して、１つ以上の発電機８７５を駆動できる。１つ以上の実施形態において、ライン８２０を経由する蒸気の第２部分をガス化装置２００および／またはその他の補助プロセス装置に導入してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン８２０を経由する蒸気の第３部分を使用し、ライン５５を経由して蒸気の少なくとも一部を分離器７０に供給してもよい。１つ以上の実施形態において、１つ以上の蒸気タービン８５０からの低圧力蒸気を、ライン８３０を経由して１つ以上の熱回収システム８００に再利用してもよい。１つ以上の実施形態において、当業者によく知られる、または地域の産業および／または商業蒸気消費者に販売されている凝縮システムにライン８２０からの残留熱を排出してもよい。
【００７３】
１つ以上の実施形態において、熱回収システム８００は、ライン７４０における排出ガスとライン８３０を経由する低圧力蒸気との間の熱を交換し、ライン８２０を経由して蒸気を産生できる閉ループ加熱システム、例えば廃熱ボイラ、シェル‐チューブ熱交換器等であってもよい。１つ以上の実施形態において、熱回収システム８００は、燃料補給なしに、最大１０，３５０ｋＰａ（１，５００ｐｓｉ）、６００℃（華氏１，０００度）の過熱／再加熱蒸気を提供できる。
【００７４】
１つ以上の実施形態において、１つ以上の空気分離ユニット９００を使用し、酸素および／または酸素富化空気を、ライン９１０を経由してガス化装置２００に提供してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン９０５を経由する空気をＡＳＵ９００に供給してもよい。１つ以上の実施形態において、ＡＳＵ９００は、ライン９１０を経由してほぼ純粋な酸素送給を１つ以上のガス化装置２００に提供することにより、ガス化装置２００に導入される窒素の量を最小化し、ライン２８０において本質的に無窒素の生合成ガスの産生を可能にする。１つ以上の実施形態において、ガス化装置に送給される酸化剤全体の最大１０％を、ライン９１０を経由してＡＳＵ９００により供給してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン９１０を経由してＡＳＵ９００により供給された酸素は、ガス化装置２００に送給された酸化剤全体の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、または約５０％を提供できる。１つ以上の実施形態において、ＡＳＵ９００は、高圧、低温型分離器であってもよい。ライン９１５を経由する窒素富化廃棄ガスは、換気する、商品として販売する、燃焼タービンに添加する、および／またはユーティリティとして使用することができる。
【００７５】
「ほぼ純粋な酸素」という用語は、本明細書で使用される場合、最低約９０％ｖｏｌ酸素、約９５％ｖｏｌ酸素、約９７．５％ｖｏｌ酸素、約９９％ｖｏｌ酸素、または約９９．９％ｖｏｌ酸素を含む任意の気体であってもよい。
【００７６】
図４は、１つ以上の実施形態に従い、図２の処理システムを利用する例示的ガス化システムを描写する。図４は、図２を参照して詳述されるように、熱破壊性汚染物質および熱非破壊性汚染物質の両方を除去できる水処理システム１０を使用する、図３と同様のガス化システムを描写する。
【００７７】
１つ以上の実施形態において、第１復水は、ライン２７７を経由して第１段階冷却器２７５から除去してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２７７における第１復水は、熱破壊性汚染物質および熱非破壊性汚染物質の両方を含んでもよく、汚染物質は硫化水素、塩化水素、硫化カルボニル、アンモニア、溶存炭化水素、それらの混合物、それらの誘導体、および／またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、第１復水の硫化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１復水の塩化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１復水の硫化カルボニル濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１復水のアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１復水の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２７７における第１復水の温度は、約４０℃（華氏１０５度）〜約２６０℃（華氏５００度）、約９０℃（華氏１９５度）〜約２００℃（華氏３９０度）、または約９０℃（華氏１９５度）〜約１５０℃（華氏３００度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２７７における第１復水の圧力は、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）〜約５，０００ｋＰａ（７１０ｐｓｉｇ）、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００７８】
１つ以上の実施形態において、第２復水は、ライン３７７を経由して第２段階冷却器３７５から除去してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３７７を経由する第２復水は、熱破壊性汚染物質および熱非破壊性汚染物質の両方を含んでもよく、汚染物質は硫化水素、塩化水素、硫化カルボニル、アンモニア、溶存炭化水素、それらの混合物、それらの誘導体、および／またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、第２復水の硫化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２復水の塩化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２復水の硫化カルボニル濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２復水のアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２復水の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３７７における第２復水の温度は、約４０℃（華氏１０５度）〜約２６０℃（華氏５００度）、約９０℃（華氏１９５度）〜約２００℃（華氏３９０度）、または約９０℃（華氏１９５度）〜約１５０℃（華氏３００度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３７７における第２腹水の圧力は、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）〜約５，０００ｋＰａ（７１０ｐｓｉｇ）、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００７９】
１つ以上の実施形態において、ライン２７７における第１復水の少なくとも一部、およびライン３７７における第２復水の少なくとも一部を組み合わせ、ライン２０における第２排水を形成してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２０における第２排水は、硫化水素、硫化カルボニル、および／または塩化水素を含むがそれらに限定されない１つ以上の熱非破壊性汚染物質と、アンモニア、溶存炭化水素、および／または溶存有機化合物を含むがそれらに限定されない１つ以上の熱破壊性汚染物質と、を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、第２排水の硫化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２排水の塩化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２排水のアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２排水の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２０における第２排水の温度は、約１２５℃（華氏２６０度）〜約１８５℃（華氏３６５度）、約１３５℃（華氏２７５度）〜約１８５℃（華氏３６５度）、または約１５０℃（華氏３００度）〜約１７０℃（華氏３４０度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２０における第２排水の圧力は、約１５０ｋＰａ（１０ｐｓｉｇ）〜約１，５００ｋＰａ（２００ｐｓｉｇ）、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）、または約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）〜約８００ｋＰａ（１００ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００８０】
１つ以上の実施形態において、ライン２０を経由する第２排水およびライン１５を経由する第２低圧力蒸気供給を１つ以上の分離器３０に導入し、ライン４０を経由して第２中間物を提供し、またライン３５を経由して第２再利用物を提供してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２０における第２蒸気供給と第２排水の重量比は、約１：１〜約２０：１、約２：１〜約１５：１、または約５：１〜約１０：１の範囲であってもよい。
【００８１】
１つ以上の実施形態において、ライン８３０における低圧力蒸気の少なくとも一部を使用し、ライン１５を経由して、第２蒸気供給の少なくとも一部を分離器３０に提供してもよい。１つ以上の実施形態において、リボイラ５０を使用し、分離器３０からライン４５を経由して引き込まれた水を用いて、ライン１５における第２蒸気供給の少なくとも一部を生成してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン１５を経由して分離器３０に送達される蒸気は、約１５０ｋＰａ（１０ｐｓｉｇ）〜約１，５００ｋＰａ（２００ｐｓｉｇ）、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）、または約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）〜約８００ｋＰａ（１００ｐｓｉｇ）の圧力であってもよい。１つ以上の実施形態において、リボイラ５０は、約１２５℃（華氏２６０度）〜約１８５℃（華氏３６５度）、約１３５℃（華氏２７５度）〜約１８５℃（華氏３６５度）、または約１５０℃（華氏３００度）〜約１７０℃（華氏３４０度）の温度で動作できる。
【００８２】
１つ以上の実施形態において、蒸気および１つ以上の熱非破壊性汚染物質を含むライン３５における第２再利用物を、ライン３９０における冷却された分離合成ガスと混合した後、混合物を１つ以上のガス清浄器４００に導入してもよい。図４には示されていないが、１つ以上の実施形態において、ライン３５における第２再利用物を１つ以上のガス清浄器４００に対して直接再利用してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３５における第２再利用物は、硫化水素、塩化水素、それらの混合物、それらの誘導体、および／またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない１つ以上の熱非破壊性溶存有機化合物を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、第２再利用物の硫化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２再利用物の塩化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２再利用物の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３５における第２再利用物の温度は、約１８０℃（華氏３５５度）〜約２３０℃（華氏４４５度）、約１８０℃（華氏３５５度）〜約２１０℃（華氏４１０度）、または約１８０℃（華氏３５５度）〜約１９０℃（華氏３７５度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２再利用物の圧力は、約５００ｋＰａ（６０ｐｓｉｇ）〜約３，０００ｋＰａ（４２０ｐｓｉｇ）、約５００ｋＰａ（６０ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約５００ｋＰａ（６０ｐｓｉｇ）〜約１，５００ｋＰａ（２００ｐｓｉｇ）であってもよい。
【００８３】
１つ以上の実施形態において、ライン４０における第２中間物、およびライン５５を経由する第１蒸気供給を１つ以上の分離器７０に導入し、本質的に汚染物質を含まない水を含みライン８０を経由する第３処理、および蒸気と１つ以上の熱破壊性汚染物質の少なくとも一部とを含みライン７５を経由する第１再利用物を提供してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン５５における第２蒸気供給の少なくとも一部を、スリップストリームとしてライン８２０から供給してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン５５における第２蒸気供給の圧力は、約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）〜約４，０００ｋＰａ（５６５ｐｓｉｇ）、約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）〜約３，０００ｋＰａ（４２０ｐｓｉｇ）、または約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００８４】
１つ以上の実施形態において、ライン７５における第１再利用物を１つ以上のガス化装置２００に導入し、蒸気要件の少なくとも一部をガス化装置２００に提供してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン７５における第１再利用物は、溶存有機化合物、アンモニアおよびアンモニア含有化合物、それらの混合物、それらの誘導体および／またはそれらの組み合わせを含んでもよい。１つ以上の実施形態において、第１再利用物におけるアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１再利用物の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン７５における第１再利用物の温度は、約５０℃（華氏１２０度）〜約２００℃（華氏３９０度）、約５０℃（華氏１２０度）〜約１５０℃（華氏３００度）、または約５０℃（華氏１２０度）〜約１２５℃（華氏２６０度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン７５における第１再利用物の圧力は、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約１，５００ｋＰａ（２００ｐｓｉｇ）、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約１，２５０ｋＰａ（１６５ｐｓｉｇ）、または約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００８５】
図４には示されていないが、１つ以上の実施形態において、ライン８０における第３排水を再利用、再使用する、または追加処理に送ってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン８０における第３排水は、低レベルの溶存有機化合物、アンモニアおよびアンモニア含有化合物、それらの混合物、それらの誘導体および／またはそれらの組み合わせを含んでもよい。１つ以上の実施形態において、第３排水のアンモニア濃度は、約０．１ｐｐｍｗ〜約５０ｐｐｍｗ、約０．１ｐｐｍｗ〜約２５ｐｐｍｗ、または約０．１ｐｐｍｗ〜約１０ｐｐｍｗの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第３排水の炭化水素濃度は、約１ｐｐｍｗ〜約５０ｐｐｍｗ、約１ｐｐｍｗ〜約２５ｐｐｍｗ、または約１ｐｐｍｗ〜約１０ｐｐｍｗの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン８０における第３排水の温度は、約２５℃（華氏７５度）〜約９５℃（華氏２００度）、約２５℃（華氏７５度）〜約６５℃（華氏１５０度）、または約２５℃（華氏７５度）〜約６０℃（華氏１４０度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第３排水の圧力は、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約１，５００ｋＰａ（２００ｐｓｉｇ）、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約１，２５０ｋＰａ（１６５ｐｓｉｇ）、または約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）であってもよい。
【００８６】
特定の実施形態および特徴は、数値上限のセットおよび数値下限のセットを使用して説明されている。当然のことながら、別段の記載がない限り、任意の下限から任意の上限までの範囲が考慮される。特定の下限、上限、および範囲は、下記の１つ以上の請求項に現れる。すべての数値は、「約」または「およそ」の表示値であり、当業者により予想される実験誤差および変動も考慮される。
【００８７】
種々の用語は、上記に定義されている。請求項に使用される用語が上記に定義されていない限り、少なくとも１つの出版物または交付済み特許において反映されるように用語を考慮して、関連技術を有する者に最も広範な定義が付与される。さらに、すべての特許、試験手順、および本出願において引用されるその他の文書は、そのような開示が本出願と矛盾しない限り、組み込むことが許されるすべての管轄区域に関して、全体が参照により組み込まれる。
【００８８】
前述は本発明の実施形態を対象とするが、本発明のその他およびさらなる実施形態を、その基本的な範囲から逸脱することなく考案してもよく、またその範囲は、以下の請求項により決定される。
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本実施形態は、概してプロセス水流の処理に関する。より詳しくは、本発明の実施形態は、炭化水素ガス化プロセスにより生成されるプロセス水流の処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術の説明
ガス化は、炭素質材料を一酸化炭素および水素ガスに変換するための、高温プロセスである。一酸化炭素と水素の混合物は、その後の有機および無機の両方の化学物質の合成にしばしば使用されるため、該ガスは、しばしば「合成用ガス」、またはより簡潔に、「合成ガス」と称される。合成ガスは、電気または流れを生成するための燃料として、化学製品製造のための原材料として、また水素源として使用され得る。
【０００３】
ガス化への典型的な送給材料には、重質原油、タールサンドから回収された瀝青、油頁岩からの油母、コークス、ならびに他の高硫黄および／または高金属含有残渣等の加工材料の純粋な、または残渣である石油関連材料；ガス；および様々な炭素質廃棄材料が挙げられる。乾燥またはスラリー状原料は、還元性雰囲気および高温高圧で、ガス化装置内で反応される。結果として生じる合成ガスは、通常、送給炭素含有量の約８５パーセントを一酸化炭素および水素として含有し、残りは二酸化炭素、水蒸気、およびメタンの混合物である。合成ガスは、華氏約１，０００度から華氏約２，９００度の温度でガス化装置を出ることができる。硫黄含有化合物、ハロゲン化合物、およびアンモニア含有化合物等のガス化装置原料中に存在する汚染物質は、ガス化装置を出る高温の合成ガス中に存在する。
【０００４】
この高温の合成ガスは、プロセス原料としての後の使用のために精製されることが可能であるが、合成ガスからの不純物および汚染物質の清浄に使用されるほとんどのプロセス設備は、ガス化装置を出る温度よりはるかに低い温度で動作する。従って、合成ガスは、後の処理の前にかなりの冷却を要する。第１段階冷却は、通常、水、冷却された合成ガス、または他の比較的冷たい媒体との非接触熱交換を使用して達成される。合成ガスの温度を露点より下に低下させると、合成ガス中に存在する水の一部が凝縮する。水蒸気が凝縮するにつれて、硫化水素、塩化水素、アンモニア、および炭化水素等の、合成ガス中に存在する汚染物質は、復水に吸収される。湿式ベンチュリ洗浄、焼き入れ、またはそれらの同等物等の直接冷却法が、合成ガスの第２段階冷却を達成するために、しばしば使用される。直接接触冷却が、合成ガスの温度を華氏約４００度から約７００度に効率良く降下させることが可能である一方で、合成ガスと接触する多量の冷却水は、顕著な付加的汚染物質を同伴飛沫する。従って、非接触第１冷却段階からの復水、および第２冷却段階からの接触冷却水の両方が、排出前に処理を要する。
【０００５】
プロセス復水および接触冷却水は、しばしば大規模産業または公営の処理施設で組み合わされ、処理される。しかし、ガス化プロセスが遠隔地で用いられる場合、そのような専用の処理用インフラストラクチャーは、しばしば利用できないか、生成された大量の連続的な水に適切に対処するための十分な水理的能力に欠ける。
【０００６】
炭化水素ガス化プロセスにより生成される比較的大量の水を再使用するための、効率的かつ経済的な処理方法が必要とされる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
詳細な説明
以降、詳細説明を記載する。添付の請求項のそれぞれは、別個の発明を定義し、侵害に関する目的で特許請求の範囲に明記された様々な要素または制限の同等物を含むとみなされる。文脈により、以下の「発明」への言及は、場合により、特定の具体的な実施形態のみを指す場合がある。他の場合には、「発明」への言及は、請求項のうちの１つ以上で挙げられた主題を指すが、必ずしもすべての請求項であるとは限らないことが認識される。具体的な実施形態、バージョン、実施例を含めて、本発明のそれぞれを、これから以下にさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施形態、バージョン、または実施例に限定されず、これらは、本特許内の情報が入手可能な情報および技術と組み合わされた場合、当業者の本発明の作製および使用を可能にするために含められる。
【０００８】
水処理システムおよび方法を記載する。１つ以上の熱破壊性汚染物質を含有する水は、蒸気と接触させて、本質的に汚染物質を含まない水、ならびに該蒸気と該１つ以上の熱破壊性汚染物質の少なくとも一部とを含有する再利用物を含む排水を提供することが可能である。該再利用物中の該１つ以上の熱破壊性汚染物質は、１つ以上の燃焼プロセス、例えば炭化水素ガス化プロセスを使用して、熱破壊され得る。
【０００９】
本明細書で使用される場合、「熱破壊性汚染物質」は、化合物を１００℃（華氏２１０度）を上回る温度にさらすことにより、物理的に劣化および／または分解され得る任意の化合物および／または化学種を含み得るが、それらに限定されない。例示的な熱破壊性化合物は、炭化水素、アンモニア、および有機化合物を含み得るが、それらに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の上記に挙げた特色が細部にわたり理解され得るように、上記で簡単に要約した本発明のより詳しい説明が、実施形態を参照することにより得られ、そのいくつかは添付の図面で例示される。しかしながら、本発明は、他の同様に有効な実施形態を認めることが可能であるため、添付の図面は本発明の典型的な実施形態を例示するに過ぎず、従って、その範囲を限定するものとみなされるべきでないことに留意されたい。
【００１１】
【図１】説明される１つ以上の実施形態に従った例示的水処理システムを描写する。
【図２】説明される１つ以上の実施形態に従った、別の例示的水処理システムを描写する。
【図３】説明される１つ以上の実施形態に従った、図１の処理システムを利用する例示的ガス化システムを描写する。
【図４】説明される１つ以上の実施形態に従った、図２の処理システムを利用する例示的ガス化システムを描写する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図を参照すると、図１は、１つ以上の実施形態に従った例示的水処理システムを描写する。１つ以上の実施形態において、ライン６０における１つ以上の熱破壊性汚染物質（「第１排水」）を含有する水、およびライン５５を経由する第１蒸気供給は、１つ以上の分離器７０に導入され得る。蒸気と第１排水の重量比は、約１：１から約２０：１、約２：１から約１５：１、または約５：１から約１０：１の範囲であってもよい。１つ以上の分離器７０内で、蒸気は水と接触し、熱破壊性汚染物質の少なくとも一部を水から除去し得る。蒸気および１つ以上の汚染物質は、分離器７０から水蒸気として上に引き出され、ライン７５を経由して再利用物（「第１再利用物」）を提供し得る。本質的に汚染物質を含まない水は、分離器７０から残液として除去され、ライン８０を経由して排水（「第３排水」）を提供し得る。１つ以上の実施形態において、ライン７５における第１再利用物は、燃焼プロセス、例えば炭化水素ガス化プロセスに戻されることが可能であり、該１つ以上の熱破壊性汚染物質は、分解、劣化、または別の方法で変換され得る。
【００１３】
１つ以上の実施形態において、ライン５５を経由する第１蒸気供給の少なくとも一部は、外部システム、例えば商業および／または産業流通システムにより供給され得る。１つ以上の実施形態において、ライン５５を経由する第１蒸気供給の少なくとも一部は、１つ以上のリボイラ９０を使用して生成され得る。１つ以上のボイラ９０のための補給水は、ライン８５を経由して分離機７０から引かれ得る。リボイラ９０で生成された蒸気の少なくとも一部は、ライン５５を経由して分離機に供給され得る。分離機に供給された蒸気は、飽和または過熱状態のいずれかであり得る。ライン５５を経由して分離器７０に供給された蒸気の圧力は、約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）から約４，０００ｋＰａ（５６５ｐｓｉｇ）、約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）から約３，０００ｋＰａ（４２０ｐｓｉｇ）、または約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）から約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００１４】
１つ以上の実施形態において、ライン６０における第１排水は、限定されないが、溶存炭化水素、アンモニア、および／または他の有機化合物を含む、１つ以上の熱破壊性汚染物質を含むことが可能である。１つ以上の実施形態において、第１排水中のアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍから約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍから約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍから約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１排水中の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍから約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍから約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍから約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１排水の温度は、約１０℃（華氏５０度）から約２００℃（華氏３９０度）、約２０℃（華氏７０度）から約１５０℃（華氏３００度）、または約３０℃（華氏８５度）から約１２５℃（華氏２６０度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１排水の圧力は、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）から約５，０００ｋＰａ（７１０ｐｓｉｇ）、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）から約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）から約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００１５】
１つ以上の実施形態において、ライン７５を経由する第１再利用物は、限定されないが、溶存炭化水素、アンモニア、および／または他の有機化合物を含む、１つ以上の熱破壊性汚染物質を含むことが可能である。１つ以上の実施形態において、第１再利用物中のアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍｗから約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗから約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗから約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１再利用物中の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗから約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗから約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗから約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１再利用物の温度は、約１００°Ｃ（華氏２１０度）から約２５０°Ｃ（華氏４８０度）、約１５０°Ｃ（華氏３００度）から約２２５°Ｃ（華氏４３５度）、または約１７５°Ｃ（華氏３４５度）から約２２０°Ｃ（華氏４３０度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン７５における第１再利用物の圧力は、約５１５ｋＰａ（６０ｐｓｉｇ）から約４，０００ｋＰａ（５６５ｐｓｉｇ）、約５１５ｋＰａ（６０ｐｓｉｇ）から約３，０００ｋＰａ（４２０ｐｓｉｇ）、または約５１５ｋＰａ（６０ｐｓｉｇ）から約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００１６】
１つ以上の実施形態において、ライン８０における第３排水は、水および低レベルの溶解された有機化合物、アンモニアおよびアンモニア含有化合物、それらの混合物、それらの誘導体、ならびに／またはそれらの組み合わせを含むことが可能である。１つ以上の実施形態において、第３排水中のアンモニア濃度は、約０．１ｐｐｍｗから約５０ｐｐｍｗ、約０．１ｐｐｍｗから約２５ｐｐｍｗ、または約０．１ｐｐｍｗから約１０ｐｐｍｗの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第３排水中の炭化水素濃度は、約１ｐｐｍｗから約５０ｐｐｍｗ、約１ｐｐｍｗから約２５ｐｐｍｗ、または約１ｐｐｍｗから約１０ｐｐｍｗの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第３排水中の温度は、約２５℃（華氏８０度）から約９５℃（華氏２００度）、約３０℃（華氏８５度）から約６５℃（華氏１５０度）、または約３０℃（華氏８５度）から約５５℃（華氏１３０度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン８０における第３排水の圧力は、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）から約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）から約７００ｋＰａ（９０ｐｓｉｇ）、または約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）から約６００ｋＰａ（７５ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００１７】
１つ以上の実施形態において、ライン８０における第３排水の全てまたは一部は、例えばボイラ給水、冷却水、および／またはプロセス水のような、プロセスおよび／または実用水の要件を満たすように処理および／または再使用され得る。１つ以上の実施形態において、ライン８０における第３排水の少なくとも一部は、イオン交換、逆浸透、限外ろ過、またはそれらのいずれの組み合わせをも含む１つ以上のボイラ給水処理システムに導入され得るが、それらに限定されない。１つ以上の実施形態において、ライン８０における第３排水の少なくとも一部は、１つ以上の閉および／または開ループ冷却システム（図示せず）において冷却水として使用され得る。１つ以上の実施形態において、第３排水は、炭化水素ガス化プロセス（図示せず）におけるプロセス水として使用するよう再利用され得る。１つ以上の実施形態において、ライン８０における第３排水の最低約５％ｗｔ、約２５％ｗｔ、約５０％ｗｔ、約７５％ｗｔ、約９５％ｗｔ、または約９９．９％ｗｔが、ボイラ給水として処理および再使用され得る。１つ以上の実施形態において、第３排水の最低約５％ｗｔ、約２５％ｗｔ、約５０％ｗｔ、約７５％ｗｔ、約９５％ｗｔ、または約９９．９％が、冷却水として処理および再使用され得る。１つ以上の実施形態において、第３排水の最低約５％ｗｔ、約２５％ｗｔ、約５０％ｗｔ、約７５％ｗｔ、約９５％ｗｔ、または約９９．９％ｗｔが、炭化水素ガス化プロセスにおけるプロセス水として処理および再使用され得る。
【００１８】
１つ以上の実施形態において、ライン７５における第１再利用物は、１つ以上の化学プロセス（図示せず）の蒸気要件の少なくとも一部を供給することが可能である。図１には示していないが、１つ以上の実施形態において、第１再利用物は１つ以上の炭化水素ガス化装置の動作に必要な蒸気の少なくとも一部を供給するために使用され得る。
【００１９】
１つ以上の実施形態において、１つ以上の分離器７０は、トレイ、リング、ボール、またはサドルを、任意の頻度および／またはそれらを組み合わせて含むカラムであり得る。１つ以上の実施形態において、分離器７０は、部分的にまたは完全に空のカラムであり得る。１つ以上の実施形態において、分離器７０の動作温度は、約２０℃（華氏７０度）から約１００℃（華氏２１０度）、約２０℃（華氏７０度）から約７０℃（華氏１６０度）、または約２０℃（華氏７０度）から約５０℃（華氏１２０度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、分離器７０の動作圧力は、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）から約５，０００ｋＰａ（７１０ｐｓｉｇ）、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）から約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）から約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００２０】
図２は、１つ以上の実施形態に従い水を処理する別の例示的システムを描写する。１つ以上の実施形態において、ライン２０において熱破壊性汚染物質および熱非破壊性汚染物質の両方を含む水（「第２排水」）およびライン１５を経由する第２低圧力蒸気供給は、１つ以上の分離器３０に導入できる。第２蒸気供給と第２排水の重量比は、約１：１〜約２０：１、約２：１〜約１５：１、または約５：１〜約１０：１の範囲であってもよい。分離器３０内で、低圧力蒸気は水と接触し、１つ以上の熱非破壊性汚染物質の少なくとも一部をそこから除去できる。１つ以上の熱非破壊性汚染物質を含む低圧力蒸気（「第２再利用物」）は、ライン３５を経由して分離器から除去してもよい。１つ以上の熱破壊性汚染物質を含む水（「第２中間物」）は、ライン４０を経由し、底部流として分離器３０から抜き取ることができる。１つ以上の実施形態において、回収プロセス、例えば炭化水素ガス化プロセス（図示せず）における酸性ガスユニットに第２再利用物を戻してもよく、１つ以上の熱非破壊性汚染物質を処理、除去および／または回収できる。
【００２１】
本明細書で使用される場合、「熱非破壊性汚染物質」という用語は、１００℃（華氏２１０度）を超過する温度への曝露により容易に劣化および／または分解されない任意の化合物を含んでもよい。説明例は、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、塩化水素（ＨＣｌ）、および硫化カルボニル（ＣＯＳ）を含むがそれらに限定されない。
【００２２】
１つ以上の実施形態において、ライン２０における第２排水は、水、１つ以上の熱非破壊性汚染物質、および１つ以上の熱破壊性汚染物質を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２０における第２排水の硫化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２排水の塩化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２排水の硫化カルボニル濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２排水のアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２排水の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２排水の温度は、約４０℃（華氏１０５度）〜約２６０℃（華氏５００度）、約９０℃（華氏１９５度）〜約２００℃（華氏３９０度）、または約９０℃（華氏１９５度）〜約１５０℃（華氏３００度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２０における第２排水の圧力は、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）〜約３，０００ｋＰａ（４２０ｐｓｉｇ）、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００２３】
１つ以上の実施形態において、ライン３５における第２再利用物は、蒸気および熱非破壊性汚染物質の少なくとも一部を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、第２再利用物の硫化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２再利用物の塩化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２再利用物の硫化カルボニル濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３５における第２再利用物の温度は、約１００℃（華氏２１０度）〜約２３０℃（華氏４４５度）、約１４０℃（華氏２８５度）〜約２１０℃（華氏４１０度）、または約１６０℃（華氏３２０度）〜約１９０℃（華氏３７５度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３５における第２再利用物の圧力は、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約３，０００ｋＰａ（４２０ｐｓｉｇ）、約５００ｋＰａ（６０ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約７５０ｋＰａ（９５ｐｓｉｇ）〜約１，５００ｋＰａ（２００ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００２４】
１つ以上の実施形態において、ライン４０における第２中間物は、水および１つ以上の熱破壊性汚染物質を含んでもよく、汚染物質は溶存炭化水素、アンモニア、有機化合物、それらの混合物、それらの誘導体、および／またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、第２中間物のアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２中間物の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン４０における第２中間物の温度は、約４０℃（華氏１０５度）〜約１５０℃（華氏３００度）、約６０℃（華氏１４０度）〜約１３５℃（華氏２７５度）、または約７５℃（華氏１６５度）〜約１１０℃（華氏２３０度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン４０における第２中間物の圧力は、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約３，０００ｋＰａ（４２０ｐｓｉｇ）、約５００ｋＰａ（６０ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約７５０ｋＰａ（９５ｐｓｉｇ）〜約１，５００ｋＰａ（２００ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００２５】
１つ以上の実施形態において、ライン１５を経由する１つ以上の分離器３０への第２蒸気供給は、１つ以上のリボイラ５０を使用して生成できる。１つ以上の実施形態において、リボイラの補給水は、ライン４５を経由して分離器３０から引き込んでもよい。１つ以上の実施形態において、ライン１５における第２蒸気供給を飽和させてもよい。１つ以上の実施形態において、ライン１５における蒸気の圧力は、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約１，５００ｋＰａ（２００ｐｓｉｇ）、約３００ｋＰａ（３０ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）、または約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）〜約８００ｋＰａ（１００ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、リボイラ５０を外部蒸気源と取り替え、ライン１５を経由して分離器３０に第２蒸気供給を提供してもよい。１つ以上の実施形態において、第２蒸気供給は、約１２５℃（華氏２６０度）〜約１８５℃（華氏３６５度）、約１３５℃（華氏２７５度）〜約１８５℃（華氏３６５度）、または約１５０℃（華氏３００度）〜約１７０℃（華氏３４０度）の温度であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン１５における蒸気の全体または一部を、外部蒸気源、例えば商業用および／または産業用分配システムを使用して供給してもよい。
【００２６】
１つ以上の実施形態において、１つ以上の分離器３０は、トレイ、リング、ボール、またはサドルを任意の頻度および／または組み合わせで含むカラムであってもよい。１つ以上の実施形態において、分離器３０は、部分的または完全に空のカラムであってもよい。１つ以上の実施形態において、１つ以上の分離器３０は、約２５℃（華氏８０度）〜約１００℃（華氏２１０度）、約５０℃（華氏１２０度）〜約９０℃（華氏１９５度）、または約６０℃（華氏１４０度）〜約８０℃（華氏１７５度）の温度で動作できる。１つ以上の実施形態において、１つ以上の分離器３０は、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）〜約１，５００ｋＰａ（２００ｐｓｉｇ）、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）、または約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）〜約８００ｋＰａ（１００ｐｓｉｇ）の圧力で動作できる。
【００２７】
１つ以上の実施形態において、１つ以上のリボイラ５０は、熱処理液、伝熱液等を使用して供給される熱を用いるシェル‐アンド‐チューブ、Ｕ‐チューブ、バイオネット、および再生型熱交換器を含んでもよいがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、リボイラ５０は、直接燃焼式ボイラであってもよい。１つ以上の実施形態において、リボイラ５０は、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）〜約１，５００ｋＰａ（２００ｐｓｉｇ）、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）、または約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）〜約８００ｋＰａ（１００ｐｓｉｇ）の圧力で動作できる。１つ以上の実施形態において、リボイラ５０は、約１２５℃（華氏２６０度）〜約１８５℃（華氏３６５度）、約１３５℃（華氏２７５度）〜約１８５℃（華氏３６５度）、または約１５０℃（華氏３００度）〜約１７０℃（華氏３４０度）の温度で動作できる。
【００２８】
１つ以上の実施形態において、ライン４０を経由する第２中間物は、それぞれ１つ以上の熱破壊性汚染物質を含む、１つ以上のその他の水と組み合わせてもよい。１つ以上の特定実施形態において、ライン４０における第２中間物を、ライン６０を経由して１つ以上の熱破壊性汚染物質を含む第１排水と組み合わせ、ライン６５を経由して送給を提供できる。ライン６５を経由する送給は、１つ以上の分離器７０に導入できる。蒸気および熱破壊性汚染物質の少なくとも一部を含む第１再利用物は、ライン７５を経由して分離器７０から引き込んでもよい。水蒸気蒸留された本質的に汚染物質を含まない水を含む第３排水は、ライン８０を経由して分離器７０から除去できる。
【００２９】
図３は、１つ以上の実施形態に従い、図１の処理システムを利用する例示的ガス化システムを描写する。１つ以上の実施形態において、ガス化システム１００は、１つ以上の水処理システム１０、ガス化装置２００、第１段階冷却器２７５、粒子除去システム３００、第２段階冷却器３７５、およびガス精製システム４００を含み、ライン４１０を経由して合成ガスを産生できる。１つ以上の実施形態において、ガス化システムは、合成ガスの少なくとも一部をガス化装置送給搬送用流体として圧縮および再利用する１つ以上のコンプレッサ２６５を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、ガス化システムは、１つ以上のガスコンバータ５００を含み、合成ガスの少なくとも一部を１つ以上の産物に変換できる。産物は、フィッシャ‐トロプシュ産物、メタノール、アンモニア、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、それらの誘導体、およびそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、ガス化システム１００は、１つ以上の水素分離器６００、燃料電池６５０、燃焼器７００、ガスタービン７２５、廃熱ボイラ８００、蒸気タービン８５０、および発生器７７５、８７５を含み、燃料、動力、蒸気、および／またはエネルギを産生できる。
【００３０】
「搬送用流体」という用語は、本明細書で使用される場合、ガス化装置への原料の流動および／または輸送に使用される任意の流体または流体混合物であってもよい。搬送用流体は、空気、水、蒸気、合成ガス、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素、本質的に無窒素のガス、低酸素ガスまたは液体、それらの混合物、および／またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、搬送用流体は、高い発熱量を有する非酸化ガス、例えばメタン等の天然ガスであってもよい。
【００３１】
「本質的に無窒素の」という用語は、本明細書で使用される場合、約５％ｖｏｌ窒素、約４％ｖｏｌ窒素、約３％ｖｏｌ窒素、約２％ｖｏｌ窒素、または約１％ｖｏｌ窒素未満を含む任意のガスであってもよい。
【００３２】
ライン２１０を経由する１つ以上の原料、およびライン２０５を経由する１つ以上の酸化剤を１つ以上のガス化装置２００に導入し、ライン２８０を経由して生合成ガスを提供してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２１０における１つ以上の原料を、１つ以上のガス化装置２００に導入する前に、ライン２７０を経由して導入される１つ以上の搬送用ガスと混合してもよい。１つ以上の実施形態において、１つ以上のコンプレッサ２６５を使用し、圧縮された搬送用ガス２７０を供給してもよい。
【００３３】
「原料」および複数形の「原料」という用語は、本明細書で使用される場合、固体、液体、気体、またはそれらの任意の組み合わせの１つ以上の炭素質（例えば、炭素ベースおよび／または炭素含有）材料を意味する。炭素質材料は、バイオマス（例えば、プラントおよび／または動物物質、またはプラントおよび／または動物由来物質）、石炭（無煙炭、瀝青、亜瀝青および褐炭を含む）、油頁岩、コークス、タール、アスファルテン、低灰分または無灰分ポリマ、炭化水素ベースのポリマ材料、バイオマス由来材料、または製造動作に由来する炭素質副産物を含むがそれらに限定されない。炭化水素ベースのポリマ材料は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレンを含み、その他のポリオレフィン、ホモポリマ、コポリマ、ブロックコポリマ、およびそれらの混合物を含む熱可塑性物質、エラストマ、ゴム；ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリブレンド、ポリ炭化水素含有酸素；炭化水素ワックス等の石油精製所および石油化学プラントからの重炭化水素汚泥および残油産物、それらの混合物、それらの誘導体、およびそれらの組み合わせを含んでもよいがそれらに限定されない。
【００３４】
１つ以上の実施形態において、ライン２１０における原料は、２つ以上の炭素質（例えば、炭素含有）材料の混合物または組み合わせを含んでもよい。１つ以上の実施形態において、１つ以上の原料は、ガス化装置２００内に適合するサイズに適切に縮小されたカーペットおよび／またはバンパおよびダッシュボードを含むプラスチック自動車部品／コンポーネント等の廃棄された消費者製品を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、原料は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、それらの誘導体、それらの混合物、またはそれらの任意の組み合わせ等の１つ以上の再生プラスチックを含んでもよい。したがって、本プロセスは、既製材料の適切な処理に関する指令に対応するために有用となり得る。
【００３５】
１つ以上の実施形態において、ライン２１０を経由する原料は、ライン２７０を経由して供給される１つ以上の搬送用流体を使用し、スラリーまたは懸濁液としてガス化装置２００に運搬されてもよい。１つ以上の実施形態において、原料を例えば水分１８％まで乾燥させた後、ガス化装置２００に送給する前に、１つ以上の並列皿形粉砕機等の製粉ユニットにより粉砕してもよい。１つ以上の実施形態において、原料を平均粒子直径サイズ約５０μｍ〜約５００μｍ、約５０μｍ〜約４００μｍ、約１５０μｍ〜約４５０μｍ、または約２５０μｍ〜約４００μｍにまで縮小してもよい。ライン２７０を経由する搬送用流体は、原料の粒子サイズを縮小する前または後のいずれかに、ライン２１０において原料に添加されてもよい。
【００３６】
１つ以上の実施形態において、１つ以上の酸素捕捉剤および／または吸着剤をライン２１０において原料に添加し、ガス化装置２００に存在する水素との無制御反応を支持するために必要な閾値より低いレベルにガス化装置内の酸素濃度を制限することができる。１つ以上の実施形態において、酸素捕捉剤は、反応して一酸化炭素および／または二酸化炭素を形成することにより、ガス化装置２００に存在する残渣酸素と化学結合できる反応性炭素を含む灰を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、吸着剤を使用し、ガス化装置２００に導入する前に、ライン２１０において原料の塵埃を払う、または原料を被覆することにより、ライン２１０内およびガス化装置２００内での原料の凝集を削減できる。図１には示されていないが、１つ以上の実施形態において、１つ以上の吸着剤を直接ガス化装置２００に添加してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２１０において原料と混合する前に、吸着剤を平均サイズ約５μｍ〜約１００μｍ、または約１０μｍ〜約７５μｍの粒にしてもよい。例示的な吸着剤は、炭素富化灰、ライムストーン、ドロマイト、粉コークスを含むがそれらに限定されない。原料から放出された残渣硫黄を、送給における天然カルシウムまたはカルシウムベースの吸着剤により捕捉し、硫化カルシウムを形成してもよい。
【００３７】
１つ以上の実施形態において、ライン２０５を経由してガス化装置に添加される酸化剤の量および種類は、合成ガスの組成および物理特性を決定し得るため、そこから下流側の産物が生成される。１つ以上の酸化剤は、空気、酸素、本質的に酸素、酸素富化空気、酸素と空気の混合物、酸素と不活性ガス、例えば窒素およびアルゴンとの混合物等を含んでもよいがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、酸化剤は、約６５％ｖｏｌ酸素以上、約７０％ｖｏｌ酸素以上、約７５％ｖｏｌ酸素以上、約８０％ｖｏｌ酸素以上、約８５％ｖｏｌ酸素以上、約９０％ｖｏｌ酸素以上、約９５％ｖｏｌ酸素以上、または約９９％ｖｏｌ酸素以上を含んでもよい。本明細書で使用される場合、「本質的に酸素」という用語は、５１％ｖｏｌ酸素以上を含む気体を意味する。本明細書で使用される場合、「酸素富化空気」という用語は、２１％ｖｏｌ酸素以上を含む気体を意味する。酸素富化空気は、例えば空気の低温蒸留、圧力スイング吸着法、膜分離、またはそれらの組み合わせから得られる。１つ以上の実施形態において、ガス化システムは、１つ以上の空気分離ユニット（「ＡＳＵ」）９００を含み、ライン９１０を経由して、本質的に無窒素の酸化剤源をガス化装置２００に提供できる。本質的に無窒素の酸化剤をガス化装置２００内で使用することにより、本質的に無窒素の合成ガスの産生が可能になる。
【００３８】
１つ以上の実施形態において、生合成ガスは、ライン２８０を経由して１つ以上のガス化装置から出てもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２８０における本質的に無窒素の生合成ガスは、８０％ｖｏｌ以上の一酸化炭素および水素、８５％ｖｏｌ以上の一酸化炭素および水素、９０％ｖｏｌ以上の一酸化炭素および水素、または９５％ｖｏｌ以上の一酸化炭素および水素を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２８０における生合成ガスは、主として二酸化炭素とメタンのバランスの取れた７５％ｖｏｌ以上の一酸化炭素および水素を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２８０における生合成ガスの一酸化炭素含有量は、最低約１０％ｖｏｌ、２０％ｖｏｌまたは３０％ｖｏｌから最高約５０％ｖｏｌ、７０％ｖｏｌまたは８５％ｖｏｌの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、生合成ガスの水素含有量は、最低約１％ｖｏｌ、５％ｖｏｌまたは１０％ｖｏｌから最高約３０％ｖｏｌ、４０％ｖｏｌまたは５０％ｖｏｌの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、生合成ガスの水素含有量は、約２０％ｖｏｌ〜約３０％ｖｏｌの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２８０における生合成ガスは、窒素、メタン、二酸化炭素、水、硫化水素、および塩化水素の複合物を２５％ｖｏｌ未満、２０％ｖｏｌ未満、１５％ｖｏｌ未満、１０％ｖｏｌ未満、または５％ｖｏｌ未満含んでもよい。
【００３９】
１つ以上の実施形態において、ライン２８０における生合成ガスの二酸化炭素濃度は、約２５％ｖｏｌ以下、２０％ｖｏｌ以下、１５％ｖｏｌ以下、１０％ｖｏｌ以下、５％ｖｏｌ以下、３％ｖｏｌ以下、２％ｖｏｌ以下、または１％ｖｏｌ以下であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２８０における生合成ガスのメタン濃度は、約１５％ｖｏｌ以下、１０％ｖｏｌ以下、５％ｖｏｌ以下、３％ｖｏｌ以下、２％ｖｏｌ以下、または１％ｖｏｌ以下であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２８０における生合成ガスの水濃度は、約４０％ｖｏｌ以下、３０％ｖｏｌ以下、２５％ｖｏｌ以下、２０％ｖｏｌ以下、１５％ｖｏｌ以下、１０％ｖｏｌ以下、５％ｖｏｌ以下、３％ｖｏｌ以下、２％ｖｏｌ以下、または１％ｖｏｌ以下である。１つ以上の実施形態において、ライン２８０における生合成ガスは、無窒素であるか、または本質的に無窒素、例えば０．５％ｖｏｌ未満の窒素を含んでもよい。
【００４０】
１つ以上の実施形態において、ライン２８０における生合成ガスの発熱量は、熱損失および希釈効果に対して補正され、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約２，８００ｋＪ／ｍ３（７５Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約３，７３０ｋＪ／ｍ３（１００Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約４，１００ｋＪ／ｍ３（１１０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約５，２００ｋＪ／ｍ３（１４０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約６，７００ｋＪ／ｍ３（１８０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約７，４５０ｋＪ／ｍ３（２００Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約９，３００ｋＪ／ｍ３（２５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、または約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約１０，２５０ｋＪ／ｍ３（２７５Ｂｔｕ／ｓｃｆ）の範囲であってもよい。
【００４１】
１つ以上の実施形態において、ライン２８０における生合成ガスを１つ以上の冷却器（「第１段階冷却器」）２７５を使用して冷却し、ライン２９０において冷却された生合成ガスを提供し、またライン２７６を経由してプロセス復水（「第１復水」）を提供する。１つ以上の実施形態において、ライン２９０における冷却された生合成ガスは、約４８０℃（華氏８９５度）以下、４２５℃（華氏７９５度）以下、３７０℃（華氏７００度）以下、３１０℃（華氏５９０度）以下、２６０℃（華氏５００度）以下、２００℃（華氏３９０度）以下、または１４０℃（華氏２８５度）以下の温度で第１段階冷却器から出てもよい。
【００４２】
１つ以上の実施形態において、ライン２７６における第１復水は、１つ以上の熱破壊性汚染物質を含んでもよく、汚染物質はアンモニア、溶存炭化水素、それらの混合物、それらの誘導体、および／またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、第１復水のアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１復水の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２７６における第１復水の温度は、約４０℃（華氏１００度）〜約２６０℃（華氏５００度）、約９０℃（華氏１９５度）〜約２００℃（華氏３９０度）、または約９０℃（華氏１９５度）〜約１５０℃（３００℃）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２７６における第１復水の圧力は、約１５０ｋＰａ（１０ｐｓｉｇ）〜約３，０００ｋＰａ（４２０ｐｓｉｇ）、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約２５０ｋＰａ（２０ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００４３】
ライン２９０における冷却された生合成ガスを１つ以上の粒子除去システム３００に導入してもよい。１つ以上の実施形態において、高温ガス粒子除去は、一次冷却器２７５を迂回し、ライン２８０における生合成ガスの少なくとも一部を粒子除去システム３００に直接導入することにより行うことができる。１つ以上の実施形態において、高温ガス粒子除去を用いる場合、粒子除去システム３００内の温度は、約５５０℃（華氏１，０２０度）〜約１，０５０℃（華氏１，９２０度）の範囲であってもよい。
【００４４】
１つ以上の粒子除去システム３００を使用し、ライン２９０における冷却された生合成ガスから、または高温ガス粒子除去を採用する場合はライン２８０における生合成ガスから固体を部分的または完全に除去し、ライン３０５を経由して分離固体を提供し、またライン３１０を経由して分離合成ガスを提供してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３０５における分離固体をガス化装置２００に再利用するか、または任意でシステムからパージしてもよい（図示せず）。１つ以上の粒子除去システム３００は、従来の分離器および／またはサイクロン（図示せず）等の１つ以上の分離器を含んでもよい。約０．１ｐｐｍｗの感知制限より低い出口粒子濃度を提供できる粒子制御装置（「ＰＣＤ」）を使用することもできる。例示的ＰＣＤは、電気集塵装置、焼結金属フィルタ、金属フィルタキャンドル、および／またはセラミックフィルタキャンドル（例えば、鉄アルミニウム合金フィルタ材料）を含むがそれらに限定されない。
【００４５】
１つ以上の実施形態において、ライン３１０における分離合成ガスを１つ以上の第２段階冷却器３７５を使用して冷却し、ライン３９０において冷却された分離合成ガスを提供し、またライン３７６を経由してプロセス復水（「第２復水」）を提供してもよい。図３には示されていないが、１つ以上の実施形態において、ライン３９０における冷却された分離合成ガスの少なくとも一部を再利用し、ライン２８５を経由する原料搬送用ガスとして使用してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３９０における冷却された分離合成ガスの少なくとも一部を、ライン２８５を経由してコンプレッサ２６５に導入し、ライン２１０における流入原料を流動させるために必要な搬送用流体の少なくとも一部を、ライン２７０を経由して提供してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３９０における冷却された分離合成ガスは、約３７０℃（華氏７００度）以下、３１５℃（華氏６００度）以下、２６０℃（華氏５００度）以下、２００℃（華氏３９０度）以下、１５０℃（華氏３００度）以下、９０℃（華氏１９５度）以下、または４０℃（華氏１００度）以下に冷却してもよい。
【００４６】
１つ以上の実施形態において、ライン３７６における第２復水は、１つ以上の熱破壊性汚染物質を含んでもよく、汚染物質はアンモニア、溶存炭化水素、それらの混合物、それらの誘導体および／またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、第２復水のアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２復水の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３７６における第２復水の温度は、約４０℃（華氏１００度）〜約２６０℃（華氏５００度）、約９０℃（華氏１９５度）〜約２００℃（華氏３９０度）、または約９０℃（華氏１９５度）〜約１５０℃（華氏３００度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３７６における第２復水の圧力は、約１５０ｋＰａ（１０ｐｓｉｇ）〜約３，０００ｋＰａ（４２０ｐｓｉｇ）、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約２５０ｋＰａ（２０ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００４７】
１つ以上の実施形態において、ライン２７６における第１復水の少なくとも一部、およびライン３７６における第２復水の少なくとも一部を組み合わせ、ライン６０における第１排水を形成してもよい。１つ以上の実施形態において、第１排水は、１つ以上の熱破壊性汚染物質を含んでもよく、汚染物質は溶存炭化水素、アンモニア、および／またはその他の有機化合物を含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、ライン６０における第１排水のアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔであってもよい。１つ以上の実施形態において、第１排水の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン６０における第１排水の温度は、約４０℃（華氏１００度）〜約２６０℃（華氏５００度）、約９０℃（華氏１９５度）〜約２００℃（華氏３９０度）、または約９０℃（華氏１９５度）〜約１５０℃（華氏３００度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン６０における第１排水の圧力は、約１５０ｋＰａ（１０ｐｓｉｇ）〜約３，０００ｋＰａ（４２０ｐｓｉｇ）、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約２５０ｋＰａ（２０ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００４８】
１つ以上の実施形態において、ライン６０における第１排水、およびライン５５における第１蒸気供給を１つ以上の分離器７０に導入し、ライン７５を経由して第１再利用物を提供し、またライン８０を経由して第３排水を提供してもよい。１つ以上の実施形態において、リボイラ９０を使用し、分離器７０からライン８５を経由して引き込まれた水を用いて、ライン５５における第１蒸気供給の少なくとも一部を生成してもよい。１つ以上の実施形態において、第１蒸気供給と第１排水の重量比は、約１：１〜約２０：１、約２：１〜約１５：１、または約５：１〜約１０：１の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１蒸気供給は、約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）〜約４，０００ｋＰａ（５６５ｐｓｉｇ）、約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）〜約３，０００ｋＰａ（４２０ｐｓｉｇ）、または約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００４９】
１つ以上の実施形態において、ライン７５における第１再利用物を１つ以上のガス化装置２００に導入し、ガス化装置の蒸気要求の少なくとも一部を提供してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン７５における第１再利用物は、１つ以上の熱破壊性汚染物質を含んでもよく、汚染物質はアンモニア、溶存炭化水素、および／またはその他の有機物を含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、第１再利用物のアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１再利用物の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン７５における第１再利用物の温度は、約４０℃（華氏１００度）〜約２６０℃（華氏５００度）、約９０℃（華氏１９５度）〜約２００℃（華氏３９０度）、または約９０℃（華氏１９５度）〜約１５０℃（華氏３００度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン６０における第１再利用物の圧力は、約１５０ｋＰａ（１０ｐｓｉｇ）〜約５，０００ｋＰａ（７１０ｐｓｉｇ）、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約２５０ｋＰａ（２０ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００５０】
１つ以上の実施形態において、ライン８０における第３排水を再利用、再使用、または追加処理に送ることができる。１つ以上の実施形態において、ライン８０における第３排水は、溶存有機化合物、アンモニアおよびアンモニア含有化合物、それらの混合物、それらの誘導体および／またはそれらの組み合わせを含んでもよい。１つ以上の実施形態において、第３排水のアンモニア濃度は、約０．１ｐｐｍｗ〜約５０ｐｐｍｗ、約０．１ｐｐｍｗ〜約２５ｐｐｍｗ、または約０．１ｐｐｍｗ〜約１０ｐｐｍｗの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２排水の炭化水素濃度は、約１ｐｐｍｗ〜約５０ｐｐｍｗ、約１ｐｐｍｗ〜約２５ｐｐｍｗ、または約１ｐｐｍｗ〜約１０ｐｐｍｗの範囲であってもよい。
【００５１】
第２段階冷却器３７５に戻り、１つ以上の実施形態において、ライン３９０を経由する冷却された分離合成ガスの少なくとも一部を１つ以上のガス精製システム４００に導入してもよい。ガス精製システム４００は、汚染物質を除去し、ライン４０５を経由して排ガスを提供し、またライン４１０を経由して処理合成ガスを提供できる。１つ以上のガス精製システム４００は、硫黄および／または硫黄含有化合物、水銀および／または水銀含有化合物、および硫化カルボニルを含むがそれらに限定されない汚染物質を、ライン３９０における冷却された分離合成ガスから除去するシステム、プロセス、または装置を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、ガス精製システム４００は、触媒精製システムであってもよく、チタン酸亜鉛、亜鉛フェライト、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化銅、酸化セリウム、それらの混合物、またはそれらの組み合わせを使用する１つ以上のシステムを含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、ガス精製システム４００は、プロセスベースの精製システムであってもよく、ＳｅｌｅｘｏｌTMプロセス、Ｒｅｃｔｉｓｏｌ（登録商標）プロセス、ＣｒｙｓｔａＳｕｌｆ（登録商標）プロセス、およびＳｕｌｆｉｎｏｌ（登録商標）ガス処理プロセス、またはそれらの任意の組み合わせを使用する１つ以上のシステムを含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、ガス精製システム４００は、１つ以上の触媒精製システムと１つ以上のプロセスベースの精製システムとの組み合わせであってもよい。
【００５２】
１つ以上の実施形態において、１つ以上のアミン溶媒、例えばメチル‐ジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）をガス精製システム４００内で使用し、ライン３９０を経由して冷却された分離合成ガスから酸性ガスを除去してもよい。ＳｅｌｅｘｏｌTM（ポリエチレングリコールのジメチルエーテル）またはＲｅｃｔｉｓｏｌ（登録商標）（冷メタノール）等の物理溶媒をガス精製システム４００内で使用することもできる。ライン３９０を経由する合成ガスが硫化カルボニル（ＣＯＳ）を含む場合は、触媒上で水と反応させる加水分解により、硫化カルボニルを硫化水素に変換した後、上述の方法のうちの１つ以上を用いて吸着してもよい。ライン３９０における冷却された分離合成ガスが１つ以上の重金属、例えば水銀および／またはカドミウムを含む場合は、硫黄含浸活性炭素の床、活性金属溶媒、例えばイリジウム、パラジウム、ルテニウム、プラチナ、それらの合金、それらの組み合わせ、または任意のその他の既知の重金属の除去技術を使用し、１つ以上の重金属を除去してもよい。
【００５３】
１つ以上の実施形態において、コバルト‐モリブデン（「Ｃｏ‐Ｍｏ」）触媒を１つ以上のガス精製システム４００に組み込み、ライン３９０における冷却された分離合成ガスの酸移行変換（例えば、硫化水素の存在下での一酸化炭素から二酸化炭素への変換）。Ｃｏ‐Ｍｏ触媒は、硫化水素（Ｈ２Ｓ）の存在下、約２９０℃（華氏５５０度）の温度、例えば約１００ｐｐｍｗのＨ２Ｓで動作できる。Ｃｏ‐Ｍｏ触媒を使用し、ガス精製システム４００内で酸移行を行う場合は、上述の硫黄除去方法および／または技術のいずれかを使用して、硫黄および／または硫黄含有化合物を移行合成ガスからその後の下流側除去を行うことができる。
【００５４】
１つ以上の実施形態において、ライン４１０における処理合成ガスの少なくとも一部を、ライン４３０を経由してライン２８５に送り、搬送用ガスとして再利用してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン４３０における処理合成ガスの少なくとも一部を、ライン４４０を経由して除去し、商品として販売してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン４１０における処理合成ガスの少なくとも一部を、ライン４２０を経由してガスコンバータ５００に導入し、フィッシャ‐トロプシュ産物、メタノール、アンモニア、原料、それらの誘導体、またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない１つ以上の産物を産生してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン４１０を経由する処理合成ガスの少なくとも一部を、ライン４５０を経由する１つ以上の水素分離器６００に導入し、ライン６１５を経由する水素富化ガスを提供してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン４１０における処理合成ガスの少なくとも一部を燃焼し、機械的動力、電力、および／または蒸気を産生または生成してもよい。
【００５５】
１つ以上の実施形態において、ライン４１０における処理合成ガスの少なくとも一部を、ライン４３０を経由して再利用し、ライン２８５を経由する搬送用ガスとして使用してもよい。ライン２８５における搬送用ガスを１つ以上のコンプレッサ２６５に導入し、圧縮してライン２７０を経由する圧縮搬送用ガスを提供してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２７０における圧縮搬送用ガスの少なくとも一部を使用し、ライン２１０における原料を流動させてもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２７０における圧縮搬送用ガスの少なくとも一部を使用し、ライン３０５を経由して、分離固体をガス化装置２００に流動および輸送してもよい。１つ以上の実施形態において、圧縮搬送用ガス２７０を昇温でライン２１０における原料に導入し、熱利用を改善し、ガス化装置２００における燃料消費を低減することができる。１つ以上の実施形態において、酸化剤の少ない搬送用ガス、例えばライン４３０を経由して供給された処理合成ガス等を使用することにより、原料と搬送用ガスをライン２１０において組み合わせた後に、それら２つの間で生じる望ましくない酸化反応を最小化できる。１つ以上の実施形態において、ライン２７０を経由して供給される酸化剤の少ない搬送用ガスは、例えば原料が粉炭を含む場合に、ライン２１０の原料における粉塵爆発の危険を最小化できる。
【００５６】
１つ以上の実施形態において、ライン２８５を経由する搬送用ガスの少なくとも一部を、例えばガス化プロセス１００において産生されている合成ガスからではなく、外部源から供給してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２８５における搬送用ガスの少なくとも一部は、メタン、エタン、プロパン、ブタン、水素、合成ガス等の発熱量を有する１つ以上の高温で酸化剤の少ない気体であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２８５における搬送用ガスの少なくとも一部は、蒸気、一酸化炭素、窒素、本質的に無窒素のガス、低酸素ガス、発熱量を有する低酸素ガス、またはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。図３には示されていないが、１つ以上の特定実施形態において、ＡＳＵ９００から窒素を供給し、ライン２８５における搬送用ガスの少なくとも一部を作成してもよい。再利用ガス２８５内の窒素と合成ガスの相対量を制御することにより、既知の発熱量範囲を有する圧縮搬送用ガスを、ライン２７０を経由して提供できる。そのような制御は、ガス化装置２００の熱プロファイルおよび性能の制御において有利となり得る。
【００５７】
「低酸素」という用語は、本明細書で使用される場合、約１０％ｖｏｌ酸素、約５％ｖｏｌ酸素、約３％ｖｏｌ酸素、約２％ｖｏｌ酸素、または約１％ｖｏｌ酸素未満を含む任意の気体であってもよい。
【００５８】
１つ以上の実施形態において、ライン２７０における圧縮搬送用ガスは、約２５％ｖｏｌ酸素未満、または約１０％ｖｏｌ酸素未満、約５％ｖｏｌ酸素未満、約２．５％ｖｏｌ酸素未満、約１％ｖｏｌ酸素未満、または約０．５％ｖｏｌ酸素未満を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、圧縮搬送用ガスは、約２００℃（華氏４００度）〜約１，１００℃（華氏２，０１０度）の温度であってもよい。１つ以上の実施形態において、圧縮搬送用ガスは、約３００℃（華氏５７０度）以上、または約５００℃（華氏９３０度）以上、または約７００℃（華氏１，２９０度）以上、または約９００℃（華氏１，６５０度）以上の温度であってもよい。１つ以上の実施形態において、圧縮搬送用ガスは、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約４，６００ｋＰａ（６６５ｐｓｉｇ）の圧力であってもよい。１つ以上の実施形態において、圧縮搬送用ガスは、約７９０ｋＰａ（１１５ｐｓｉｇ）〜約３，８００ｋＰａ（５５０ｐｓｉｇ）の圧力であってもよい。１つ以上の実施形態において、圧縮搬送用ガスは、約７９０ｋＰａ（１１５ｐｓｉｇ）〜約３，１００ｋＰａ（４５０ｐｓｉｇ）の圧力であってもよい。１つ以上の実施形態において、圧縮搬送用ガスは、約７９０ｋＰａ（１１５ｐｓｉｇ）〜約２，４００ｋＰａ（３５０ｐｓｉｇ）の圧力であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２７０を経由する圧縮搬送用ガスは、熱損失および希釈効果に対して訂正された発熱量、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約２，８００ｋＪ／ｍ３（７５Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約３，７３０ｋＪ／ｍ３（１００Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約４，１００ｋＪ／ｍ３（１１０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約５，２００ｋＪ／ｍ３（１４０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約６，７００ｋＪ／ｍ３（１８０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約７，４５０ｋＪ／ｍ３（２００Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約９，３００ｋＪ／ｍ３（２５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）、または約１，８６０ｋＪ／ｍ３（５０Ｂｔｕ／ｓｃｆ）〜約１０，２５０ｋＪ／ｍ３（２７５Ｂｔｕ／ｓｃｆ）を有してもよい。
【００５９】
１つ以上の実施形態において、ライン４１０を経由する処理合成ガスの少なくとも一部を、ライン４２０を経由してガスコンバータ５００に導入し、ライン５１０を経由する１つ以上の産物を産生してもよい。産物は、二酸化炭素、フィッシャ‐トロプシュ産物、メタノール、アンモニア、原料、それらの誘導体、またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。１つ以上のガスコンバータ５００は、１つ以上の移行反応器を含み、ライン４２０における処理合成ガスに存在する一酸化炭素の少なくとも一部を水‐ガス移行反応を介して二酸化炭素に変換することにより、合成用ガスの水素（Ｈ２）と一酸化炭素（ＣＯ）の比（Ｈ２：ＣＯ）を調整できる。
【００６０】
１つ以上の実施形態において、ガスコンバータ５００内にある１つ以上の移行反応器は、単一段階断熱固定床反応器、中間冷却を伴うまたは伴わない多段階断熱固定床反応器、蒸気生成または冷式クエンチ反応器、蒸気生成または冷却を伴う管状固定床反応器、流動床反応器、またはそれらの任意の組み合わせを含んでもよいがそれらに限定されず、変換された合成ガスを含む１つ以上の産物を、ライン５１０を経由して提供できる。１つ以上の実施形態において、移行触媒を備え、約４７５℃（華氏８９０度）の高温で動作する複数の固定床反応器を有する圧力スイング吸着ユニットを利用する、吸着強化水‐ガス移行（ＳＥＷＧＳ）プロセスを使用してもよい。
【００６１】
少なくとも１つの特定実施形態において、１つ以上のガスコンバータ５００は、連続して配列された２つの移行反応器を含んでもよい。第１反応器を約３００℃（華氏５７０度）〜約４５０℃（華氏８４０度）の高温で動作させ、鉄‐クロム触媒を使用して、ライン４２０を経由する処理合成ガスに存在する一酸化炭素の大部分を、比較的高い反応率で二酸化炭素に変換できる。第２反応器を比較的低温の約１５０℃（華氏３００度）〜約２２５℃（華氏４４０度）で動作させ、酸化銅と酸化亜鉛の混合物を使用して、残りの一酸化炭素を二酸化炭素にさらに変換してもよい。１つ以上の実施形態において、高温移行反応器および／または低温移行反応器に加えて、それらの代替として、またはそれらと組み合わせて、中温移行反応器を使用してもよい。中温移行反応器は、約２５０℃（華氏４８０度）〜約３００℃（華氏５７０度）の温度で動作できる。ガスコンバータ５００内の１つ以上の高温、中温および／または低温移行反応器は、酸化鉄、酸化クロム、それらの混合物、それらの誘導体、またはそれらの任意の組み合わせを含む移行触媒を使用し、ライン４２０を経由する処理合成ガスに存在する一酸化炭素の少なくとも一部を二酸化炭素に比較的高い率で変換できる。
【００６２】
図３には描写されていないが、ライン５１０において合成ガスに存在する任意の二酸化炭素を分離、吸着、および／または回収してもよい。適切な二酸化炭素吸着剤および吸着技術は、炭酸プロピレン物理吸着剤、炭酸アルキル、２〜１２グリコールユニットのポリエチレングリコールのジメチルエーテル（ＳｅｌｅｘｏｌTMプロセス）、ｎ‐メチル‐ピロリドン、スルホラン、および／またはＳｕｌｆｉｎｏｌ（登録商標）ガス処理プロセスの使用を含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、ライン５１０における合成ガスから回収された二酸化炭素を使用し、原油およびガスの坑口産生および回収を強化してもよい。例示的な炭化水素産生プロセスにおいて、ライン５１０における合成ガスから回収された二酸化炭素を、１つ以上の「鎖」炭化水素沈殿物が存在する既存の炭化水素産生ウェルの下の領域に注入および流してもよい。
【００６３】
１つ以上の実施形態において、１つ以上のガスコンバータ５００のうちの１つは、石油精製／石油化学原料、輸送燃料、合成原油、液体燃料、潤滑油、アルファオレフィン、ワックス等を含む１つ以上のフィッシャ‐トロプシュ（「Ｆ‐Ｔ」）産物を産生してもよい。Ｆ‐Ｔ反応は、任意の種類の反応器、例えば固定床、移動床、流動床、スラリー、バブリング床、またはそれらの任意の組み合わせを使用することにより行ってもよい。Ｆ‐Ｔ反応は、１つ以上の触媒を採用してもよく、触媒は銅ベース、ルテニウムベース、鉄ベース、コバルトベース、それらの混合物、またはそれらの任意の組み合わせを含むがそれらに限定されない。Ｆ‐Ｔ反応は、反応器の構成に応じて約１９０℃（華氏３７５度）〜約４５０℃（華氏８４０度）の範囲の温度で実行してもよい。反応および触媒のさらなる詳細は、米国第２００５／０２８４７９７号、および米国第５，６２１，１５５号、第６，６８２，７１１号、第６，３３１，５７５号、第６，３１３，０６２号、第６，２８４，８０７号、第６，１３６，８６８号、第４，５６８，６６３号、第４，６６３，３０５号、第５，３４８，９８２号、第６，３１９，９６０号、第６，１２４，３６７号、第６，０８７，４０５号、第５，９４５，４５９号、第４，９９２，４０６号、第６，１１７，８１４号、第５，５４５，６７４号、および第６，３００，２６８を参照する。
【００６４】
ガスコンバータ５００内で産生されたフィッシャ‐トロプシュ産物は、種々の最終炭化水素産物に対してさらに反応および／または改良できる液体を含んでもよいがそれらに限定されない。特定の産物、例えばＣ４‐Ｃ５炭化水素は、高品質のパラフィン溶媒を含んでもよく、必要に応じて水素処理してオレフィン不純物を除去するか、または水素処理なしで採用して、多様なワックス製品を産生してもよい。Ｃ１６以上の炭化水素を含む液体炭化水素産物は、例えば、水素化分解、水素異性化、触媒脱ロウ、同種脱ロウ、またはそれらの組み合わせ等の種々の水素変換反応により改良できる。変換したＣ１６以上の炭化水素を、採掘泥、技術および医療グレードホワイトオイル、化学原材料、および種々の炭化水素特殊産物における使用に適切な中間留出物、ディーゼル燃料、ジェット燃料、イソパラフィン溶媒、潤滑油、掘削油の産生に使用してもよい。
【００６５】
少なくとも１つの特定実施形態において、１つ以上のガスコンバータ５００の少なくとも１つは、１つ以上のフィッシャ‐トロプシュスラリーバブルカラム反応器を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、スラリーバブルカラム反応器内の触媒は、触媒銅または鉄族金属の塩、ポリオールまたは多価アルコール、および任意でレニウム化合物または塩を含浸させたチタニア担体を含んでもよいがそれらに限定されない。ポリオールまたは多価アルコールの例は、グリコール、グリセロール、デリトリトール、トレイトール、リビトール、アラビニトール、キシリトール、アリトール、ズルシトール、グルシトール、ソルビトール、およびマンニトールを含む。１つ以上の実施形態において、スラリーバブルカラム反応器は、レニウム（Ｒｅ）で促進され、Ｒｅ：Ｃｏ重量比が約０．０１〜約１の範囲であり、約２％ｗｔ〜約５０％ｗｔコバルトを含むチタニア上に担持されるコバルト（Ｃｏ）触媒を使用し、２２０℃（華氏４３０度）未満の温度、および約１００ｋＰａ（１５ｐｓｉ）〜約４，１４０ｋＰａ（６００ｐｓｉ）、または約１，７２０ｋＰａ（２５０ｐｓｉ）〜約２，４１０ｋＰａ（３５０ｐｓｉ）の圧力で動作できる。
【００６６】
１つ以上の実施形態において、ガスコンバータ５００内の１つ以上のフィッシャ‐トロプシュスラリーバブルカラム反応器は、触媒金属、濃縮塩水溶液内の銅または鉄族金属、例えば、硝酸コバルトまたは酢酸コバルトを使用してもよい。結果として生じる塩水溶液を１つ以上のポリオール、または任意で過レニウム酸と組み合わせ、水の量を調整して溶液中約１５ｗｔ％コバルトを得ることができる。初期湿潤技術を使用し、触媒をルチル、またはアナターゼチタニア担体上に含浸させてもよく、任意で噴霧乾燥および焼成してもよい。この方法は、Ｆ‐Ｔ反応器内におけるレニウムプロモータの必要性を低減する。さらなる詳細は、米国第５，０７５，２６９号および第６，３３１，５７５号を参照する。
【００６７】
１つ以上の実施形態において、１つ以上のガスコンバータ５００は、Ｈａｂｅｒ‐Ｂｏｓｃｈ法を使用してアンモニアを産生することができ、“Ａｍｍｏｎｉａ，”Ｋｉｒｋ‐Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌｕｍｅ ２，３ｒｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，１９７８，ｐｐ．，４９４‐５００に記載されている。１つ以上の実施形態において、１つ以上のガスコンバータ５００を、ギ酸アルキルの産生、例えばギ酸メチルの産生に使用してもよい。例えば、アルカリまたはアルカリ土類金属メトキシド触媒の存在下で生じる一酸化炭素とメタノールとの気相または液相反応等、いくつかのギ酸アルキル産生プロセスのいずれかをガスコンバータ５００内で使用してもよい。さらなる詳細は、米国第３，７１６，６１９号、第３，８１６，５１３号、および第４，２１６，３３９号を参照されたい。
【００６８】
１つ以上の実施形態において、１つ以上のガスコンバータ５００のうちの少なくとも１つを使用し、メタノール、ジメチルエーテル、アンモニア、無水酢酸、酢酸、酢酸メチル、酢酸エステル、酢酸ビニルおよびポリマ、ケトン、ホルムアルデヒド、ジメチルエーテル、オレフィン、それらの誘導体、またはそれらの組み合わせを産生してもよい。メタノール産生の場合は、例えば液相メタノールプロセス（ＬＰＭＥＯＨTM）を使用してもよい。このプロセスにおいて、スラリーバブルカラム反応器および触媒を不活性炭化水素油反応媒体中で使用し、ライン４２０を経由する合成ガスにおける一酸化炭素の少なくとも一部を直接メタノールに変換してもよい。不活性炭化水素油反応媒体は、反応の熱を保存し、オフピーク期間中、相当の時間アイドリングしながら、良好な触媒活性を維持できる。さらなる詳細は、米国第２００６／０１４９４２３号、およびそれ以前に公開されたＨｅｙｄｏｒｎ，Ｅ．Ｃ．，Ｓｔｒｅｅｔ，Ｂ．Ｔ．，ａｎｄ Ｋｏｒｎｏｓｋｙ，Ｒ．Ｍ．，“Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｍｅｔｈａｎｏｌ（ＬＰＭＥＯＨTM）Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ，”（１９９８年１０月４日〜７日にサンフランシスコで行われたＧａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｕｎｃｉｌ会議において発表）を参照されたい。メタノールを産生する気相プロセスを使用してもよい。例えば、銅ベースの触媒を使用する既知のプロセス、Ｉｍｐｅｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓプロセス、ＬｕｒｇｉプロセスおよびＭｉｔｓｕｂｉｓｈｉプロセスを使用してもよい。
【００６９】
１つ以上の実施形態において、ライン４２０における処理合成ガス中の一酸化炭素の少なくとも一部を、ガスコンバータ５００において分離し、一酸化炭素富化ガス（図示せず）として回収してもよい。回収した一酸化炭素を、酢酸、ホスゲン、イソシアン酸、ギ酸、プロピオン酸、それらの混合物、それらの誘導体、および／またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない１つ以上の商品および／または特殊化学製品の産生に使用してもよい。図１には描写されていないが、１つ以上の実施形態において、ガスコンバータ５００からの一酸化炭素富化ガスを使用し、ライン２８５における搬送用ガスの少なくとも一部を提供してもよい。
【００７０】
１つ以上の実施形態において、ライン４１０を経由する処理合成ガスの少なくとも一部を、ライン４５０を経由して１つ以上の水素分離器６００に導入し、ライン６１５を経由して水素富化ガスを提供してもよい。１つ以上の実施形態において、変換した合成ガスを含むライン５１０における産物の少なくとも一部を、１つ以上の水素分離器６００に送り、ライン６１５を経由して水素富化ガスを提供してもよい。１つ以上の実施形態において、１つ以上の水素分離器６００は、水素をガス混合物から選択的に分離する任意のシステムまたは装置を含み、ライン６１５を経由して精製水素を提供し、またライン６０５を経由して１つ以上の廃ガスを提供してもよい。１つ以上の実施形態において、水素分離器６００は、１つ以上のガス分離技術を利用してもよく、圧力スイング吸着法、低温蒸留、半透過性膜、またはそれらの任意の組み合わせを含むがそれらに限定されない。適切な吸着剤は、苛性ソーダ、炭酸カリウムまたはその他の無機塩基、および／またはアルカノールアミンを含んでもよい。
【００７１】
１つ以上の実施形態において、水素分離器６００は、ライン６０５を経由して二酸化炭素富化廃ガスを提供し、またライン６１５を経由して水素富化産物を提供できる。１つ以上の実施形態において、ライン６１５を経由する水素富化産物の少なくとも一部を、１つ以上の燃料電池６５０に対する原料として使用してもよい。１つ以上の実施形態において、１つ以上の燃焼器７００において燃料として使用する前に、ライン６１５を経由する水素富化産物の少なくとも一部を、ライン４１０を経由する処理合成ガスと組み合わせてもよい。図１には描写されていないが、１つ以上の実施形態において、ライン６１５を経由する水素富化産物の少なくとも一部をライン２８５に対して再利用し、搬送用流体の少なくとも一部を提供してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン６１５における水素富化産物を、水素化プロセス、電池エネルギプロセス、アンモニア産生、および／または水素燃料を含むがそれらに限定されない１つ以上の下流側操作において使用してもよい。例えば、ライン６１５における水素富化産物を使用し、１つ以上の水素燃料電池６５０を用いて水素燃料を生成してもよい。
【００７２】
１つ以上の実施形態において、ライン４１０における処理合成ガスの少なくとも一部は、ライン７０５を経由して導入された１つ以上の酸化剤と組み合わせ、１つ以上の燃焼器において燃焼させて、ライン７２０を経由して高圧／高温排出ガスを提供してもよい。ライン７２０における排出ガスは、１つ以上のタービン７２５および／または熱回収デバイス８００を通過し、機械的動力、電力および／または蒸気を提供できる。１つ以上の実施形態において、ライン７２０を経由する排出ガスを１つ以上のガスタービン７２５に導入し、ライン７４０を経由して排出ガスおよび機械的シャフト動力を提供して、１つ以上の発電機７７５を駆動できる。１つ以上の実施形態において、ライン７４０を経由する排出ガスを１つ以上の熱回収システム８００に導入し、ライン８２０を経由する蒸気を提供できる。１つ以上の実施形態において、ライン８２０を経由する蒸気の第１部分を１つ以上の蒸気タービン８５０に導入し、機械的シャフト動力を提供して、１つ以上の発電機８７５を駆動できる。１つ以上の実施形態において、ライン８２０を経由する蒸気の第２部分をガス化装置２００および／またはその他の補助プロセス装置に導入してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン８２０を経由する蒸気の第３部分を使用し、ライン５５を経由して蒸気の少なくとも一部を分離器７０に供給してもよい。１つ以上の実施形態において、１つ以上の蒸気タービン８５０からの低圧力蒸気を、ライン８３０を経由して１つ以上の熱回収システム８００に再利用してもよい。１つ以上の実施形態において、当業者によく知られる、または地域の産業および／または商業蒸気消費者に販売されている凝縮システムにライン８２０からの残留熱を排出してもよい。
【００７３】
１つ以上の実施形態において、熱回収システム８００は、ライン７４０における排出ガスとライン８３０を経由する低圧力蒸気との間の熱を交換し、ライン８２０を経由して蒸気を産生できる閉ループ加熱システム、例えば廃熱ボイラ、シェル‐チューブ熱交換器等であってもよい。１つ以上の実施形態において、熱回収システム８００は、燃料補給なしに、最大１０，３５０ｋＰａ（１，５００ｐｓｉ）、６００℃（華氏１，０００度）の過熱／再加熱蒸気を提供できる。
【００７４】
１つ以上の実施形態において、１つ以上の空気分離ユニット９００を使用し、酸素および／または酸素富化空気を、ライン９１０を経由してガス化装置２００に提供してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン９０５を経由する空気をＡＳＵ９００に供給してもよい。１つ以上の実施形態において、ＡＳＵ９００は、ライン９１０を経由してほぼ純粋な酸素送給を１つ以上のガス化装置２００に提供することにより、ガス化装置２００に導入される窒素の量を最小化し、ライン２８０において本質的に無窒素の生合成ガスの産生を可能にする。１つ以上の実施形態において、ガス化装置に送給される酸化剤全体の最大１０％を、ライン９１０を経由してＡＳＵ９００により供給してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン９１０を経由してＡＳＵ９００により供給された酸素は、ガス化装置２００に送給された酸化剤全体の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、または約５０％を提供できる。１つ以上の実施形態において、ＡＳＵ９００は、高圧、低温型分離器であってもよい。ライン９１５を経由する窒素富化廃棄ガスは、換気する、商品として販売する、燃焼タービンに添加する、および／またはユーティリティとして使用することができる。
【００７５】
「ほぼ純粋な酸素」という用語は、本明細書で使用される場合、最低約９０％ｖｏｌ酸素、約９５％ｖｏｌ酸素、約９７．５％ｖｏｌ酸素、約９９％ｖｏｌ酸素、または約９９．９％ｖｏｌ酸素を含む任意の気体であってもよい。
【００７６】
図４は、１つ以上の実施形態に従い、図２の処理システムを利用する例示的ガス化システムを描写する。図４は、図２を参照して詳述されるように、熱破壊性汚染物質および熱非破壊性汚染物質の両方を除去できる水処理システム１０を使用する、図３と同様のガス化システムを描写する。
【００７７】
１つ以上の実施形態において、第１復水は、ライン２７７を経由して第１段階冷却器２７５から除去してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２７７における第１復水は、熱破壊性汚染物質および熱非破壊性汚染物質の両方を含んでもよく、汚染物質は硫化水素、塩化水素、硫化カルボニル、アンモニア、溶存炭化水素、それらの混合物、それらの誘導体、および／またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、第１復水の硫化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１復水の塩化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１復水の硫化カルボニル濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１復水のアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１復水の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２７７における第１復水の温度は、約４０℃（華氏１０５度）〜約２６０℃（華氏５００度）、約９０℃（華氏１９５度）〜約２００℃（華氏３９０度）、または約９０℃（華氏１９５度）〜約１５０℃（華氏３００度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２７７における第１復水の圧力は、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）〜約５，０００ｋＰａ（７１０ｐｓｉｇ）、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００７８】
１つ以上の実施形態において、第２復水は、ライン３７７を経由して第２段階冷却器３７５から除去してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３７７を経由する第２復水は、熱破壊性汚染物質および熱非破壊性汚染物質の両方を含んでもよく、汚染物質は硫化水素、塩化水素、硫化カルボニル、アンモニア、溶存炭化水素、それらの混合物、それらの誘導体、および／またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。１つ以上の実施形態において、第２復水の硫化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２復水の塩化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２復水の硫化カルボニル濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２復水のアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２復水の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３７７における第２復水の温度は、約４０℃（華氏１０５度）〜約２６０℃（華氏５００度）、約９０℃（華氏１９５度）〜約２００℃（華氏３９０度）、または約９０℃（華氏１９５度）〜約１５０℃（華氏３００度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３７７における第２腹水の圧力は、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）〜約５，０００ｋＰａ（７１０ｐｓｉｇ）、約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約１００ｋＰａ（０ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００７９】
１つ以上の実施形態において、ライン２７７における第１復水の少なくとも一部、およびライン３７７における第２復水の少なくとも一部を組み合わせ、ライン２０における第２排水を形成してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２０における第２排水は、硫化水素、硫化カルボニル、および／または塩化水素を含むがそれらに限定されない１つ以上の熱非破壊性汚染物質と、アンモニア、溶存炭化水素、および／または溶存有機化合物を含むがそれらに限定されない１つ以上の熱破壊性汚染物質と、を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、第２排水の硫化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２排水の塩化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２排水のアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２排水の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２０における第２排水の温度は、約１２５℃（華氏２６０度）〜約１８５℃（華氏３６５度）、約１３５℃（華氏２７５度）〜約１８５℃（華氏３６５度）、または約１５０℃（華氏３００度）〜約１７０℃（華氏３４０度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２０における第２排水の圧力は、約１５０ｋＰａ（１０ｐｓｉｇ）〜約１，５００ｋＰａ（２００ｐｓｉｇ）、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）、または約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）〜約８００ｋＰａ（１００ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００８０】
１つ以上の実施形態において、ライン２０を経由する第２排水およびライン１５を経由する第２低圧力蒸気供給を１つ以上の分離器３０に導入し、ライン４０を経由して第２中間物を提供し、またライン３５を経由して第２再利用物を提供してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン２０における第２蒸気供給と第２排水の重量比は、約１：１〜約２０：１、約２：１〜約１５：１、または約５：１〜約１０：１の範囲であってもよい。
【００８１】
１つ以上の実施形態において、ライン８３０における低圧力蒸気の少なくとも一部を使用し、ライン１５を経由して、第２蒸気供給の少なくとも一部を分離器３０に提供してもよい。１つ以上の実施形態において、リボイラ５０を使用し、分離器３０からライン４５を経由して引き込まれた水を用いて、ライン１５における第２蒸気供給の少なくとも一部を生成してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン１５を経由して分離器３０に送達される蒸気は、約１５０ｋＰａ（１０ｐｓｉｇ）〜約１，５００ｋＰａ（２００ｐｓｉｇ）、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）、または約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）〜約８００ｋＰａ（１００ｐｓｉｇ）の圧力であってもよい。１つ以上の実施形態において、リボイラ５０は、約１２５℃（華氏２６０度）〜約１８５℃（華氏３６５度）、約１３５℃（華氏２７５度）〜約１８５℃（華氏３６５度）、または約１５０℃（華氏３００度）〜約１７０℃（華氏３４０度）の温度で動作できる。
【００８２】
１つ以上の実施形態において、蒸気および１つ以上の熱非破壊性汚染物質を含むライン３５における第２再利用物を、ライン３９０における冷却された分離合成ガスと混合した後、混合物を１つ以上のガス清浄器４００に導入してもよい。図４には示されていないが、１つ以上の実施形態において、ライン３５における第２再利用物を１つ以上のガス清浄器４００に対して直接再利用してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３５における第２再利用物は、硫化水素、塩化水素、それらの混合物、それらの誘導体、および／またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない１つ以上の熱非破壊性溶存有機化合物を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、第２再利用物の硫化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２再利用物の塩化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２再利用物の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン３５における第２再利用物の温度は、約１８０℃（華氏３５５度）〜約２３０℃（華氏４４５度）、約１８０℃（華氏３５５度）〜約２１０℃（華氏４１０度）、または約１８０℃（華氏３５５度）〜約１９０℃（華氏３７５度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第２再利用物の圧力は、約５００ｋＰａ（６０ｐｓｉｇ）〜約３，０００ｋＰａ（４２０ｐｓｉｇ）、約５００ｋＰａ（６０ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）、または約５００ｋＰａ（６０ｐｓｉｇ）〜約１，５００ｋＰａ（２００ｐｓｉｇ）であってもよい。
【００８３】
１つ以上の実施形態において、ライン４０における第２中間物、およびライン５５を経由する第１蒸気供給を１つ以上の分離器７０に導入し、本質的に汚染物質を含まない水を含みライン８０を経由する第３処理、および蒸気と１つ以上の熱破壊性汚染物質の少なくとも一部とを含みライン７５を経由する第１再利用物を提供してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン５５における第２蒸気供給の少なくとも一部を、スリップストリームとしてライン８２０から供給してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン５５における第２蒸気供給の圧力は、約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）〜約４，０００ｋＰａ（５６５ｐｓｉｇ）、約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）〜約３，０００ｋＰａ（４２０ｐｓｉｇ）、または約４００ｋＰａ（４５ｐｓｉｇ）〜約２，０００ｋＰａ（２７５ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００８４】
１つ以上の実施形態において、ライン７５における第１再利用物を１つ以上のガス化装置２００に導入し、蒸気要件の少なくとも一部をガス化装置２００に提供してもよい。１つ以上の実施形態において、ライン７５における第１再利用物は、溶存有機化合物、アンモニアおよびアンモニア含有化合物、それらの混合物、それらの誘導体および／またはそれらの組み合わせを含んでもよい。１つ以上の実施形態において、第１再利用物におけるアンモニア濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第１再利用物の炭化水素濃度は、約５００ｐｐｍｗ〜約３％ｗｔ、約５００ｐｐｍｗ〜約２％ｗｔ、または約５００ｐｐｍｗ〜約１％ｗｔの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン７５における第１再利用物の温度は、約５０℃（華氏１２０度）〜約２００℃（華氏３９０度）、約５０℃（華氏１２０度）〜約１５０℃（華氏３００度）、または約５０℃（華氏１２０度）〜約１２５℃（華氏２６０度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン７５における第１再利用物の圧力は、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約１，５００ｋＰａ（２００ｐｓｉｇ）、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約１，２５０ｋＰａ（１６５ｐｓｉｇ）、または約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）の範囲であってもよい。
【００８５】
図４には示されていないが、１つ以上の実施形態において、ライン８０における第３排水を再利用、再使用する、または追加処理に送ってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン８０における第３排水は、低レベルの溶存有機化合物、アンモニアおよびアンモニア含有化合物、それらの混合物、それらの誘導体および／またはそれらの組み合わせを含んでもよい。１つ以上の実施形態において、第３排水のアンモニア濃度は、約０．１ｐｐｍｗ〜約５０ｐｐｍｗ、約０．１ｐｐｍｗ〜約２５ｐｐｍｗ、または約０．１ｐｐｍｗ〜約１０ｐｐｍｗの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第３排水の炭化水素濃度は、約１ｐｐｍｗ〜約５０ｐｐｍｗ、約１ｐｐｍｗ〜約２５ｐｐｍｗ、または約１ｐｐｍｗ〜約１０ｐｐｍｗの範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、ライン８０における第３排水の温度は、約２５℃（華氏７５度）〜約９５℃（華氏２００度）、約２５℃（華氏７５度）〜約６５℃（華氏１５０度）、または約２５℃（華氏７５度）〜約６０℃（華氏１４０度）の範囲であってもよい。１つ以上の実施形態において、第３排水の圧力は、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約１，５００ｋＰａ（２００ｐｓｉｇ）、約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約１，２５０ｋＰａ（１６５ｐｓｉｇ）、または約２００ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約１，０００ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）であってもよい。
【００８６】
特定の実施形態および特徴は、数値上限のセットおよび数値下限のセットを使用して説明されている。当然のことながら、別段の記載がない限り、任意の下限から任意の上限までの範囲が考慮される。特定の下限、上限、および範囲は、下記の１つ以上の請求項に現れる。すべての数値は、「約」または「およそ」の表示値であり、当業者により予想される実験誤差および変動も考慮される。
【００８７】
種々の用語は、上記に定義されている。請求項に使用される用語が上記に定義されていない限り、少なくとも１つの出版物または交付済み特許において反映されるように用語を考慮して、関連技術を有する者に最も広範な定義が付与される。さらに、すべての特許、試験手順、および本出願において引用されるその他の文書は、そのような開示が本出願と矛盾しない限り、組み込むことが許されるすべての管轄区域に関して、全体が参照により組み込まれる。
【００８８】
前述は本発明の実施形態を対象とするが、本発明のその他およびさらなる実施形態を、その基本的な範囲から逸脱することなく考案してもよく、またその範囲は、以下の請求項により決定される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水処理方法であって、
水と１つ以上の熱破壊性汚染物質とを含む第１排水を、第１蒸気供給で水蒸気蒸留し、前記蒸気と、前記１つ以上の熱破壊性汚染物質の少なくとも一部と、水を含む第３排水とを含む第１再利用物を提供するステップと、
前記第１再利用物中に存在する前記熱破壊性汚染物質を、１つ以上の燃焼プロセスを使用して破壊するステップとを含む、方法。
【請求項２】
前記燃焼プロセスは、炭化水素ガス化プロセスである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１蒸気供給圧力は、約３ａｔｍから約４０ａｔｍである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１排水は、炭化水素ガス化プロセス復水と炭化水素ガス化プロセス接触冷却水との混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１蒸気供給と第１排水の重量比は、約１：１から約２０：１である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
水処理方法であって、
水と、１つ以上の熱破壊性汚染物質と、１つ以上の熱非破壊性汚染物質とを含む第２排水を、第２蒸気供給で水蒸気蒸留し、前記蒸気、前記１つ以上の熱非破壊性汚染物質の少なくとも一部、ならびに前記水と前記１つ以上の熱破壊性汚染物質の少なくとも一部とを含む第２中間物を含む第２再利用物を提供するステップと、
酸回収ユニット内で前記第２再利用物を処理するステップと、
第２中間物を第１蒸気供給で水蒸気蒸留し、高圧蒸気と、前記１つ以上の熱破壊性汚染物質の少なくとも一部と、前記水を含む第３排水とを含む第１再利用物を提供するステップと、
１つ以上の燃焼プロセスを使用して、前記第１再利用物中に存在する前記熱破壊性汚染物質を破壊するステップとを含む、方法。
【請求項７】
前記燃焼プロセスは、炭化水素ガス化プロセスである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第２蒸気供給圧力は、約３ａｔｍから約１０ａｔｍである、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第１蒸気供給圧力は、約７ａｔｍから約４０ａｔｍである、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記酸回収プロセスは、炭化水素ガス化ユニット内の酸性ガスユニットである、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２排水は、炭化水素ガス化プロセス復水と炭化水素ガス化プロセス接触冷却水との混合物を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２蒸気供給と第２排水の重量比は、約１：１から約２０：１である、請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１蒸気供給と第２中間物の重量比は、約１：１から約２０：１である、請求項６に記載の方法。
【請求項１４】
水処理方法であって、
１つ以上のガス化装置を使用して炭化水素をガス化し、１つ以上の熱破壊性汚染物質と、１つ以上の昇温で熱非破壊性である汚染物質とを含む生合成ガスを提供するステップと、
接触および非接触冷却を使用して前記生合成ガスを冷却し、冷却された合成ガスならびに水と、１つ以上の熱非破壊性汚染物質と、１つ以上の熱破壊性汚染物質とを含む第２排水を提供するステップと、
前記第２排水を第２蒸気供給で水蒸気蒸留し、蒸気、前記１つ以上の熱非破壊性汚染物質の少なくとも一部、ならびに前記水と前記１つ以上の熱破壊性汚染物質の少なくとも一部とを含む第２中間物を含む、第２再利用物を提供するステップと、
酸回収プロセスを使用して前記第２再利用物を処理するステップと、
前記第２中間物を第１蒸気供給で水蒸気蒸留し、蒸気と、前記１つ以上の熱破壊性汚染物質の少なくとも一部と、本質的に汚染物質を含まない水を含む第３排水とを含む、第１再利用物を提供するステップと、
１つ以上の燃焼プロセスを使用して、前記第１再利用物中に存在する前記熱破壊性汚染物質を破壊するステップと、
前記第３排水を再使用のために処理するステップとを含む、方法。
【請求項１５】
前記冷却された合成ガスの少なくとも一部を燃焼し、排出ガスを提供するステップと、
前記排出ガスを冷却し、前記第１蒸気供給の少なくとも一部を提供するために必要な熱を提供するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１蒸気供給と第２中間物の重量比は、約１：１から約２０：１である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２蒸気供給と第２排水の重量比は、約１：１から約２０：１である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記酸回収プロセスは、炭化水素ガス化システム内の酸性ガスユニットである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１蒸気供給圧力は、約４００ｋＰａから約４，０００ｋＰａの範囲である、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２蒸気供給圧力は、約２００ｋＰａから約１，５００ｋＰａの範囲である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１】
水処理方法であって、
水と１つ以上の熱破壊性汚染物質とを含む第１排水を、第１蒸気供給で水蒸気蒸留し、前記蒸気と、前記１つ以上の熱破壊性汚染物質の少なくとも一部と、水を含む第３排水とを含む第１再利用物を提供するステップと、
前記第１再利用物中に存在する前記熱破壊性汚染物質を、１つ以上の燃焼プロセスを使用して破壊するステップとを含む、方法。
【請求項２】
前記燃焼プロセスは、炭化水素ガス化プロセスである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１蒸気供給圧力は、約３ａｔｍから約４０ａｔｍである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１排水は、炭化水素ガス化プロセス復水と炭化水素ガス化プロセス接触冷却水との混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１蒸気供給と第１排水の重量比は、約１：１から約２０：１である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
水処理方法であって、
水と、１つ以上の熱破壊性汚染物質と、１つ以上の熱非破壊性汚染物質とを含む第２排水を、第２蒸気供給で水蒸気蒸留し、前記蒸気、前記１つ以上の熱非破壊性汚染物質の少なくとも一部、ならびに前記水と前記１つ以上の熱破壊性汚染物質の少なくとも一部とを含む第２中間物を含む第２再利用物を提供するステップと、
酸回収ユニット内で前記第２再利用物を処理するステップと、
第２中間物を第１蒸気供給で水蒸気蒸留し、高圧蒸気と、前記１つ以上の熱破壊性汚染物質の少なくとも一部と、前記水を含む第３排水とを含む第１再利用物を提供するステップと、
１つ以上の燃焼プロセスを使用して、前記第１再利用物中に存在する前記熱破壊性汚染物質を破壊するステップとを含む、方法。
【請求項７】
前記燃焼プロセスは、炭化水素ガス化プロセスである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第２蒸気供給圧力は、約３ａｔｍから約１０ａｔｍである、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第１蒸気供給圧力は、約７ａｔｍから約４０ａｔｍである、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記酸回収プロセスは、炭化水素ガス化ユニット内の酸性ガスユニットである、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２排水は、炭化水素ガス化プロセス復水と炭化水素ガス化プロセス接触冷却水との混合物を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２蒸気供給と第２排水の重量比は、約１：１から約２０：１である、請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１蒸気供給と第２中間物の重量比は、約１：１から約２０：１である、請求項６に記載の方法。
【請求項１４】
水処理方法であって、
１つ以上のガス化装置を使用して炭化水素をガス化し、１つ以上の熱破壊性汚染物質と、１つ以上の昇温で熱非破壊性である汚染物質とを含む生合成ガスを提供するステップと、
接触および非接触冷却を使用して前記生合成ガスを冷却し、冷却された合成ガスならびに水と、１つ以上の熱非破壊性汚染物質と、１つ以上の熱破壊性汚染物質とを含む第２排水を提供するステップと、
前記第２排水を第２蒸気供給で水蒸気蒸留し、蒸気、前記１つ以上の熱非破壊性汚染物質の少なくとも一部、ならびに前記水と前記１つ以上の熱破壊性汚染物質の少なくとも一部とを含む第２中間物を含む、第２再利用物を提供するステップと、
酸回収プロセスを使用して前記第２再利用物を処理するステップと、
前記第２中間物を第１蒸気供給で水蒸気蒸留し、蒸気と、前記１つ以上の熱破壊性汚染物質の少なくとも一部と、本質的に汚染物質を含まない水を含む第３排水とを含む、第１再利用物を提供するステップと、
１つ以上の燃焼プロセスを使用して、前記第１再利用物中に存在する前記熱破壊性汚染物質を破壊するステップと、
前記第３排水を再使用のために処理するステップとを含む、方法。
【請求項１５】
前記冷却された合成ガスの少なくとも一部を燃焼し、排出ガスを提供するステップと、
前記排出ガスを冷却し、前記第１蒸気供給の少なくとも一部を提供するために必要な熱を提供するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１蒸気供給と第２中間物の重量比は、約１：１から約２０：１である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２蒸気供給と第２排水の重量比は、約１：１から約２０：１である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記酸回収プロセスは、炭化水素ガス化システム内の酸性ガスユニットである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１蒸気供給圧力は、約４００ｋＰａから約４，０００ｋＰａの範囲である、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２蒸気供給圧力は、約２００ｋＰａから約１，５００ｋＰａの範囲である、請求項１４に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１４２８１２（Ｐ２００９−１４２８１２Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００８−３１５１４９（Ｐ２００８−３１５１４９）
【出願日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【出願人】（５０８３６４７４９）ケロッグ ブラウン アンド ルート エルエルシー (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１５１４９（Ｐ２００８−３１５１４９）
【出願日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【出願人】（５０８３６４７４９）ケロッグ ブラウン アンド ルート エルエルシー (10)
【Ｆターム（参考）】
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