專利名稱：用于提高燃煤發(fā)電設(shè)備的聯(lián)合循環(huán)效率的脫水系統(tǒng)和過程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容大體而言涉及燃煤發(fā)電設(shè)備，且更特定而言，涉及具有提高的聯(lián)合循環(huán)效率的燃煤發(fā)電設(shè)備。
背景摶術(shù)燃燒煤來產(chǎn)生電能的效率可通過利用燃煤渦輪而提高。但是，應(yīng)當(dāng)移除煤中的各 種礦物，諸如(但不限于)無機(jī)礦物，以防止對渦輪葉片和其它系統(tǒng)構(gòu)件造成損壞。因此， 在燃燒之前或者燃燒之后但在燃燒氣體進(jìn)入渦輪前移除礦物。在前一種辦法中，煤的無機(jī) 礦物含量被減至小于大約0.1重量百分比(重量％ )。這種純度的煤被稱作超凈煤(UCC)。 UCC還可被用作用于生產(chǎn)大批的有用有機(jī)化合物和聚合物的原料。存在于煤中的無機(jī)礦物將取決于煤的來源，且可包括高嶺石，石英，粘土，諸如綠 泥石和蒙脫石，黃鐵礦，銳鈦型二氧化鈦和隕鐵(Siderate)。無機(jī)礦物也可包括赤鐵礦、鐵 礬、白云石、磷灰石、氟磷灰石、長石和石膏。生產(chǎn)UCC的一種方法是通過利用諸如強(qiáng)酸的浸出劑來洗滌煤以浸出礦物。用于進(jìn) 行浸出以生產(chǎn)潔凈煤的方法是眾所周知的。浸出劑的實(shí)例包括氫氟酸、硝酸和硝酸鐵。在 一種具體方法中，首先用氫氟酸的水溶液溶浸煤，然后利用硝酸或硝酸鐵的水溶液溶浸煤。 利用氫氟酸水溶液來溶浸煤在本文中稱作氟化物處理。用過的浸出溶液不僅包含氫氟酸、硝酸或硝酸鐵，而且還包含從煤中浸出的礦物。 存在于煤中的礦物雜質(zhì)由浸出劑溶解，從而將硅、鋁、鐵、鈦、鉀、鈣、鈉、鎂、鋇、鍶、釩、銅、 錳、鋯、鋅、鈰或包括前述元素中至少一種元素的組合釋放到浸出劑溶液內(nèi)。釋放到浸出劑 溶液內(nèi)的元素和元素量取決于煤的來源和其中的礦物含量。用過的浸出溶液是廢水流，其不應(yīng)不經(jīng)處理就直接釋放到環(huán)境中。處理這種廢水 的一種方式是通過煮沸去除水，并填埋固體殘留物。但是，燃煤渦輪設(shè)備由于從廢水中通過 煮沸去除水而承受能量效率損失。包括用來通過煮沸去除水的能量，燃煤渦輪設(shè)備的聯(lián)合 循環(huán)效率(其可按照較高熱值(HHV)來測量)僅為大約33%。這種低效率使得燃燒UCC來 發(fā)電在環(huán)境和經(jīng)濟(jì)兩方面都是不合乎需要的。期望的是一種用于處理洗煤過程的廢水流的改進(jìn)的方法。具體而言，具有一種用 來從廢水中移除水而不會承受與煮沸水相關(guān)聯(lián)的能量效率損失的方法將是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種用于處理煤的過程包括使煤與配置成用來從煤中移 除礦物的浸出劑接觸；形成包括水和一定濃度污染物的廢水流；以及在壓力下使廢水流與 反滲透膜的第一側(cè)接觸，其中，包括減小的濃度的污染物的透過物流透過該反滲透膜并且 自該反滲透膜的第二側(cè)流動，且包括增大的濃度的污染物的濃縮物流保留在反滲透膜的第一側(cè)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種煤處理系統(tǒng)包括構(gòu)造成用來產(chǎn)生超凈煤的前置煤處 理級，其中，該級包括構(gòu)造成用來從煤中移除礦物及形成廢水流的浸出劑處理系統(tǒng)；以及與 浸出劑處理系統(tǒng)流體連通且構(gòu)造成用來減小廢水流中污染物的濃度的脫水系統(tǒng)，其中該脫水系統(tǒng)包括與廢水流流體連通的反滲透膜。結(jié)合附圖，通過下文的描述，這些和其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更加顯而易見。


在說明書結(jié)論處的權(quán)利要求書中特別地指出和明確地主張了被認(rèn)為是本發(fā)明的 主題。當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，通過下文的具體實(shí)施方式
，本發(fā)明的前述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)顯而 易見，在附圖中圖1是以較高熱值為單位的聯(lián)合循環(huán)效率與溶質(zhì)的水倍數(shù)(的關(guān)系)的曲線。圖2是滲透壓和溶質(zhì)重量百分比與水移除百分比(的關(guān)系)的曲線。圖3是燃煤渦輪發(fā)電設(shè)備的一個示范性實(shí)施例的流程圖。 圖4是圖3的燃煤渦輪發(fā)電設(shè)備的氟化物煤處理系統(tǒng)的一個示范性實(shí)施例的流程 圖。
以參看附圖舉例說明的方式，具體實(shí)施方式
闡述了本發(fā)明的實(shí)施例，以及優(yōu)點(diǎn)和 特征。部件列表 __ 在本文中公開了用于提高燃煤發(fā)電設(shè)備的聯(lián)合循環(huán)(CC)效率的系統(tǒng)和過程，具 體地公開了一種脫水系統(tǒng)和過程，其降低了當(dāng)從由洗煤過程所得到的廢水流中移除水時所 致的效率損失。本文的發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)可通過利用反滲透的脫水系統(tǒng)來移除來自煤氟化 物清洗的廢水以及濃縮所溶解的鹽。這個過程可有效地移除水，即便是廢水具有低PH，極其 腐蝕性的性質(zhì)以及高的總?cè)芙夤腆w。如上文所提到的那樣，使用超凈煤的燃煤渦輪設(shè)備的CC效率(HHV)受到從在清洗 煤的處理中所產(chǎn)生的廢水中通過煮沸去除水所需的能量的不利影響。高效的燃煤發(fā)電設(shè)備 在經(jīng)濟(jì)和環(huán)境兩方面都是合乎需要的。具體而言，取決于渦輪類別，接近或大于50 %效率的 直燃式燃?xì)鉁u輪將降低燃煤發(fā)電設(shè)備的成本和環(huán)境影響。在燃燒之前利用氟化物處理來洗 煤是這個過程中的重要步驟。為了從廢水流捕獲溶解的鹽以進(jìn)行進(jìn)一步處理，目前通過煮 沸來移除水且固體濃縮。但通過煮沸去除水會導(dǎo)致CC效率高達(dá)17點(diǎn)的損失。如本文所公 開的脫水方法可將CC效率的損失減小到低至2點(diǎn)。因此，用于在燃煤渦輪發(fā)電設(shè)備中處理煤的過程包括在一定溫度和壓力下使煤與 浸出劑接觸，以及持續(xù)使得從煤中移除礦物有效的一段時間，其中，形成了包括一定濃度的 污染物的廢水流；以及在壓力下使廢水流與反滲透膜的第一側(cè)接觸，其中包括減小的濃度 的污染物的透過物流透過該反滲透膜且從反該滲透膜的第二側(cè)流動，且包括增大的濃度的 污染物的濃縮物流保留在反滲透膜的第一側(cè)。廢水在其進(jìn)入反滲透膜時可能有時被稱作“進(jìn)料”。來源于洗煤處理浸出溶液的廢水污染物可包括但不限于氫氟酸、硝酸、硝酸鐵或 包括前述浸出劑中至少一種浸出劑的組合。來源于從煤中浸出的無機(jī)礦物的廢水污染物可 包括但不限于硅、鋁、鐵、鈦、鉀、鈣、鈉、鎂、鋇、鍶、釩、銅、錳、鋯、鋅、鈰或包括前述元素中至 少一種元素的組合。廢水流中污染物的類型和量將取決于所用的浸出劑、煤的來源和煤的 礦物含量。通過藉由反滲透來移除水而濃縮的具體污染物可包括氫氟酸、氟化物、硝酸、硝酸 鐵、硝酸鹽、硅、鋁、鐵或包括前述污染物中至少一種污染物的組合。取決于廢水中的PH及 硅和氟化物的濃度，硅可為Si02、Si (OH)4, SiF3\ SiF22+、SiF3+、SiF4, SiF62_或包括前述硅配 位化合基中的至少一種配位化合基的組合的形式。取決于廢水中的PH及鋁和氟化物的濃 度，鋁可為Al (OH) 3、A1F2+、A1F2+、A1F3、A1F4_、AlF52"和A1F63_或包括前述鋁配位化合基中的 至少一種配位化合基的組合的形式。鐵可為Fe (OH) 3、FeF2\ FeF2\ FeF3或包括前述鐵配位 化合基中的至少一種配位化合基的組合的形式。取決于陽離子的電荷，這些陽離子配位化 合基中的任一種配位化合基可由一個或多個氫氧配體來取代。在脫水過程之前，廢水流中的總?cè)芙夤腆w濃度為大約10，000毫克每升(mg/L)至 大約60，000毫克每升。廢水的pH為大約0至大約4。在脫水之前，廢水可具有濃度有很大 不同的不同污染物，包括但不限于例如大約0. l mg/L至大約100，000mg/L的濃度的氫氟酸、 氟化物、硝酸、硝酸鐵、硝酸鹽、硅、鋁或鐵。在一實(shí)施例中，在脫水過程后，廢水流的pH增大到大約4至大約7，且廢水流中的 總?cè)芙夤腆w濃度減小到大約0. lmg/L至大約10，000mg/L。換言之，反滲透透過物可具有濃 度各不相同的不同污染物，包括但不限于濃度為例如大約0. lmg/L至大約10，000mg/L的氫 氟酸、氟化物、硝酸、硝酸鐵、硝酸鹽、硅、鋁或鐵。在一實(shí)施例中，在脫水過程后，在濃縮物中總?cè)芙夤腆w濃度為大約8，000mg/L至 大約500，000mg/L。換言之，反滲透濃縮物可具有濃度各不相同的不同污染物，包括但不限 于濃度為例如大約8，000mg/L至大約500，000mg/L的氫氟酸、氟化物、硝酸、硝酸鐵、硝酸
鹽、硅、鋁或鐵。在一實(shí)施例中，反滲透膜是不對稱膜或者薄膜復(fù)合膜。不對稱膜由單一聚合物通 過溶液澆注成單件且包括與較厚多孔支承層接觸的薄致密層。舉例而言，薄致密層可具有 大約0. 2微米的厚度，而較厚多孔層具有大于0. 2微米的厚度。致密層主要負(fù)責(zé)膜的選擇 性傳輸性質(zhì)(對水的高選擇性，對所溶解的固體的排斥性，以及高通量)。多孔支承層為膜 賦予機(jī)械完整性和強(qiáng)度。通量被定義為每單位面積通過反滲透膜的流率。本文所用的通量 單位為升每平方米每小時(L/hrm2)?；蛘?，薄膜復(fù)合膜包括單獨(dú)地形成的兩層，它們可具有不同的聚合物組分。薄膜復(fù) 合膜包括薄致密聚合物層，其由與該致密層分開形成的較厚多孔支承層來支承。舉例而言， 薄致密層可具有大約0. 2微米的厚度，而較厚的多孔層具有大于0. 2微米的厚度。同樣，多 孔支承層可由與致密層的組分不同的組分形成。關(guān)于不對稱膜，致密層負(fù)責(zé)膜的選擇性傳 輸性質(zhì)，而多孔支承層賦予機(jī)械完整性和強(qiáng)度。無論是薄膜復(fù)合或不對稱結(jié)構(gòu)，反滲透膜都可安裝成平坦片材、管狀、螺旋纏繞、 中空纖維或者其它類似構(gòu)造。舉例而言，平坦片材構(gòu)造可包括布置于板框式構(gòu)造中的多個膜，其中膜由平坦剛性多孔間隔結(jié)構(gòu)來支承。在管狀構(gòu)造中，平坦膜滾卷且在接縫處接合，或者直接澆注成圓柱形式。設(shè)置成與膜物理連通的多孔管用作管狀構(gòu)造中的膜支承件和容納器皿兩者。反滲透膜可放置于廢水 流動通過其中的多孔管的內(nèi)側(cè)或外側(cè)上。水沿著管狀膜的整個長度透過管狀膜，且在管的 低壓力端處收集透過物。在一實(shí)施例中，多個管狀膜單元可在容器模塊內(nèi)并聯(lián)地鏈接，具有 提供用于進(jìn)料、濃縮物和透過物流的連接的歧管。在螺旋纏繞構(gòu)造中，層壓膜結(jié)構(gòu)圍繞中心的穿孔的透過物收集管而纏繞且安裝于 用作容納器皿的標(biāo)準(zhǔn)管道中。層壓物可包括液體流動通過其中的多孔進(jìn)料間隔件和多孔透 過物間隔件分開的兩個膜。層壓物的一個邊緣打開且與收集管接觸。廢水在軸向上沿著由 多孔進(jìn)給間隔件所形成的膜之間的通道中的模塊流動。透過物沿著由多孔透過物間隔件所 形成的膜之間的通道向內(nèi)盤旋至收集管。在中空纖維構(gòu)造中，纖維端部嵌入于管片材中，且纖維在一端處成環(huán)或堵塞。在 一種構(gòu)造中，廢水在纖維外側(cè)傳送，經(jīng)凈化的廢水透過纖維，且從纖維孔口的內(nèi)側(cè)收集透過 物。在另一構(gòu)造中，廢水進(jìn)料在纖維孔口內(nèi)側(cè)傳送，且從纖維的外表面收集透過物。不考慮所希望的膜構(gòu)造，可在脫水系統(tǒng)中使用足以獲得所希望的污染物濃度的任 意數(shù)量的反滲透膜。此外，膜和/或膜容器模塊中的一或多個可串聯(lián)或并聯(lián)地連接。舉例 而言，膜可為設(shè)置于反滲透罐中的中空纖維或螺旋構(gòu)造?？墒褂枚鄠€罐來實(shí)現(xiàn)所希望的廢 水流中的污染物減少。該多個罐可串聯(lián)地流體連通，或者它們可布置成并聯(lián)的罐陣列。此外，不管結(jié)構(gòu)或構(gòu)造如何，反滲透膜都可由適合于對廢水流脫水的任何材料制 成。示范性膜材料可包括但不限于醋酸纖維素、硝酸纖維素、聚酰胺、聚醚砜或包括前述聚 合物中至少一種聚合物的組合。反滲透膜可具有大約97. 5%至大約99. 9%的氯化鈉排斥 性。經(jīng)凈化的廢水通過反滲透膜的透過在所施加的壓力下完成。必需施加壓力來對抗 滲透壓。在由膜分開的兩種不同濃度的溶液之間存在滲透壓差。滲透壓使得較稀溶液中的 溶劑透過該膜且流到較濃的溶液中，以使兩個濃度相等。因此，需要相等且相反的壓力來使 溶劑在相反方向上流動通過膜，即，從較稀的溶液流向較濃的溶液。如本文所公開，所施加的壓力或操作壓力足以使得污染物和浸出劑從稀的經(jīng)凈化 的廢水流向濃縮物流。本文中，反滲透脫水過程的操作壓力的一個示范性范圍可為大約1 兆帕(MPa)至大約12MPa。在一實(shí)施例中，可使用高壓力反滲透過程，其中操作壓力為大約 7MPa至大約12MPa。溶質(zhì)的濃度越大，溶液與純?nèi)軇┲g的滲透壓差就越大。圖1是滲透 壓與從氟化物處理洗煤過程所得的濃的水溶液中移除的水的百分比(的關(guān)系)的曲線圖。 從進(jìn)料移除的水的目標(biāo)百分比(χ軸)越高，濃縮物中的溶質(zhì)的重量百分比(右y軸)就越 高，且濃縮物的滲透壓(左y軸)就越高。因此，期望的移除水的百分比越高，施加到廢水 濃縮物的壓力就越高。舉例而言，始于具有5%重量(重量％)的總?cè)芙夤腆w的廢水流，通 過反滲透移除50%的水將形成具有大約10%總?cè)芙夤腆w的濃縮物。根據(jù)圖1，50%體積的 水移除將得到具有大約SOOpsi或者大約5. 5Mpa的滲透壓的濃縮物。因此，將需要至少大 約5. 5MPa的施加壓力來從廢水流中移除50%體積的水。現(xiàn)轉(zhuǎn)至圖2，示出燃煤渦輪發(fā)電設(shè)備過程的CC效率(如以HHV為單位測量的)與 廢水流中溶質(zhì)的水倍數(shù)(的關(guān)系)的曲線圖。水倍數(shù)10表示在廢水流中每份污染物存在10份的水。如圖所示，來自對煤的氟化物處理的廢水具有大約5%重量的總?cè)芙夤腆w，對應(yīng) 于大約20的溶質(zhì)的水倍數(shù)(標(biāo)記為“未脫水”)。如上文所提到的那樣，在不通過本文所述 的反滲透使固體濃縮的情況下，水將必須通過煮沸從廢水流中去除。通過煮沸去除水會減 小設(shè)備的CC效率。據(jù)估計(jì)，包括通過煮沸去除水所需的能量，這種燃煤發(fā)電設(shè)備的CC效率 將為大約33%。通過本文所描述的反滲透過程從具有大約5%重量的總?cè)芙夤腆w的廢水流中移除 大約50%體積的水將會產(chǎn)生具有大約10%重量的總?cè)芙夤腆w的濃縮物流，其對應(yīng)于大約 10的水倍數(shù)。這個廢水濃縮程度(即，脫水)可將CC效率提高至大約41%，如在圖2中標(biāo) 記為“常規(guī)R0”的數(shù)據(jù)點(diǎn)所示。
在另一具體實(shí)施例中，可使用這樣的高壓反滲透過程來進(jìn)行脫水在該高壓反 滲透過程中，操作壓力為大約7MPa至大約12MPa。返回參看圖1，當(dāng)操作壓力增加至大約 1600psi (IlMPa)時，可移除大約80%體積的水，從而提供大約20%重量的總?cè)芙夤腆w的濃 縮物。再次轉(zhuǎn)至圖2，這對應(yīng)于大約為4的溶質(zhì)的水倍數(shù)。這種利用高壓反滲透的廢水濃縮 程度可將該設(shè)備的CC效率提高至大約44%，這對應(yīng)于標(biāo)記為“高壓R0”的數(shù)據(jù)點(diǎn)。這種效 率水平導(dǎo)致燃煤發(fā)電設(shè)備系統(tǒng)具有減小的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境成本。舉例而言，在反滲透脫水過程 中所消耗的功率小于從廢水流中通過煮沸去除水將使用的功率。圖3是示出了燃煤渦輪發(fā)電設(shè)備100的一個示范性實(shí)施例的流程圖。煤進(jìn)入設(shè) 備煤準(zhǔn)備級102，且然后到達(dá)前置煤處理級104，之后在煤氣渦輪106中燃燒。煤可經(jīng)歷若 干準(zhǔn)備和清洗處理，以使之準(zhǔn)備在渦輪中燃燒。雖然出于方便的目的簡化了圖3，但將了解 的是，燃煤渦輪發(fā)電設(shè)備100中的各個級可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的許多不同構(gòu)件 和系統(tǒng)。舉例而言，在煤準(zhǔn)備級102，煤可被分開、壓碎、粉碎、篩選等，之后在前置煤處理級 104中進(jìn)行處理。類似地，前置煤處理級104包括如本文所述的脫水系統(tǒng)和過程以及可選的 構(gòu)件，諸如用于除灰的煤浮選器，離心機(jī)和用于干燥煤的干燥器等。然后將潔凈煤發(fā)送到煤 氣渦輪106，煤在那里燃燒。然后可在氣體被排到大氣之前在排放控制級110中處理燃燒排 氣。排放控制級110可包括適合于從排放煙氣移除煤燃燒副產(chǎn)物的任何構(gòu)件。舉例而言， 排放控制級110可包括氧化氮還原器，氧化硫還原器，微粒物質(zhì)移除裝備等。此外，燃煤渦 輪發(fā)電設(shè)備100還可包括設(shè)置于煤氣渦輪106與排放控制級110之間的能量回收級。能量 回收級108可構(gòu)造成用來捕獲存在于渦輪排氣中的能量中的一些能量。舉例而言，能量回 收級108可包括利用來自渦輪排氣的熱來產(chǎn)生蒸汽的熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)。HRSG可 在操作上聯(lián)接到蒸汽渦輪以用于進(jìn)一步發(fā)電，以及聯(lián)接到冷凝器上，以用于捕獲水進(jìn)行再 循環(huán)?，F(xiàn)轉(zhuǎn)至圖4，示出了前置煤處理級104的更詳細(xì)視圖。在這個特定實(shí)施例中，前置 煤處理級104包括使用氟化氫作為浸出劑的浸出劑煤處理系統(tǒng)120。氟化物煤處理系統(tǒng)120 包括與脫水過程級126操作連通的氟化氫煤處理級122?？蛇x的過濾級124被示為設(shè)置在 氟化物處理級與脫水級之間。如先前所提到的那樣，煤中的礦物阻礙烴燃燒且造成從除灰 到氣載污染物(例如硫的氧化物，其主要以兩種形式存在于煤中-硫鐵礦和有機(jī)物)釋放 的問題。使用浸出劑來從煤中移除礦物。在這個特定實(shí)施例中，與脫水過程組合使用氫氟 酸(HF)溶浸處理。在其它實(shí)施例中，可使用適合于移除煤礦物及產(chǎn)生潔凈或超凈煤的任何 浸出劑。
煤經(jīng)受HF溶浸以在本領(lǐng)域已知的條件下移除礦物。在示范性實(shí)施例中，可在從大 約10攝氏度(°C )至初始沸騰的溫度(特別是在大約10°c至大約40°C的溫度)，利用濃度 為大約5%重量至大約70%重量(特別是大約15%重量至大約30%重量)的HF來進(jìn)行HF 溶浸，且持續(xù)大約1/6至大約8小時的時間段，具體而言大約2小時至大約5小時。HF溶浸 可與煤同流或逆流。在處理之后，廢水流包括來自處理過程的浸出的礦物、氫氟酸、水和其它污染物。 廢水流可通過過濾步驟(124)以移除存在于廢水流中的任何固體粒子。過濾單元可包括選 自筒式過濾器、管線過濾器、袋式過濾器、砂濾器、多介質(zhì)過濾器、超濾 器、微濾器等中的一 種或多種過濾器。過濾單元可移除廢水流中的固體，使得從過濾單元出來的廢水可具有例 如低于大約3散射濁度單位(NTU)的濁度。通過減少廢水中的固體，可延長反滲透膜的壽 命，因于防止了由固體造成堵塞。在一實(shí)施例中，過濾器包含活性炭或顆?；钚蕴?，其用來 移除可能處于水中的有機(jī)化合物。若不移除，有機(jī)化合物可能會涂覆到反滲透膜的表面，從 而縮短其壽命時間。碳處理還可保護(hù)反滲透膜免受諸如細(xì)菌或真菌的生物活性成分(其可 減弱反滲透膜的效用)的影響。在氫氟酸處理和可選的過濾之后，廢水流在脫水級126中通過反滲透進(jìn)行處置， 脫水級126包括至少一個膜。如上文所述，穿過膜的水是反滲透透過物。進(jìn)給水的滲透壓 隨著其通過每次穿過反滲透單元進(jìn)行濃縮而增加。透過物具有減小的濃度的污染物，且因 此可再循環(huán)(在可選的進(jìn)一步清洗之后)到設(shè)備的各個級。具有增大的濃度的污染物的濃 縮物現(xiàn)已與水分開且可被丟棄。在一些實(shí)施例中，可能可使浸出劑再生。舉例而言，HF酸 再生可經(jīng)由高溫水解和硫酸化來實(shí)現(xiàn)。本文所述的反滲透方法可有利地應(yīng)用于來自煤的氟化物處理的廢水，即便廢水具 有低PH，極其腐蝕性的性質(zhì)以及高的總?cè)芙夤腆w。通過這種方法從廢水中移除足量的水，使 得該設(shè)備的CC效率提高到潔凈煤渦輪功率在經(jīng)濟(jì)上和環(huán)境上兩方面都實(shí)用的水平。本文所用的用語只是出于描述特定實(shí)施例的目的且并不意圖限制本發(fā)明。本文所 公開的范圍是包括性的且可組合的(例如，“直至大約25%重量，或更特別地，大約5%重量 至大約20%重量”的范圍包括“大約5%重量至大約25%重量”的范圍的端點(diǎn)和所有中間 值等)?！敖M合”包括摻合物、混合物、合金、反應(yīng)產(chǎn)物等。而且，用語“第一”、“第二”等在本 文中并不指示任何次序、數(shù)量或重要性，而是用于使元件彼此區(qū)別，且用語“一”和“一個”在 本文中并不指示對數(shù)量的限制，而是指示存在至少一個所提到的物品。結(jié)合數(shù)量使用的修 飾詞“大約”包括所陳述的值，且具有通過上下文所確定的意義(例如，包括與特定數(shù)量的 量度相關(guān)聯(lián)的誤差程度)。本文中所使用的后綴“(s) ”意圖包括單個及多個其所修飾的用 語，從而包括一個或多個該用語(例如，著色劑包括一種或多種著色劑)。在整個說明書中 對“一個實(shí)施例”、“另一實(shí)施例”、“一實(shí)施例”等的引用表示結(jié)合該實(shí)施例描述的特定元件 (例如，特征、結(jié)構(gòu)和/或特性)包括于本文所述的至少一個實(shí)施例中，且可存在于其它實(shí)施 例中，或者可能不存在于其它實(shí)施例中。此外，將了解的是，所述的元素可以任何的合適方 式在各種實(shí)施例中組合。除非作出另外的限定，本文所用的所有用語(包括技術(shù)用語和科學(xué)用語)具有與 本發(fā)明實(shí)施例所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常所理解的相同的意義。還將進(jìn)一步理解，諸如在常 用字典中定義的那些的用語應(yīng)被理解為具有與其在相關(guān)技術(shù)和本公開內(nèi)容的情況下的意義相符的意義，且除非在本文中明確地如此定義，不應(yīng)以理想化或過于正式的意義來理解。
雖然結(jié)合僅有限數(shù)量的實(shí)施例詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但將容易地理解的是，本發(fā) 明并不限于這些公開的實(shí)施例。相反，本發(fā)明可經(jīng)過修改以合并在之前并未描述過但與本 發(fā)明的精神和范疇相稱的任意數(shù)量的變型、更改、替代或等效布置。此外，雖然描述了本發(fā) 明的各種實(shí)施例，但將理解的是，本發(fā)明的方面可包括所述實(shí)施例中的僅一些實(shí)施例。因 此，本發(fā)明不應(yīng)被視為受到前文描述的限制，而是僅受 到所附權(quán)利要求書的范疇的限制。
權(quán)利要求
一種用于處理煤的過程，包括使煤與配置成用來從煤中移除礦物的浸出劑接觸；形成包括水和一定濃度的污染物的廢水流；以及在壓力下使所述廢水流與反滲透膜的第一側(cè)接觸，其中，包括減小的濃度的污染物的透過物流透過所述反滲透膜且自所述反滲透膜的第二側(cè)流動，且包括增大的濃度的污染物的濃縮物流保留在所述反滲透膜的第一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過程，其特征在于，所述廢水流污染物濃度具有大約 10，000mg/L至大約60，000mg/L的總?cè)芙夤腆w濃度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過程，其特征在于，所述廢水流具有大約0至大約4的pH。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過程，其特征在于，所述透過物流具有大約0.lmg/L至大約 10，000mg/L的總?cè)芙夤腆w濃度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過程，其特征在于，所述濃縮物流具有大約8，000mg/L至大約 500，000mg/L的總?cè)芙夤腆w濃度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過程，其特征在于，所述透過物流具有大約4至大約7的pH。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過程，其特征在于，所述濃縮物流具有大約0至大約3的pH。
8.一種煤處理系統(tǒng)(100)，包括構(gòu)造成用來產(chǎn)生超凈煤的前置煤處理級(104)，其中，所述級包括構(gòu)造成用來從煤中移除礦物以及形成廢水流的浸出劑處理系統(tǒng)(120)；以及與所述浸出劑處理系統(tǒng)流體連通且構(gòu)造成用來減小所述廢水流中的污染物濃度的脫 水系統(tǒng)(126)，其中，所述脫水系統(tǒng)包括與所述廢水流流體連通的反滲透膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述反滲透膜構(gòu)造成用來產(chǎn)生與所 述廢水流的污染物濃度相比具有減小的污染物濃度的透過物流和具有增大的污染物濃度 的濃縮物流。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述系統(tǒng)(100)還包括與所述前 置煤處理級(104)操作連通的、構(gòu)造成燃燒所述超凈煤并產(chǎn)生功率的煤氣渦輪系統(tǒng)(106)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于提高燃煤發(fā)電設(shè)備的聯(lián)合循環(huán)效率的脫水系統(tǒng)和過程。一種用于處理煤的過程包括使煤與配置成用來從煤中移除礦物的浸出劑接觸；形成包括水和一定濃度的污染物的廢水流；以及在壓力下使廢水流與反滲透膜的第一側(cè)接觸，其中。包括減小的濃度的污染物的透過物流透過所述反滲透膜且自該反滲透膜的第二側(cè)流動，且包括增大的濃度的污染物的濃縮物流保留在所述反滲透膜的第一側(cè)。
文檔編號C02F1/44GK101864335SQ20101013152
公開日2010年10月20日 申請日期2010年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者C·G·森萬, D·M·波利佐蒂, S·D·德拉珀 申請人:通用電氣公司