KR20090094041A - Systems and methods for process stream treatment - Google Patents

Systems and methods for process stream treatment

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KR20090094041A
KR20090094041A KR1020097015475A KR20097015475A KR20090094041A KR 20090094041 A KR20090094041 A KR 20090094041A KR 1020097015475 A KR1020097015475 A KR 1020097015475A KR 20097015475 A KR20097015475 A KR 20097015475A KR 20090094041 A KR20090094041 A KR 20090094041A
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oxidation
stream
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oxidation unit
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KR1020097015475A
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마이클 하우데셸
클레이톤 비. 마우간즈
차드 엘. 펠치
이브게니야 프레이디나
리-시앙 리앙
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지멘스 워터 테크놀로지스 코포레이션
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Abstract

Systems and methods for process stream treatment. The treatment system may generally include an oxidation unit coupled to a downstream demineralization unit. The oxidation unit may oxidize organic and reduced sulfur contaminants in the process stream to facilitate downstream treatment. The demineralization unit may convert a product of the oxidation unit to generate a mineral stream. In some examples, the process stream may be a spent caustic stream from an industrial operation, such as an ethylene production facility or a petroleum refinery. A fresh caustic stream, such as a sodium hydroxide stream, may be isolated in the demineralization step and returned to the industrial operation for use.

Description

공정 스트림 처리를 위한 시스템 및 방법 {SYSTEMS AND METHODS FOR PROCESS STREAM TREATMENT}System and method for process stream processing {SYSTEMS AND METHODS FOR PROCESS STREAM TREATMENT}

본 발명은 일반적으로 공정 스트림 처리에 관한 것으로서, 특히 이의 탈염을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates generally to process stream treatment, and more particularly to systems and methods for its desalination.

산화는 공정 스트림을 처리하기 위한 널리 공지된 기술로서, 예를 들어 폐수중의 오염물을 파괴시키기 위해 널리 사용되고 있다. 습식 산화는 예를 들어, 상승된 온도 및 압력에서 산화제, 일반적으로 산소-함유 가스로부터의 분자 산소에 의해 요망되지 않는 성분들을 수성상 산화시키는 것을 의미한다. 이러한 공정은 유기 오염물질을 이산화탄소, 물 및 생분해성 단쇄 유기산, 예를 들어 아세트산으로 변환시킬 수 있다. 또한 설파이드 및 메르캅타이드를 포함하는 무기 성분들은 산화될 수 있으며; 시아나이드는 가수분해될 수 있다. 소각(incineration)의 대안으로서, 습식 산화는 공정 스트림을 처리하고, 이후 배출시키는 광범위한 분야에서 사용될 수 있다.Oxidation is a well known technique for treating process streams and is widely used, for example, to destroy contaminants in wastewater. Wet oxidation means the aqueous phase oxidation of components that are not desired by, for example, molecular oxygen from an oxidant, generally an oxygen-containing gas, at elevated temperatures and pressures. This process can convert organic pollutants into carbon dioxide, water and biodegradable short chain organic acids such as acetic acid. In addition, inorganic components including sulfides and mercaptide can be oxidized; Cyanide can be hydrolyzed. As an alternative to incineration, wet oxidation can be used in a wide range of fields to process and then discharge process streams.

또한 다양한 이온 회수 방법들이 일반적으로 알려져 있다. 하나의 기술로 이미 실질적으로 탈이온화된 스트림으로부터 초순수 수의 생산을 위해 거의 배타적으로 사용되는 연속 전기탈이온화 (CEDI) 시스템이 있다. CEDI 공급물은 통상적으로 역삼투 처리된 스트림이다. CEDI 공급물 및 생성물 스트림은 낮은 전도성을 가지며, 이에 따라, 매트릭스의 전도성을 증가시키기 위하여 대개 셀(cell)에 수지가 충전된다. 셀은 교대쌍(alternating pairs)으로 배열되며, 각 쌍은 일반적으로 하나의 초순수 수 스트림 및 하나의 반염수 배출 스트림 (brackish reject stream)을 생성시킨다. CEDI 모듈의 용량은 모듈 단부의 전극들 사이에 얼마나 많은 셀 쌍이 포함되는지로 결정된다. 통상적으로, 상업적 스케일 적용을 위해 모듈 당 대략 30 내지 120개의 셀 쌍이 사용된다. CEDI 모듈의 하우징에는 하나의 스트림 중의 생성수(product water)와 다른 하나의 스트림 중의 이온성 배출 스트림을 수집하는 배관 구조가 배열된다. 상업적 적용은 통상적으로 10 amp 이하의 범위이다.Various ion recovery methods are also generally known. One technique is already a continuous electrodeionization (CEDI) system which is used almost exclusively for the production of ultrapure water from substantially deionized streams. The CEDI feed is typically a reverse osmosis stream. CEDI feeds and product streams have low conductivity, so that the cells are usually filled with resin to increase the conductivity of the matrix. The cells are arranged in alternating pairs, each pair generally producing one ultrapure water stream and one half brine reject stream. The capacity of the CEDI module is determined by how many cell pairs are included between the electrodes at the module end. Typically, approximately 30 to 120 cell pairs are used per module for commercial scale applications. The housing of the CEDI module is arranged with a piping structure for collecting the product water in one stream and the ionic discharge stream in the other stream. Commercial applications typically range up to 10 amps.

요약summary

본 발명의 양태들은 일반적으로 공정 스트림 처리를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.Aspects of the present invention generally relate to systems and methods for process stream processing.

하나 이상의 양태에 따르면, 수성 공급물을 처리하기 위한 시스템은 수성 공급물의 공급원에 유체 소통관계로 연결된 산화 유닛, 및 산화 유닛의 하류에 유체 소통관계로 연결되고 산화 유닛의 생성물을 타겟 화합물로 변환시키도록 구성되고 배열된 탈염 유닛을 포함한다.In accordance with one or more aspects, a system for treating an aqueous feed is provided in an oxidation unit fluidly connected to a source of aqueous feed, and in fluid communication downstream of the oxidation unit and converting the product of the oxidation unit to a target compound. And a desalting unit configured and arranged to be.

하나 이상의 양태에 따르면, 사용된 부식성 물질을 함유한 수성 공급물을 처리하기 위한 시스템은 수성 공급물의 공급원에 유체 소통관계로 연결된 산화 유닛, 및 산화 유닛의 하류에 유체 소통관계로 연결되고 새로운 부식성 물질(fresh caustic)을 생성시키도록 구성되고 배열된 전기화학적 탈이온화 유닛을 포함한다.In accordance with one or more embodiments, a system for treating an aqueous feed containing a caustic material used is an oxidation unit in fluid communication with a source of aqueous feed, and a new caustic material in fluid communication downstream of the oxidation unit. and an electrochemical deionization unit constructed and arranged to produce a fresh caustic.

하나 이상의 양태에 따르면, 수성 스트림을 처리하는 방법은 수성 스트림을 산화시켜 산화 생성물을 생성시키고, 산화 생성물을 변환시켜 부식성 스트림을 생성시킴을 포함한다.In one or more embodiments, a method of treating an aqueous stream includes oxidizing the aqueous stream to produce an oxidation product, and converting the oxidation product to produce a corrosive stream.

또다른 양태, 구체예, 및 이러한 대표적인 양태 및 구체예의 장점들은 하기에서 상세히 설명된다. 더욱이, 상기 정보 및 하기 상세한 설명 모두는 주로 여러 양태 및 구체예의 실례가 되는 예로서, 청구된 양태 및 구체예의 성질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 구성을 제공하기 위해 의도된 것으로 이해될 것이다. 첨부된 도면은 여러 양태 및 구체예의 예시 및 추가 이해를 제공하기 위해 포함된 것으로서 본 명세서에 포함되고 이의 일부를 구성한다. 본 명세서의 나머지 부분과 함께 도면은 기술되고 청구된 양태 및 구체예의 원리 및 공정을 설명하기 위해 제공된 것이다.Still other aspects, embodiments, and advantages of such exemplary embodiments and embodiments are described in detail below. Moreover, it is to be understood that both the above information and the following detailed description are intended primarily to provide an overview or configuration for understanding the nature and features of the claimed aspects and embodiments, as illustrative examples of various aspects and embodiments. The accompanying drawings are included in and constitute a part of this specification as being included to provide illustrations and further understanding of various aspects and embodiments. The drawings, together with the remainder of the specification, are provided to illustrate the principles and processes of the described and claimed aspects and embodiments.

도면의 간단한 설명Brief description of the drawings

하나 이상의 구체예의 여러 양태는 첨부된 도면을 참고로 하여 하기에서 설명된다. 본래의 규격으로 도시되지 않은 도면에서, 여러 도면에 도시된 각각의 동일하거나 거의 동일한 부품은 동일한 숫자로 표시되어 있다. 명백하게 하기 위한 목적으로, 모든 부품들은 모든 도면에서 표지되지 않을 수 있다. 이러한 도면들은 예시 및 설명을 위한 목적으로 제공되는 것으로서, 본 발명의 한계의 정의로서 의도되지 않는다.Various aspects of one or more embodiments are described below with reference to the accompanying drawings. In the drawings, which are not drawn to the original specification, each identical or nearly identical component that is illustrated in various figures is represented by the same numeral. For purposes of clarity, not all parts may be labeled in every drawing. These drawings are provided for purposes of illustration and description, and are not intended as a definition of the limits of the invention.

도 1은 하나 이상의 구체예에 따른 처리 시스템을 도시한 것이다.1 illustrates a processing system according to one or more embodiments.

도 2는 하나 이상의 구체예에 따른 부식성 스트림 처리 시스템을 도시한 것이다.2 illustrates a corrosive stream treatment system according to one or more embodiments.

도 3은 하나 이상의 구체예에 따른 연속 전기탈이온화 유닛의 공정을 도시한 것이다.3 illustrates a process of a continuous electrodeionization unit in accordance with one or more embodiments.

도 4A 내지 도 4E는 실시예에서 설명된 바와 같은 다양한 시스템 배관 배열을 도시한 것이다.4A-4E illustrate various system piping arrangements as described in the embodiments.

도 5A 및 도 5B는 실시예에서 설명된 바와 같은 시험 조건 및 결과를 요약한 표를 나타낸 것이다.5A and 5B show tables summarizing test conditions and results as described in the Examples.

도 6A 내지 도 6E는 실시예에서 설명된 바와 같은 CEDI 모듈 전력 차트를 도시한 것이다.6A-6E illustrate CEDI module power charts as described in the embodiments.

도 7A 및 도 7B는 실시예에서 설명된 바와 같은 전류의 효과와 관련된 데이타를 도시한 것이다.7A and 7B show data related to the effect of current as described in the Examples.

도 8A 내지 도 8D는 하나 이상의 구체예에 따른 여러 개의 상이한 시스템 배열에 대한 물질 밸런스(mass balance)를 나타낸 것이다.8A-8D show mass balances for several different system arrangements in accordance with one or more embodiments.

도 9는 하나 이상의 구체예에 따른 물질 밸런스 필요성을 만족시키기 위해 필수적인 CEDI 생성물 스트림에서의 NaOH의 결정된 강도를 도시한 것이다.9 illustrates the determined strength of NaOH in a CEDI product stream that is essential to satisfy material balance needs in accordance with one or more embodiments.

상세한 설명details

하나 이상의 구체예는 일반적으로 공정 스트림의 처리에 관한 것이다. 이러한 시스템 및 방법은 일반적으로 하나 이상의 용이하게 산화가능한 화합물로 오염된 공정 스트림을 처리하는데 효과적일 수 있다. 본원에 기술된 시스템 및 방법은 하류 공정을 촉진시키고/거나 미네랄 스트림과 같은 생성물을 생성시키기 위해 공정 스트림을 탈염시키는 것이 요망될 수 있는 광범위한 분야에서 실행될 수 있다. 유익하게, 일부 구체예는 상류 산업적 적용에 공급되는데 필요로 하는 새롭거나, 새로 입수된 또는 구성 반응물의 양을 감소시키는데 있어 특히 유용할 수 있다. 예를 들어, 특정 구체예는 사용된 부식성 공급물을 처리하여, 반응물로서 사용하기 위해 상류 에틸렌 생산 설비 또는 원유 정제소로 다시 제공하기에 충분한 강도 및 품질의 소듐 히드록사이드 스트림과 같은 새로운 부식성 스트림을 형성시킬 수 있다. 또한, 본 시스템 및 방법은 또한 예를 들어 배출 전 중화를 위해 화학적 첨가에 의한 보다 적은 pH 보정이 요구되도록 초기 공정 스트림의 pH에 비해 조정된 pH 수준을 갖는 시스템 유출물을 생성시키는데 유용할 수 있다. 또한, 구체예들은 산화 처리 유닛 및 탈염 처리 유닛 모두와 같은 장치를 효과적으로 사용할 수 있으며, 이는 이들 간의 상승작용이 장치 공급업자와 최종 사용자 모두에게 실질적인 잇점을 제공한다는 점에서 인식된다.One or more embodiments generally relate to the treatment of a process stream. Such systems and methods can generally be effective for treating a process stream contaminated with one or more easily oxidizable compounds. The systems and methods described herein can be practiced in a wide range of applications where it may be desirable to desalting process streams to facilitate downstream processes and / or to produce products such as mineral streams. Advantageously, some embodiments may be particularly useful in reducing the amount of new, newly obtained or constituent reactants required to be supplied for upstream industrial applications. For example, certain embodiments provide new corrosive streams such as sodium hydroxide streams of sufficient strength and quality to process the corrosive feed used and provide it back to an upstream ethylene production facility or crude refinery for use as a reactant. Can be formed. In addition, the present systems and methods may also be useful for producing system effluents with adjusted pH levels relative to the pH of the initial process stream such that, for example, less pH correction is required by chemical addition to neutralize before discharge. . In addition, embodiments can effectively use devices such as both oxidation and desalination units, which are recognized in that synergism between them provides substantial benefits for both device suppliers and end users.

본원에서 설명되는 시스템 및 방법의 구체예는 그 적용에 있어서 상세한 설명에 기재되거나 첨부된 도면에 예시된 부품의 구성 및 배열에 대한 상세사항으로 한정되지 않는다. 본 시스템 및 방법은 그 밖의 구체예를 수행할 수 있으며, 다양한 방식으로 실행되거나 수행될 수 있다. 특별한 실행의 예들은 단지 예시를 위하여 본원에 제공되며 이에 의해 제한되지 않는다. 특히, 임의의 하나 이상의 구체예와 관련하여 설명된 행동, 요소 및 특성들은 임의의 다른 구체예에서 유사한 역할로부터 배제되지 않을 것이다. 또한, 본원에서 사용된 표현 및 용어는 본 발명의 설명을 위한 것이며 제한을 위한 것이 아니다. 본원에서 "포함하는," "지니는," "함유하는," "관련되는" 및 이의 변형의 사용은 그 표현 뒤에 기재된 아이템 및 그 등가물 뿐만 아니라 추가의 아이템을 포함함을 의미한다.Embodiments of the systems and methods described herein are not limited in their application to the details of construction and arrangement of components described in the detailed description or illustrated in the accompanying drawings. The present systems and methods may perform other embodiments and may be practiced or carried out in various ways. Examples of particular implementations are provided herein for illustrative purposes only and not by way of limitation. In particular, the actions, elements and characteristics described in connection with any one or more embodiments will not be excluded from a similar role in any other embodiments. Also, the phraseology and terminology used herein is for the purpose of description and not of limitation. The use of “comprising”, “having”, “comprising”, “associated with” and variations thereof herein means including the items described after the expression and their equivalents as well as additional items.

하나 이상의 구체예 따라, 시스템은 처리될 공정 스트림의 공급원에 유체 소통관계로 연결될 수 있다. 공정 스트림은 일반적으로 처리를 위한 시스템에 전달될 수 있는 임의의 공정 스트림일 수 있다. 일부 구체예에서, 공정 스트림은 수성 공급물일 수 있다. 적어도 하나의 구체예에서, 공정 스트림은 폐수 스트림일 수 있다. 공정 스트림은 시스템의 상류 또는 하류에서의 작동에 의해 시스템을 통해 이동될 수 있다. 슬러리 또는 다른 공급물과 같은 시스템에 의해 처리될 수성 혼합물의 공급원은 플랜트(plant) 또는 중간 보유 용기(intermediate holding vessel)로부터 직접 파이핑(direct piping)의 형태를 취할 수 있다. 처리 후에, 공정 스트림은 상류 공정으로 다시 제공될 수 있거나 폐기물로서 시스템에서 배출될 수 있다.According to one or more embodiments, the system may be in fluid communication with a source of process streams to be treated. The process stream may generally be any process stream that can be delivered to a system for processing. In some embodiments, the process stream may be an aqueous feed. In at least one embodiment, the process stream may be a wastewater stream. The process stream may be moved through the system by operation upstream or downstream of the system. The source of the aqueous mixture to be treated by the system, such as a slurry or other feed, may take the form of direct piping directly from a plant or intermediate holding vessel. After treatment, the process stream can be provided back to the upstream process or discharged from the system as waste.

통상적인 공정에서, 기술된 시스템은 지역적, 산업적 또는 주거적 공급원으로부터의 공정 스트림을 수용할 수 있다. 일부 구체예에서, 공정 스트림은 예를 들어 식품 가공 플랜트, 화학물질 가공 설비, 가스발생 프로젝트(gasification project), 또는 펄프 및 페이퍼 플랜트로부터 발생한 것일 수 있다. 적어도 하나의 구체예에서, 공정 스트림은 일반적으로 폴리올레핀과 관련된 공정, 예를 들어 에틸렌 플랜트 공정, 또는 원유 정제로부터의 수성 공급물일 수 있다. 예를 들어, 수성 공급물은 일부 구체예에서 사용된 부식성 공급물일 수 있다.In a typical process, the described system can accept process streams from local, industrial or residential sources. In some embodiments, the process stream may be from, for example, a food processing plant, a chemical processing facility, a gasification project, or a pulp and paper plant. In at least one embodiment, the process stream may be a process generally associated with polyolefins, such as an ethylene plant process, or an aqueous feed from crude oil refining. For example, the aqueous feed can be the caustic feed used in some embodiments.

하나 이상의 구체예에 따라, 공정 스트림은 용해된 고형물, 예를 들어 미네랄을 함유할 수 있다. 일부 구체예에서, 미네랄은, 하기에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 이들이 분리되거나 변환될 수 있는 경우 생성물 스트림으로서 가치를 가질 수 있다. 다른 구체예에서, 미네랄은 공정 스트림을 취급, 처리 또는 폐기에 대해 만족스럽지 못하게 하는 오염물로 여겨질 수 있다. 이에 따라, 생성물을 추출하고/거나 하류 공정을 용이하게 하기 위해 공정 스트림을 탈염시키는 것이 요망될 수 있다. 예를 들어 단지 클로라이드, 소듐 히드록사이드, 소듐 카르보네이트, 전체 유기 탄소(TOC) 및 철을 포함한 다른 여러 성분들이 공정 스트림에 존재할 수 있다.According to one or more embodiments, the process stream may contain dissolved solids, for example minerals. In some embodiments, minerals may be valuable as product streams where they can be separated or converted, as described in more detail below. In other embodiments, minerals may be considered contaminants that render the process stream unsatisfactory for handling, processing or disposal. Accordingly, it may be desirable to desalting the process stream to extract the product and / or to facilitate downstream processing. Several other components may be present in the process stream, including, for example, only chloride, sodium hydroxide, sodium carbonate, total organic carbon (TOC), and iron.

하나 이상의 구체예에 따라, 공정 스트림은 하나 이상의 타겟 이온을 함유할 수 있다. 타겟 이온의 분리 및 변환은 본원에서 설명되는 바와 같이 요망될 수 있다. 예를 들어, 공정 스트림 중 타겟 이온은 가치있거나 그밖에 요망되는 생성물 스트림을 생성시키기 위하여 시스템에 의해 조작될 수 있다. 일부 구체예에서, 타겟 이온은 소비가능한 반응물의 상류 소비로 인하여 반응물 부산물로서 공정 스트림에 존재할 수 있다. 일부 구체예에서, 시스템은 타겟 이온을 분리하고, 이들을 이용하여 타겟 화합물을 생성시키거나 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 공정 스트림에 존재하는 타겟 이온은 타겟 화합물의 전구체일 수 있다. 예를 들어, 생성되는 타겟 화합물은 시스템 상류의 공정 스트림에서 타겟 이온을 생성시키는 본래의 소비가능한 반응물일 수 있다. 타겟 화합물은 이후 재사용을 위해 시스템의 상류에 공급될 수 있다. 일부 구체예에서, 타겟 화합물은 부식성 화합물, 예를 들어 소듐 히드록사이드 또는 암모늄 설페이트일 수 있다. 본 시스템 및 방법은 일반적으로 타겟 화합물을 함유한 생성물 스트림을 형성시킬 수 있다. 적어도 하나의 구체예에서, 공정 스트림은 산업적 부식제 타워, 또는 MEROX® 타입 처리 공정으로부터의 사용된 부식성 스트림, 예를 들어 원유 정제소 또는 에틸렌 생산 설비에서 사용된 부식성 스트림일 수 있다. 사용된 부식성 스트림은 통상적으로 부식제 타워에서 새로운 부식성 물질을 소비함으로 인해 하나 이상의 반응 부산물을 포함할 수 있다. 하나 이상의 구체예에 따라, 반응 부산물은 일반적으로 타겟 이온을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반응 부산물로서의 소듐 설파이드는 고려되는 타겟화된 소듐 이온을 포함할 수 있다. 타겟 이온은 이후 시스템에 의해 변환되어 타겟 화합물을 생성시킬 수 있다. 예를 들어, 소듐 타겟 이온은 변환되어 소듐 히드록사이드 타겟 화합물을 생성시킬 수 있다. 본 시스템은 용액 중 소듐 히드록사이드를 함유한 생성물 스트림을 생산할 수 있다. 처리될 사용된 부식성 스트림은 또한 임의의 잔여의 새로운 부식성 물질을 포함한 다른 화합물을 포함할 수 있다. 부식제 타워로 다시 전달하기 위해 사용된 부식성 스트림으로부터 새로운 부식성 스트림을 생성시키는 것이 요망될 수 있다.According to one or more embodiments, the process stream may contain one or more target ions. Separation and conversion of target ions may be desired as described herein. For example, target ions in the process stream can be manipulated by the system to produce a valuable or otherwise desired product stream. In some embodiments, target ions may be present in the process stream as reactant byproducts due to upstream consumption of the consumable reactants. In some embodiments, the system can separate target ions and use them to generate or generate target compounds. Thus, the target ions present in the process stream can be precursors of the target compound. For example, the resulting target compound may be the original consumable reactant that generates target ions in the process stream upstream of the system. The target compound can then be supplied upstream of the system for reuse. In some embodiments, the target compound can be a caustic compound, such as sodium hydroxide or ammonium sulfate. The present systems and methods are generally capable of forming product streams containing target compounds. In at least one embodiment, the process stream may be an industrial caustic tower, or a corrosive stream used from a MEROX® type treatment process, for example a corrosive stream used in a crude refinery or ethylene production plant. The corrosive streams used may typically contain one or more reaction byproducts due to the consumption of fresh corrosive materials in the caustic tower. According to one or more embodiments, the reaction byproduct may generally comprise target ions. For example, sodium sulfide as a reaction byproduct can include targeted sodium ions under consideration. The target ions can then be converted by the system to produce the target compound. For example, sodium target ions can be converted to produce the sodium hydroxide target compound. The system can produce a product stream containing sodium hydroxide in solution. The used corrosive stream to be treated may also include other compounds, including any residual fresh corrosive material. It may be desirable to produce fresh corrosive streams from the corrosive streams used for delivery back to the caustic tower.

하나 이상의 구체예에 따라, 처리될 공정 스트림은 통상적으로 적어도 하나의 요망되지 않는 성분들을 포함한다. 요망되지 않는 성분은 공중 보건, 공정 디자인 및/또는 심미적 고려사항을 위해, 수성 혼합물로부터 제거되는 타겟화된 임의의 물질 또는 화합물일 수 있다. 예를 들어, 요망되지 않는 성분은 독성을 지닐 수 있다. 일부 구체예에서, 요망되지 않는 성분은 하류 공정에, 예를 들어 하류 분리 또는 이온 회수 유닛의 막에 지장을 줄 수 있다. 예를 들어, 요망되지 않는 성분은 일반적으로 부정적 결과를 가질 수 있는 공정 스트림의 높은 화학적 산소 요구량 (COD) 수준에 원인이 되는 것으로서 특징될 수 있다. 적어도 하나의 구체예에서, 공정 스트림 중 요망되지 않는 성분은 일반적으로 산화될 수 있다. 일부 구체예에서, 산화될 수 있는 요망되지 않는 성분은 유기 화합물이다. 또한 특별한 무기 성분, 예를 들어 설파이드, 메르캅타이드 및 시아나이드가 산화될 수 있다. 적어도 하나의 구체예에서, 소듐 설파이드가 공정 스트림 중에 존재할 수 있다. 하나의 비제한적인 구체예에서, 소듐 설파이드는 S로서 적어도 약 25,000 ppm 이하의 농도로 존재할 수 있다.According to one or more embodiments, the process stream to be treated typically contains at least one undesired component. Undesired components may be any targeted material or compound that is removed from the aqueous mixture for public health, process design, and / or aesthetic considerations. For example, undesired ingredients can be toxic. In some embodiments, undesired components can interfere with downstream processes, eg, membranes of downstream separation or ion recovery units. For example, undesired components may be characterized as causing high chemical oxygen demand (COD) levels of the process stream which may generally have negative consequences. In at least one embodiment, the undesirable components of the process stream can generally be oxidized. In some embodiments, the undesirable component that can be oxidized is an organic compound. Special inorganic components such as sulfides, mercaptide and cyanide can also be oxidized. In at least one embodiment, sodium sulfide may be present in the process stream. In one non-limiting embodiment, sodium sulfide can be present as S at a concentration of at least about 25,000 ppm or less.

본 발명의 하나 이상의 구체예에 따라, 처리 시스템은 제 1 처리 유닛을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 제 1 처리 유닛은 일반적으로 이의 추가 가공을 촉진하기 위하여 공정 스트림에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 제 1 처리 유닛은 요망되지 않는 성분 또는 이의 분해 생성물(들)에서 하나 이상의 특정 화학결합을 분열시키는데 있어 효과적일 수 있다. 하나 이상의 구체예에 따라, 제 1 처리 유닛은 일반적으로 탈염 단계와 같은 하류 처리의 효율성, 수명 및/또는 타당성에 방해가 될 수 있는 COD에 기여하는 것과 같은 산화가능한 오염물을 처리할 수 있다. 이에 따라, 제 1 처리 유닛은 예를 들어 COD를 변경하거나 안정화시킴으로써 하나 이상의 요망되지 않는 성분의 농도를 감소시키거나 이의 특성을 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 제 1 처리 유닛은 유기물을 파괴하거나 제거하고, 황 오염물을 감소시킬 수 있다. 일부 구체예에서, 제 1 처리 유닛은 또한 일반적으로 본원에 설명된 바와 같이 하류 추출을 위해 하나 이상의 타겟 이온이 상이하거나 바람직한 형태를 갖게 할 수 있다. 적어도 하나의 구체예에서, 제 1 처리 유닛은 일반적으로 하기에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이 탈염 단계 이전에 사전처리 단계로서 포함될 수 있다.According to one or more embodiments of the present invention, the processing system may comprise a first processing unit. In some embodiments, the first processing unit may generally affect the process stream to facilitate further processing thereof. For example, the first processing unit may be effective at cleaving one or more specific chemical bonds in an undesirable component or degradation product (s) thereof. According to one or more embodiments, the first treatment unit may generally treat oxidizable contaminants, such as contributing to COD, which may interfere with the efficiency, longevity and / or validity of downstream treatments, such as desalination steps. Thus, the first processing unit can reduce the concentration of one or more undesired components or change their properties, for example by changing or stabilizing the COD. For example, the first processing unit can destroy or remove organics and reduce sulfur contaminants. In some embodiments, the first processing unit may also have one or more target ions in different or preferred forms for downstream extraction, as generally described herein. In at least one embodiment, the first treatment unit may be included as a pretreatment step prior to the desalting step as generally described in more detail below.

하나 이상의 구체예에 따라, 제 1 처리 유닛 또는 단계는 산화 유닛일 수 있다. 산화 반응은 산화가능한 유기 오염물을 이산화탄소, 물 및 생분해성 단쇄 유기물, 예를 들어 아세트산으로 변환시킬 수 있는 하나의 파괴 기술(destruction technique)이다. 본 발명의 일 양태는 하나 이상의 요망되지 않는 성분을 함유한 수성 혼합물의 산화성 처리를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 산화 유닛은 설파이드를 산화시켜 비독성 설페이트 이온을 형성시키고 또한 사용된 부식성 스트림과 같은 공정 스트림 중에 존재하는 다른 종들을 산화시킬 수 있다. 메르캅탄은 실질적으로 비독성일 수 있으며, COD 오염물은 하류 공정에 보다 적은 해를 주는 안정한 화합물로 변환될 수 있다. 산화가 100% 달성되지 않을 수 있기 때문에, 일부 요망되지 않는 성분은 여전히 산화 유닛의 산화 생성물에 존재할 수 있다. 또한 잔류 타겟 화합물, 예를 들어 소듐 히드록사이드 및 소듐 카르보네이트가 산화 생성물에 존재할 수 있다. 일부 비제한적인 구체예에서, 통상적인 산화 생성물은 소듐 카르보네이트 및 소듐 설페이트를 포함할 수 있다. 미네랄화된 생성물, 예를 들어 설페이트 및 카보네이트 이온이 형성될 수 있다. 적어도 일부의 구체예에서, 타겟 이온, 예를 들어 소듐의 적어도 하나의 염은 산화 공정에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 소듐은 산화된 이온을 갖는 염 착물을 형성할 수 있다. 이에 따라, 산화 생성물은 본래 공정 스트림에서와 다른 형태로 존재하는 소듐과 같은 타겟 이온을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 소듐은 일반적으로 산화 유닛의 상류에서 소듐 설파이드로서 존재할 수 있지만, 산화 유닛에서 소듐 설페이트 및/또는 소듐 카르보네이트로 배출될 수 있다.According to one or more embodiments, the first processing unit or step may be an oxidation unit. Oxidation reactions are one destruction technique that can convert oxidizable organic contaminants to carbon dioxide, water and biodegradable short chain organics such as acetic acid. One aspect of the invention relates to systems and methods for the oxidative treatment of aqueous mixtures containing one or more undesirable components. The oxidation unit can oxidize sulfides to form non-toxic sulfate ions and also oxidize other species present in the process stream, such as the corrosive streams used. Mercaptans can be substantially nontoxic and COD contaminants can be converted to stable compounds that cause less harm to downstream processes. Since oxidation may not be achieved 100%, some undesirable components may still be present in the oxidation product of the oxidation unit. Residual target compounds may also be present in the oxidation product, such as sodium hydroxide and sodium carbonate. In some non-limiting embodiments, conventional oxidation products can include sodium carbonate and sodium sulfate. Mineralized products can be formed, for example sulfate and carbonate ions. In at least some embodiments, at least one salt of the target ion, eg sodium, may be produced by an oxidation process. For example, sodium can form salt complexes with oxidized ions. Accordingly, the oxidation product may comprise target ions, such as sodium, which exist in a different form than in the original process stream. For example, in some embodiments, sodium may generally be present as sodium sulfide upstream of the oxidation unit, but may be released as sodium sulfate and / or sodium carbonate in the oxidation unit.

하나 이상의 구체예에 따라, 임의의 산화제가 산화 유닛에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 임의의 산소 공급원, 예를 들어 산소 가스, 오존, 퍼옥사이드 및 퍼망가네이트, 또는 이의 조합물이 사용될 수 있다. 마찬가지로, 임의의 산화 기술 또는 공학, 또는 이의 조합이 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 산소의 존재하에 환원된 분자를 산화된 형태로 변환시키는 것이 일반적으로 광분해에 의해 개시되는 화학적 반응의 세트에 의해 수행되는 광산화 기술이 사용될 수 있다. 적어도 하나의 구체예에서, 예를 들어, UV 또는 가시광이 사용될 수 있다. 하나 이상의 구체예에 따라, 산화 유닛은 일반적으로 액상 산화 유닛일 수 있다. 적어도 하나의 구체예에서, 액상 산화 유닛은 습식 산화 유닛, 예를 들어, 습식 공기 산화, 습식 퍼옥사이드 산화 또는 초임계수 산화 유닛일 수 있다.According to one or more embodiments, any oxidant may be used in the oxidation unit. For example, any oxygen source can be used, such as oxygen gas, ozone, peroxide and permanganate, or combinations thereof. Likewise, any oxidation technique or engineering, or combination thereof may be used. For example, in some embodiments, photooxidation techniques may be used in which the conversion of the reduced molecule to the oxidized form in the presence of oxygen is generally performed by a set of chemical reactions initiated by photolysis. In at least one embodiment, for example UV or visible light can be used. According to one or more embodiments, the oxidation unit may generally be a liquid phase oxidation unit. In at least one embodiment, the liquid phase oxidation unit may be a wet oxidation unit, eg, wet air oxidation, wet peroxide oxidation or supercritical oxidation unit.

일 구체예에서, 예를 들어 적어도 하나의 요망되지 않는 성분을 포함한 수성 혼합물 또는 공정 스트림은 습식 산화된다. 수성 혼합물은 상승된 온도 및 초고압에서 적어도 하나의 요망되지 않는 성분을 처리하는데 충분한 기간 동안 산화제로 산화된다. 비제한적인 구체예는 약 150℃ 초과의 공정 온도를 포함한다. 더욱 상세하게는, 공정 온도는 약 200℃를 초과할 수 있다. 일부 구체예에서, 공정온도는 약 250℃를 초과할 수 있다. 마찬가지로, 기간 또는 잔류 시간은 변경할 수 있다. 일부 구체예에서, 잔류 시간은 약 30분 내지 10시간으로 변경할 수 있다. 일부 비제한적인 구체예는 약 1 시간의 잔류시간을 포함하지만, 의도된 적용의 조건에 따라 이보다 짧거나 긴 잔류 시간이 이용될 수 있다. 산화 반응은 요망되지 않는 성분에서 하나 이상의 화학 결합의 온전한 상태를 실질적으로 파괴할 수 있다. 본원에서 사용되는, 구 "실절적으로 파괴하는"은 적어도 약 95% 파괴율로서 정의된다. 본 발명의 공정은 일반적으로 산화될 수 있는 임의의 요망되지 않는 성분의 처리에 적용될 수 있다.In one embodiment, an aqueous mixture or process stream, for example comprising at least one undesired component, is wet oxidized. The aqueous mixture is oxidized with an oxidant for a period of time sufficient to process at least one undesired component at elevated temperature and ultrahigh pressure. Non-limiting embodiments include process temperatures above about 150 ° C. More specifically, the process temperature may exceed about 200 ° C. In some embodiments, the process temperature can exceed about 250 ° C. Likewise, the duration or residence time can be changed. In some embodiments, the residence time can be varied from about 30 minutes to 10 hours. Some non-limiting embodiments include a residence time of about 1 hour, but shorter or longer residence times may be used depending on the conditions of the intended application. Oxidation reactions can substantially destroy the intact state of one or more chemical bonds in an undesirable component. As used herein, the phrase "destructively destroying" is defined as at least about 95% destruction. The process of the present invention can generally be applied to the treatment of any undesirable components that can be oxidized.

기술된 습식 산화 공정은 화합물을 산화시키는데 적합한 임의의 공지된 배치 또는 연속 습식 산화 유닛으로 수행될 수 있다. 통상적으로, 수성상 산화는 연속 흐름 습식 산화 시스템으로 수행된다. 임의의 산화제가 사용될 수 있다. 산화제는 대개 산소-함유 가스, 예를 들어, 공기, 산소-풍부 공기, 또는 필수적으로 순수한 산소이다. 본원에서 사용되는, 구 "산소-풍부 공기"는 약 21% 이상의 산소 함유량을 갖는 공기로서 정의된다.The wet oxidation process described can be carried out in any known batch or continuous wet oxidation unit suitable for oxidizing the compound. Typically, aqueous phase oxidation is carried out in a continuous flow wet oxidation system. Any oxidant can be used. The oxidant is usually an oxygen-containing gas such as air, oxygen-rich air, or essentially pure oxygen. As used herein, the phrase "oxygen-rich air" is defined as air having an oxygen content of at least about 21%.

통상적인 공정에서, 저장 탱크와 같은 공급원으로부터의 수성 혼합물은 도관을 통하여 수성 혼합물을 가압하는 고압 펌프로 흐른다. 수성 혼합물은 도관내에서, 가압기에 의해 제공되는 가압된 산소-함유 가스와 혼합된다. 수성 혼합물은 열교환기를 통해 흐르는데, 여기서 산화를 개시할 수 있는 온도로 가열된다. 이후 가열된 공급 혼합물은 유입구에서 반응 용기로 들어간다. 습식 산화 반응은 일반적으로 발열 반응이며, 반응기에서 생성된 반응열은 추가로 혼합물의 온도를 요망되는 수치로 상승시킬 수 있다. 대부분의 산화 반응은 요망되는 정도의 산화를 달성하는데 충분한 잔류 시간을 제공하는 반응 용기내에서 일어난다. 산화된 수성 혼합물 및 산소 결핍 가스 혼합물은 이후 반응기에서 열교환기로 통과한다. 뜨거운 산화된 유출물은 열교환기를 통과하는데, 여기서 유입하는 원료 수성 혼합물 및 가스 혼합물에 대해 냉각된다. 냉각된 유출물 혼합물은 압력제어밸브에 의해 제어되는 도관을 통해 액체와 가스가 분리되는 분리 용기로 흐른다. 액체 유출물은 하부 도관을 통해 분리기 용기에서 배출되며, 오프-가스(off gas)는 상부 도관을 통해 배기된다. 오프-가스의 처리는 대기로의 배출을 위한 이의 조성 및 요구사항에 따라 하류 오프-가스 처리 유닛에서 요구될 수 있다. 습식 산화된 유출물은 통상적으로 배출 전에 폴리싱(polishing)을 위해 생물학적 또는 화학적 처리 플랜트와 같은 처리 플랜트로 배출될 수 있다. 또한 유출물은 습식 산화 시스템에 의한 추가 가공을 위해 재순환될 수 있다. 본 발명의 하나 이상의 구체예에 따라, 유출물은 또한 본원에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이 탈염 또는 이온 회수 유닛과 같은 제 2 유닛 공정으로 진행될 수 있다.In a typical process, an aqueous mixture from a source, such as a storage tank, flows through a conduit to a high pressure pump that pressurizes the aqueous mixture. The aqueous mixture is mixed in the conduit with the pressurized oxygen-containing gas provided by the pressurizer. The aqueous mixture flows through a heat exchanger, where it is heated to a temperature capable of initiating oxidation. The heated feed mixture then enters the reaction vessel at the inlet. The wet oxidation reaction is generally exothermic and the heat of reaction produced in the reactor can further raise the temperature of the mixture to the desired value. Most oxidation reactions occur in reaction vessels that provide sufficient residence time to achieve the desired degree of oxidation. The oxidized aqueous mixture and the oxygen deficient gas mixture are then passed to a heat exchanger in the reactor. The hot oxidized effluent passes through a heat exchanger, where it is cooled against the incoming raw aqueous mixture and gas mixture. The cooled effluent mixture flows through a conduit controlled by a pressure control valve to a separate vessel where liquid and gas are separated. The liquid effluent exits the separator vessel through the lower conduit and off gas is exhausted through the upper conduit. Treatment of off-gas may be required in the downstream off-gas treatment unit depending on its composition and requirements for discharge to the atmosphere. The wet oxidized effluent may typically be discharged to a treatment plant, such as a biological or chemical treatment plant, for polishing before discharge. The effluent can also be recycled for further processing by the wet oxidation system. According to one or more embodiments of the present invention, the effluent may also proceed to a second unit process, such as a desalination or ion recovery unit, as described in more detail herein.

충분한 산소-함유 가스는 통상적으로 습식 산화 시스템 오프-가스에서 잔류 산소를 유지시키기 위해 시스템에 공급되며, 초고압 가스압은 통상적으로 선택된 산화 온도에서 물을 액상으로 유지시키기에 충분하다. 예를 들어, 약 240℃에서의 최소 시스템 압력은 약 33 대기압이며, 약 280℃에서의 최소 압력은 약 64 대기압이며, 373℃에서의 최소 압력은 약 215 대기압이다. 일 구체예에서, 수성 혼합물은 약 30 대기압 내지 약 275 대기압의 압력에서 산화된다. 습식 산화 공정은 물의 임계온도인 약 374℃ 미만의 상승된 온도에서 작동될 수 있다. 일부 구체예에서, 습식 산화 공정은 초임계 상승된 온도에서 작동될 수 있다. 반응 챔버내에서 수성 혼합물에 대한 잔류 시간은 일반적으로 요망되는 정도의 산화를 달성하는데 충분하여야 한다. 일부 구체예에서, 잔류 시간은 약 1 시간 초과 내지 약 8 시간 이하이다. 적어도 하나의 구체예에서, 잔류 시간은 약 15분 내지 약 6시간이다. 일 구체예에서, 수성 혼합물은 약 15분 내지 약 4시간 동안 산화된다. 다른 구체예에서, 수성 혼합물은 약 30분 내지 약 3시간 동안 산화된다.Sufficient oxygen-containing gas is typically supplied to the system to maintain residual oxygen in the wet oxidation system off-gas, and ultrahigh pressure gas pressure is usually sufficient to maintain the water in the liquid phase at the selected oxidation temperature. For example, the minimum system pressure at about 240 ° C. is about 33 atmospheric pressure, the minimum pressure at about 280 ° C. is about 64 atmospheric pressure, and the minimum pressure at 373 ° C. is about 215 atmospheric pressure. In one embodiment, the aqueous mixture is oxidized at a pressure of about 30 atmospheres to about 275 atmospheres. The wet oxidation process may be operated at elevated temperatures below about 374 ° C., the critical temperature of water. In some embodiments, the wet oxidation process can be operated at supercritical elevated temperatures. The residence time for the aqueous mixture in the reaction chamber should generally be sufficient to achieve the desired degree of oxidation. In some embodiments, the residence time is greater than about 1 hour and up to about 8 hours. In at least one embodiment, the residence time is from about 15 minutes to about 6 hours. In one embodiment, the aqueous mixture is oxidized for about 15 minutes to about 4 hours. In another embodiment, the aqueous mixture is oxidized for about 30 minutes to about 3 hours.

하나의 구체예에 따라, 습식 산화 공정은 촉매 습식 산화 공정일 수 있다. 산화 유닛에서 산화 반응은 일반적으로 촉매에 의해 매개될 수 있다. 처리될 적어도 하나의 요망되지 않는 성분을 함유한 수성 혼합물은 일반적으로 상승된 온도 및 초고압에서 촉매 및 산화제와 접촉된다. 유효량의 촉매는 일반적으로 반응 속도를 증가시키고/거나 COD 및/또는 TOC의 감소를 향상시킴을 포함하는 시스템의 전체적인 파괴 제거 효율을 개선시키는데 충분할 수 있다. 촉매는 또한 습식 산화 시스템의 전체 에너지 요구사항을 낮추기 위해 제공될 수 있다. 촉매 습식 산화는 통상적인 비촉매 습식 산화에 비해 효율적으로 증진시키는 것으로서 보여진다. 촉매 습식 산화 공정은 일반적으로 보다 많은 파괴가 저온 및 압력에서 달성될 수 있도록 하며, 이에 따라 자본 비용을 낮출 수 있다. 처리될 수성 스트림은 산화제와 혼합되고, 상승된 온도 및 압력에서 촉매와 접촉된다. 이종 촉매는 통상적으로 수성 혼합물이 통과되는 층 위에 또는 산화 전에 수성 혼합물과 배합되는 고체 미립자의 형태로 존재한다. 촉매는 재사용을 위해 습식 산화 유닛의 하류에서의 산화 유출물로부터 여과될 수 있다.According to one embodiment, the wet oxidation process may be a catalytic wet oxidation process. The oxidation reaction in the oxidation unit can generally be mediated by a catalyst. Aqueous mixtures containing at least one undesired component to be treated are generally contacted with catalyst and oxidant at elevated temperatures and ultrahigh pressures. An effective amount of catalyst may generally be sufficient to improve the overall destruction removal efficiency of the system, including increasing the reaction rate and / or improving the reduction of COD and / or TOC. Catalysts may also be provided to lower the overall energy requirements of the wet oxidation system. Catalytic wet oxidation has been shown to enhance efficiently over conventional noncatalytic wet oxidation. Catalytic wet oxidation processes generally allow more destruction to be achieved at low temperatures and pressures, thus lowering capital costs. The aqueous stream to be treated is mixed with the oxidant and contacted with the catalyst at elevated temperature and pressure. Heterogeneous catalysts are typically present in the form of solid particulates which are combined with the aqueous mixture prior to oxidation or on the layer through which the aqueous mixture passes. The catalyst can be filtered from the oxidative effluent downstream of the wet oxidation unit for reuse.

적어도 하나의 구체예에서, 촉매는 주기율표의 V, VI, VII 및 VIII족의 임의의 전이 금속일 수 있다. 일 구체예에서, 예를 들어 촉매는 V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Ag, 또는 이들의 합금 또는 혼합물일 수 있다. 전이 금속은 원소이거나 금속염과 같은 화합물에 존재할 수 있다. 일 구체예에서, 전이 금속 촉매는 바나듐이다. 다른 구체예에서, 전이 금속 촉매는 철이다. 또다른 구체예에서, 전이 금속 촉매는 구리이다.In at least one embodiment, the catalyst may be any transition metal of groups V, VI, VII and VIII of the periodic table. In one embodiment, for example, the catalyst can be V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Ag, or alloys or mixtures thereof. The transition metal may be an element or present in a compound such as a metal salt. In one embodiment, the transition metal catalyst is vanadium. In another embodiment, the transition metal catalyst is iron. In another embodiment, the transition metal catalyst is copper.

촉매는 습식 산화 시스템에서 임의의 포인트에서 수성 혼합물에 첨가될 수 있다. 촉매는 수성 혼합물과 혼합될 수 있다. 일 구체예에서, 촉매는 습식 산화 유닛에 공급되는 수성 혼합물의 공급원에 첨가될 수 있으며, 여기서 촉매 공급원은 저장 탱크에 유체 소통관계로 연결된다. 일부 구체예에서, 촉매는 습식 산화 유닛에 직접 첨가될 수 있다. 다른 구체예에서, 촉매는 또한 가열 및/또는 가압 전에 수성 혼합물에 공급될 수 있다.The catalyst can be added to the aqueous mixture at any point in the wet oxidation system. The catalyst can be mixed with the aqueous mixture. In one embodiment, the catalyst can be added to a source of an aqueous mixture fed to the wet oxidation unit, where the catalyst source is in fluid communication with the storage tank. In some embodiments, the catalyst can be added directly to the wet oxidation unit. In other embodiments, the catalyst may also be fed to the aqueous mixture prior to heating and / or pressurization.

제 1 처리 유닛, 예를 들어 산화 유닛은 일반적으로 생성물 스트림, 예를 들어 산화 생성물 스트림을 생성시킬 수 있다. 이에 따라, 산화 유닛은 공정 스트림을 산화 생성물 스트림으로 변환시킬 수 있다. 산화 생성물 스트림은 일반적으로 본원에 설명된 바와 같은 이온 회수 또는 탈염 유닛에서와 같은 추가 가공을 위해 적합할 수 있다. 산화 생성물은 일반적으로 요망되지 않는 성분이 실질적으로 존재하지 않을 수 있다. 산화 생성물은 또한 본원에서 설명된 추가 조작을 수행하여 요망되는 생성물을 생성시킬 수 있는 본래 공정 스트림으로부터의 하나 이상의 타겟 이온을 함유할 수 있다.The first processing unit, for example the oxidation unit, can generally produce a product stream, for example an oxidation product stream. The oxidation unit can thus convert the process stream into an oxidation product stream. The oxidation product stream may generally be suitable for further processing, such as in ion recovery or desalination units as described herein. The oxidation product may be substantially free of components that are generally not desired. The oxidation product may also contain one or more target ions from the original process stream that may be subjected to the further manipulations described herein to produce the desired product.

하나 이상의 구체예에 따라, 제 2 처리 유닛은 제 1 처리 유닛의 하류에 유체 소통관계로 연결될 수 있다. 제 2 처리 유닛은 추가 처리를 위한 산화 생성물 또는 산화 생성물 스트림을 수용하기 위해 배열될 수 있다. 일부 구체예에서, 제 2 처리 유닛은 일반적으로 제 1 처리 유닛의 산화 생성물을 변환시켜 타겟 화합물 또는 타겟 스트림을 생성시킬 수 있다. 타겟 화합물은 일반적으로 추출을 위한 시스템에 의해 분리될 수 있고, 생성물 스트림으로서 가치를 가지거나 이의 제거가 하류 공정을 촉진시킬 수 있다. 일부 구체예에서, 제 2 처리 유닛은 일반적으로 산화 생성물 스트림을 탈염화시켜 하류 처리를 촉진시키고/거나 가치가 있는 미네랄에 풍부한 생성물 스트림을 생성시킬 수 있다. 제 2 처리 유닛은 일반적으로 이온을 추출하여 이온-풍부 생성물 스트림 뿐만 아니라 미네랄 함량이 감소된 스트림을 생성시킬 수 있는 임의의 기술과 관련될 수 있다. 예를 들어, 제 2 처리 유닛은 소듐, 칼륨, 칼슘, 카르보네이트 및 설페이트를 포함한 화합물의 이온 회수를 수행하는데 효과적일 수 있다.According to one or more embodiments, the second processing unit may be in fluid communication downstream of the first processing unit. The second treatment unit may be arranged to receive the oxidation product or oxidation product stream for further treatment. In some embodiments, the second processing unit may generally convert the oxidation product of the first processing unit to produce a target compound or target stream. The target compound may generally be separated by a system for extraction and may have value as a product stream or its removal may facilitate downstream processes. In some embodiments, the second processing unit may generally desalting the oxidation product stream to facilitate downstream processing and / or produce a product stream rich in minerals of value. The second processing unit may generally be associated with any technique that can extract ions to produce ion-rich product streams as well as streams with reduced mineral content. For example, the second processing unit may be effective for carrying out ion recovery of the compound, including sodium, potassium, calcium, carbonate, and sulfate.

하나 이상의 구체예에 따라, 탈염 유닛은 예를 들어, 적어도 하나의 이온교환 수지층을 포함할 수 있다. 이온 교환은 일반적으로 탈염을 위해 용액과 고체, 통상적으로 수지 간의 이온의 상호교환을 수반할 수 있다. 더욱 상세하게는, 이온 교환은 표면과 접촉하여 용액중 이온을 지닌 미네랄 또는 합성 폴리머 표면 상에 흡착된 이온의 가역적 교환을 포함할 수 있다. 타겟 이온은 제거되고 다른 이온, 예를 들어 수소 이온으로 대체될 수 있다. 타겟 이온은 이후 물 또는 다른 재생 유체를 층을 통해 주기적으로 통과시켜 수지에 새로운 수소 이온을 계속 공급하고 소듐 히드록사이드 스트림과 같은 타겟 화합물을 함유하는 세정수를 생성시킴으로써 교환층으로부터 회수된다.According to one or more embodiments, the desalting unit may comprise, for example, at least one ion exchange resin layer. Ion exchange may generally involve the exchange of ions between a solution and a solid, typically a resin, for desalting. More specifically, ion exchange can include the reversible exchange of ions adsorbed onto a mineral or synthetic polymer surface with ions in solution in contact with the surface. Target ions can be removed and replaced with other ions, for example hydrogen ions. The target ions are then recovered from the exchange bed by periodically passing water or other regeneration fluid through the bed to continue supplying new hydrogen ions to the resin and to generate wash water containing the target compound, such as a sodium hydroxide stream.

예를 들어, 양이온성 모노머는 음이온 교환 수지의 구조내에 중합될 수 있거나, 반대로 중합되어 다가 전해질 구조를 초래할 수 있다. 재생되는 경우, 이러한 구조는 수소 형태의 양이온기를 가지고, 히드록실기의 음이온기를 가질 수 있다. 전해질의 도입은 수소 및 히드록실 이온을 대체하여 이들의 중화를 초래하고, 수지를 이온종으로 포화시킬 것이다. 물로의 재생은 타겟 이온이 유리되고 회수되는 동안 수지 기를 가수분해시킬 수 있다. 라임 용액(lime solution)은 또한 소듐 히드록사이드와 같은 타겟 화합물을 생성시키도록 층을 재생시키기 위해 사용될 수 있다.For example, the cationic monomer can be polymerized in the structure of the anion exchange resin or vice versa to result in a polyvalent electrolyte structure. When regenerated, this structure has a cationic group in hydrogen form and may have an anionic group of a hydroxyl group. The introduction of electrolytes will replace hydrogen and hydroxyl ions resulting in their neutralization and will saturate the resin with ionic species. Regeneration with water may hydrolyze the resin groups while the target ions are released and recovered. Lime solutions can also be used to regenerate the layer to produce a target compound, such as sodium hydroxide.

하나 이상의 구체예에 따라, 이온 회수 또는 탈염을 달성하기 위해 또한 농축 또는 분리 공정들이 사용될 수 있다. 증류는 예를 들어 일반적으로 증기를 수집하기 위해 증발 및 후속 응축을 포함한다. 결정화 및 여과 공정, 예를 들어 나노여과가 또한 실행될 수 있다. 농축된 측면 상에 가해진 압력이 반투과성 막을 통해 가압시키는 물로부터 용해된 염 및 금속성 이온을 제거하는 여과 공정을 포함하는 역삼투 공정이 마찬가지로 사용될 수 있다.According to one or more embodiments, concentration or separation processes may also be used to achieve ion recovery or desalination. Distillation generally includes evaporation and subsequent condensation, for example, to collect steam. Crystallization and filtration processes such as nanofiltration may also be carried out. A reverse osmosis process can likewise be used, including a filtration process to remove dissolved salts and metallic ions from water where the pressure applied on the concentrated side is pressurized through the semipermeable membrane.

하나 이상의 구체예에 따라, 탈염 또는 이온 제거 기술의 예는 전기화학적 공정, 예를 들어 전기투석, 전기탈이온화, 축전 탈이온 및 연속 전기탈이온화 (CEDI)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 구체예에 따라, 탈염 유닛은 일반적으로 저전압 및 압력에서 작동하는 정전기적 공정을 기초로 한 축전 탈이온을 포함할 수 있다. 생성된 물은 전극 어셈블리를 통해 펌핑된다. 수중 이온은 반대 전하의 전극으로 이끌린다. 이는 전극에서 이온을 농축시키면서 수중에서의 이온의 농도를 감소시킨다. 깨끗한 물은 이후 유닛을 통해 지나간다. 전극의 용량에 도달할 때, 물 흐름은 멈추게 되고, 전극의 극성은 바뀌게 된다. 이는 이온을 이전에 축적된 전극으로부터 벗어나게 이동시킨다. 농축된 염수 용액은 이후 유닛으로부터 퍼징된다.According to one or more embodiments, examples of desalination or ion removal techniques can include electrochemical processes such as electrodialysis, electrodeionization, capacitive deionization and continuous electrodeionization (CEDI). According to one or more embodiments, the desalination unit may comprise capacitive deionization based on electrostatic processes that generally operate at low voltages and pressures. The resulting water is pumped through the electrode assembly. Underwater ions are attracted to the electrode of opposite charge. This reduces the concentration of ions in water while concentrating the ions at the electrode. Clean water then passes through the unit. When the capacity of the electrode is reached, the water flow stops and the polarity of the electrode changes. This moves ions away from previously accumulated electrodes. The concentrated brine solution is then purged from the unit.

하나 이상의 구체예에서, 연속 전기탈이온화 (CEDI) 공정이 실행될 수 있다. CEDI는 일반적으로 화학물질을 필요로 하지 않으면서 물을 연속적으로 탈이온화시키기 위해 이온교환수지와 막의 조합 및 직류 전류를 이용한다. CEDI는 전기 전하가 모듈을 가로질러 인가되는 전기화학적 공정이다. 전기화학적 디바이스의 전극은 일반적으로 여러 물질들, 예를 들어 스테인레스 스틸, 이리듐 산화물, 루테늄 산화물, 및 백금으로 제조될 수 있다. 전극은 또한 여러 물질들, 예를 들어 티탄으로 코팅될 수 있다. 전극은 H+ 및 OH- 이온을 생성시킨다. 이온들은 공급물 중 이온들과 함께, 디바이스를 가로지르는 전위에 의해 이동된다. 모듈에는 막에 의해 분리된 셀이 배열된다. 셀 깊이는 약 0.1 인치이다. 막은 단지 음이온 또는 양이온만을 통과시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 이온성 종들은 일부 셀에서 농축되며, 다른 셀에서는 이온이 결핍된다. 이온의 흐름은 직접적으로 모듈에 인가된 전기적 전류와 관련이 있다. 전자는 셀을 가로질러 흐르지 않는다. 전자는 이온을 형성시키고, 이온은 CEDI 모듈을 가로질러 흐른다.In one or more embodiments, a continuous electrodeionization (CEDI) process can be performed. CEDI generally uses a combination of ion exchange resins and membranes and direct current to de-ionize water continuously without the need for chemicals. CEDI is an electrochemical process in which electrical charge is applied across a module. Electrodes of electrochemical devices can generally be made of various materials, such as stainless steel, iridium oxide, ruthenium oxide, and platinum. The electrode can also be coated with various materials, for example titanium. The electrode produces H + and OH ions. Ions are moved by the potential across the device, along with the ions in the feed. The modules are arranged in cells separated by membranes. The cell depth is about 0.1 inches. The membrane can only pass anions or cations. In this way, ionic species are enriched in some cells and deficient in ions in other cells. The flow of ions is directly related to the electrical current applied to the module. Electrons do not flow across the cell. The electrons form ions and the ions flow across the CEDI module.

공정은 통상적으로 이온성 막에 의해 분리된 셀의 사용에 의존적이다. 순수한 물의 전도성은 매우 낮으며, 이에 따라 순수한 물을 통해 이온을 이동시키기 위해 요구되는 전압은 매우 높다. 수지는 물 셀에서의 전도성을 증가시키기 위해 사용되며, 이는 전압 요구사항을 감소시킨다. 수지는 약 0.3 내지 약 0.5 mm 구체이다. 수지의 표면은 이온성 전하를 가지고 이는 양이온성 (c) 또는 음이온성 (a)이다. 양이온성 수지는 음이온성 작용기를 가지며, 이는 양이온 종을 끌어당긴다 (즉, 양이온성 수지는 양이온을 끌어당기기 때문에 그렇게 불리우는 것이다). 이러한 방식으로, 양이온은 양이온성 수지에서 이동함으로써 셀을 가로질러 흐를 수 있다. 유사하게는, 음이온성 수지는 음이온을 이동시킬 수 있다. 적용시에, 수많은 층들은 음이온성 수지 및 양이온성 수지 모두와 혼합되고, 이는 셀을 가로질러 두가지 타입의 이온 모두를 이동시킬 수 있다.The process is typically dependent on the use of cells separated by ionic membranes. The conductivity of pure water is very low, so the voltage required to transport ions through pure water is very high. Resins are used to increase conductivity in water cells, which reduces voltage requirements. The resin is about 0.3 to about 0.5 mm spheres. The surface of the resin has an ionic charge which is cationic (c) or anionic (a). Cationic resins have anionic functional groups, which attract cationic species (ie cationic resins are so called because they attract cations). In this way, cations can flow across the cell by moving in the cationic resin. Similarly, anionic resins can migrate anions. In application, numerous layers are mixed with both anionic and cationic resins, which can transport both types of ions across the cell.

막은 또한 양이온 또는 음이온 물질로 제조된다. IonPure™ (Siemens company) 막은 수지를 폴리에틸렌과 혼합하고, 시트로 압출함으로써 제작된다. 이는 이종 구조라 불리운다. 폴리에틸렌은 기계적 강도를 제공하며, 수지는 이동 성질을 제공한다. 양이온성 막은 양이온 만을 통과시킬 수 있으며, 음이온성 막은 음이온만을 통과시킬 수 있다.The membrane is also made of cationic or anionic material. IonPure ™ (Siemens company) membranes are made by mixing the resin with polyethylene and extruding it into sheets. This is called a heterogeneous structure. Polyethylene provides mechanical strength and resins provide transfer properties. Cationic membranes can pass only cations, and anionic membranes can pass only anions.

습윤화되는 경우, 수지 및 막은 팽창할 수 있다. 팽창은 수지가 벽 및 막 위에 약 100 psi 이하의 힘의 압력을 가하게 할 수 있다. 막에서의 수지 물질은 또한 확장하고, 이종 막의 구조를 영구히 변형시킨다. 깨끗한 물 적용에서, IonPure™ 막의 공칭 누설량(nominal leakage rate)은 약 20 mL/hr/ft2/5 psi이다. 소듐 이온은 히드로늄 이온 보다 적은 팽창을 야기시킨다. 그러므로, 고강도 염수에서, 이종 막의 수지는 수축하여, 수지를 더욱 다공성이 되게 할 것이다. 균질막은 수지로만 제조되고, 이에 따라 보다 높은 전류 플럭스(current flux)를 허용한다. 이들은 이종 막 보다 더욱 비싸지만 그밖에는 교체가능하다.When wetted, the resins and membranes can expand. The expansion can cause the resin to exert a force of up to about 100 psi on the walls and membrane. The resin material in the membrane also expands and permanently deforms the structure of the heterogeneous membrane. In clean water application, IonPure ™ membrane nominal leakage (leakage nominal rate) is about 20 mL / hr / ft 2/ 5 psi. Sodium ions cause less expansion than hydronium ions. Therefore, in high strength saline, the resin of the dissimilar membrane will shrink, making the resin more porous. Homogeneous membranes are made of resin only, thus allowing higher current flux. They are more expensive than heterogeneous membranes but otherwise replaceable.

이극성 막은 한쪽면이 음이온성 막이고, 다른 한쪽면이 양이온성 막이다. 이들은 가장 비싼 타입의 막이고, 물 분해를 위해 사용된다. 이러한 막들은 물 분해 셀 대신에 사용될 수 있다. 이들은 막으로의 물 확산에 의존적이고, 고속 생산을 위해 적절하지 않을 수 있다.The bipolar membrane is an anionic membrane on one side and a cationic membrane on the other side. These are the most expensive type of membranes and are used for water decomposition. Such membranes may be used in place of water decomposition cells. They are dependent on water diffusion into the membrane and may not be suitable for high speed production.

전력 공급장치는 디바이스의 전극을 통해 DC 전류를 제공한다. 전극들은 모듈의 반대면 상에 최외측 셀이다. 전극 셀은 수지를 함유하지 않지만 대신에 셀의 전도성을 제공하기 위하여 고강도 염수를 사용한다. 플라스틱 스크린은 전극의 접촉으로부터 막을 보호하기 위해 셀에 배치된다.The power supply provides a DC current through the electrodes of the device. The electrodes are the outermost cell on the opposite side of the module. The electrode cell contains no resin but instead uses high strength saline to provide the cell's conductivity. The plastic screen is placed in the cell to protect the membrane from contact of the electrodes.

캐소드 (-)는 통상적으로 스테인레스 스틸로 제조되지만, 또한 다른 애노드 물질이 사용될 수 있다. 전자는 전력 공급장치로부터 이러한 전극을 통해 흐른다. 캐소드 셀에서, 이는 히드록사이드 이온과 수소 가스를 형성시킨다.The cathode (-) is typically made of stainless steel, but other anode materials may also be used. Electrons flow through these electrodes from the power supply. In the cathode cell, this forms hydroxide ions and hydrogen gas.

금속성 소듐으로의 소듐 환원 (도금)은 전자를 소비하기 위한 대안적인 경로이다. 그러나, 이는 소듐 도금을 위한 전위 요구사항이 H2(g) 형성을 위해 필수적인 전위 보다 높기 때문에 일어나지 않는다. 수소의 생성율은 패라데이 법칙 (Faraday's Law)으로부터 계산되며, 이는 하기와 같다:Sodium reduction (plating) to metallic sodium is an alternative route for consuming electrons. However, this does not occur because the potential requirement for sodium plating is higher than the potential required for H 2 (g) formation. The production rate of hydrogen is calculated from Faraday's Law, which is as follows:

상기 식에서, 는 수소 가스의 몰 생성율 (몰 H2/초)이며, A는 전류 (Amp)이며, F는 패라데이 상수 (96,485 쿨롱/몰)이다.Where Is the molar generation rate of the hydrogen gas (mol H 2 / sec), A is the current (Amp) and F is the Faraday constant (96,485 coulombic / mole).

애노드 (+)는 내부식성 전도체로 코팅된 티탄이다. 전도체는 통상적으로 백금, 이리듐 산화물, 또는 루테늄 산화물이다. 이리듐 산화물은 대개 지멘스 C-시리즈 모듈(Siemens C-Series modules)에서 코팅으로서 사용된다. 높은 전류량 적용을 위해서는 백금이 보다 양호한 물질일 수 있다. 전자는 셀에서 물에서 제공되고, 전력 공급원으로 회수된다. 이는 산소 가스를 형성시킨다.The anode (+) is titanium coated with a corrosion resistant conductor. The conductor is typically platinum, iridium oxide, or ruthenium oxide. Iridium oxide is commonly used as a coating in Siemens C-Series modules. For higher current applications, platinum may be a better material. Electrons are provided from the water in the cell and returned to the power supply. This forms oxygen gas.

산소의 생성률은 하기 수학식으로부터 계산된다.The production rate of oxygen is calculated from the following equation.

상기 식에서, 는 수소 가스의 몰 생성률 (몰 O2/초)이며, A는 전류 (Amp)이며, F는 패라데이 상수 (96,485 쿨롱/몰)이다.Where Is the molar generation rate of hydrogen gas (molar O 2 / sec), A is the current (Amp), and F is the Faraday constant (96,485 coulombic / mole).

도 1을 참조로 하여, 처리 시스템 (100)의 작동은 산업적 적용 (130)으로부터 산화 유닛(110)으로 향하는 공정 스트림을 포함할 수 있다. 산화 유닛(110)에서 배출되는 산화 생성물 스트림은 탈염 유닛(120)으로 향하게 될 수 있다. 탈염 유닛(120)은 소듐 히드록사이드 스트림과 같은 타겟 화합물 스트림을 생성시킬 수 있다. 이러한 스트림은 또다른 용도를 위해 산업적 적용(130)으로 다시 향하게 될 수 있다. 타겟 화합물 스트림은 산업적 적용(130)으로 직접 도입될 수 있거나 반응물 공급원(140)으로부터의 새로운 반응물과 이의 상류에서 혼합될 수 있다. 배출 스트림은 타겟 화합물의 추가 가공 및/또는 추출을 위해 탈염 유닛(120)으로 다시 재순환될 수 있다. 이에 따라, 보다 덜 새로운 반응물은 시스템에 의해 공정 스트림으로부터 반응물을 생성시킴으로 인해 산업적 적용(130)에 첨가될 필요가 있다.Referring to FIG. 1, the operation of the processing system 100 may include a process stream directed from the industrial application 130 to the oxidation unit 110. The oxidation product stream exiting the oxidation unit 110 may be directed to the desalination unit 120. Desalting unit 120 may produce a target compound stream, such as a sodium hydroxide stream. This stream may be directed back to industrial application 130 for another use. The target compound stream may be introduced directly into industrial application 130 or mixed upstream with fresh reactant from reactant source 140. The effluent stream may be recycled back to the desalination unit 120 for further processing and / or extraction of the target compound. Accordingly, lesser reactants need to be added to industrial application 130 due to the generation of reactants from the process stream by the system.

일 양태에서, 사용된 부식성 물질은 소듐 히드록사이드 생성물 스트림을 회수하기 위해 처리될 수 있다. 에틸렌 플랜트 또는 원유 정제 플랜트는 공정 가스로부터 이산화탄소 및 황화수소와 같은 산 가스를 제거하거나 세정하기 위해 소듐 히드록사이드과 같은 새로운 부식성 물질을 사용할 수 있다. 새로운 부식성 물질(fresh caustic)은 수중의 약 50% NaOH일 수 있으며, 통상적으로 부식제 타워에서 사용하기 위해 약 10%로 희석될 수 있다. 시간당 약 8톤 정도의 새로운 부식성 물질이 소비될 수 있다. 부식제 타워는 또한 유기물 종, 예를 들어 메르캅탄, 경 탄화수소, 아세트알데히드, 및 나프탈렌산 및 크레실산을 응축시킬 수 있다. 보다 많은 산이 제거됨에 따라, 자유 부식성 물질의 양은 이들이 더 이상 유용하지 않을 때까지 감소된다. 이러한 지점에서, 플랜트는 통상적으로 시스템으로부터 부식제를 제거할 것이며, 이는 사용된 부식성 물질로서 공지된다.In one aspect, the caustic material used may be treated to recover the sodium hydroxide product stream. Ethylene plants or crude oil refining plants may use new corrosive materials such as sodium hydroxide to remove or clean acid gases such as carbon dioxide and hydrogen sulfide from the process gas. The fresh caustic can be about 50% NaOH in water and can typically be diluted to about 10% for use in caustic towers. About 8 tonnes of new corrosive material per hour can be consumed. The caustic tower can also condense organic species such as mercaptans, light hydrocarbons, acetaldehyde, and naphthalic acid and cresyl acid. As more acid is removed, the amount of free corrosive material is reduced until they are no longer useful. At this point, the plant will typically remove the caustic from the system, which is known as the corrosive material used.

통상적인 사용된 부식성 스트림은 용액 중에 용해된 소듐 카르보네이트, 설파이드 및 고중량 유기 화합물을 함유한다. 통상적으로 액상으로 설파이드, 카르보네이트 및 유기산을 함유하는 스트림은 높은 pH를 가질 수 있다. 스트림은 높은 함량의 용해된 고형물을 가질 수 있지만, 일반적으로 반응성 설파이드 및 유기 화합물이 CEDI 시스템의 막 물질과 같은 탈염 공정과 양립가능하지 않기 때문에 수많은 탈염 공정에 대해 적합하지 않다. 소듐과 같은 양이온의 제거는 액체로부터 설파이드를 방출시키며, 이는 수소 설파이드가 매우 고약하고 독성이 있는 부식성 가스이기 때문에 수많은 경우에서 요망되지 않는다.Typical used corrosive streams contain sodium carbonate, sulfides and heavy organic compounds dissolved in solution. Typically streams containing sulfides, carbonates and organic acids in liquid phase may have a high pH. The stream may have a high content of dissolved solids, but is generally not suitable for many desalination processes because reactive sulfides and organic compounds are not compatible with desalination processes such as membrane materials of CEDI systems. The removal of cations such as sodium releases sulfides from the liquid, which is not desired in many cases because hydrogen sulfide is a very nasty and toxic corrosive gas.

사용된 부식성 액체는 WAO를 이용하여 산화되고, 이후 CEDI를 이용하여 탈염화된다. 산화는 설파이드를 무해한 설페이트로 변환시키고, 유기 화합물을 탈염 공정에 비해 비교적 안정적이고 보다 덜 파괴적인 카르보네이트 및 단쇄 유기산로 변환시킨다. 산화된 액체는 이후 소듐의 일부를 제거하여 소듐 히드록사이드 생성물 스트림을 생성시키는 CEDI 공정으로 통과시킨다. 잔류 스트림은 소듐 이온의 제거에 의해 다소 탈염화되며, 이는 또한 유출물 pH를 감소시킨다.The caustic liquid used is oxidized using WAO and then desalted using CEDI. Oxidation converts sulfides into harmless sulfates and organic compounds into carbonates and short-chain organic acids that are relatively stable and less destructive than desalination processes. The oxidized liquid is then passed through a CEDI process where some of the sodium is removed to produce a sodium hydroxide product stream. The residual stream is somewhat desalted by the removal of sodium ions, which also reduces the effluent pH.

하나 이상의 추가 유닛 공정은 탈염 유닛의 하류에 유체 소통관계로 연결될 수 있다. 예를 들어, 농축기는 예를 들어 사용을 위해 산업 공정에 대해 상류로 전달하기 전에 타겟 생성물 스트림을 수용하고 농축시키기 위해 배열될 수 있다. 폴리싱 유닛, 예를 들어 화학적 또는 생물학적 처리를 포함하는 폴리싱 유닛은 또한 배출 전에 시스템의 유출물 스트림을 처리하기 위해 존재할 수 있다.One or more further unit processes may be connected in fluid communication downstream of the desalination unit. For example, the concentrator may be arranged to receive and concentrate the target product stream, for example, prior to delivery upstream to the industrial process for use. Polishing units, such as those comprising chemical or biological treatments, may also be present to treat the effluent stream of the system prior to discharge.

하나 이상의 구체예에 따라, 기술된 시스템은 연속적으로 또는 간헐적으로 작동할 수 있다. 일부 구체예에서, 습식 산화 시스템은 예를 들어 작동 밸브 및 펌프를 포함하지만 이에 제한되지 않는 시스템의 부품 또는 시스템의 하나 이상의 공정 파라미터를 조정 또는 조절하기 위한 제어기를 포함할 수 있다. 제어기는 시스템의 하나 이상의 공정 파라미터를 검출하기 위해 배열된 적어도 하나의 센서와 전기적 소통할 수 있다. 제어기는 일반적으로 센서에 의해 발생된 신호에 응하여 하나 이상의 공정 파라미터를 조정하기 위해 제어 신호를 생성시키도록 배열될 수 있다.According to one or more embodiments, the described system can operate continuously or intermittently. In some embodiments, the wet oxidation system may include a controller for adjusting or adjusting one or more process parameters of the system or parts of the system, including but not limited to, for example, actuating valves and pumps. The controller may be in electrical communication with at least one sensor arranged to detect one or more process parameters of the system. The controller may generally be arranged to generate a control signal to adjust one or more process parameters in response to the signal generated by the sensor.

제어기는 통상적으로 마이크로프로세서-계열 디바이스, 예를 들어 프로그램가능한 논리 제어기 (PLC) 또는 분포된 제어 시스템이며, 이는 습식 산화 시스템의 부품으로 및 이로부터 입력 및 출력 신호를 수용하거나 제공한다. 통신 네트워크는 임의의 센서 또는 신호-발생 디바이스를 제어기 또는 관련된 컴퓨터 시스템으로부터 상당한 거리에 위치되게 할 수 있으며, 이들 사이에 데이타를 제공할 수 있다. 이러한 통신 메카니즘은 무선 프로토콜을 이용하는 것을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 기술을 이용함으로써 달성될 수 있다.The controller is typically a microprocessor-based device, for example a programmable logic controller (PLC) or distributed control system, which accepts or provides input and output signals to and from parts of a wet oxidation system. The communication network may place any sensor or signal-generating device at a considerable distance from the controller or associated computer system, and may provide data between them. Such a communication mechanism may be accomplished by using any suitable technique, including but not limited to using a wireless protocol.

공정 경제학은 작동자 시간, 깨끗한 물, 기계 및 설비를 위한 전력, 및 CEDI 전극에 전류량을 제공하기 위한 전력을 포함할 것이다. CEDI를 작동시키기 위한 전기적 비용은 저항, 및 소듐이 염수 셀(brine cell)로 되돌아가는 막 누출의 범위에 따른다. CEDI를 작동시키는 것으로부터의 경제적 이익은 가치가 있는 NaOH의 생산에 있을 수 있다. 또한, 통상적인 WAO 사용된 부식성 물질 적용에서, 중화산은 산화된 사용된 부식성 물질의 알칼리도를 중성화시키기 위해 구입되어야 한다. 일부 알칼리도가 CEDI에서 제거되기 때문에, 중화산 소비를 추가로 절약할 수 있다.Process economics will include operator time, clean water, power for machinery and equipment, and power to provide the amount of current to the CEDI electrode. The electrical cost for operating the CEDI depends on the resistance and the extent of the membrane leak where sodium is returned to the brine cell. Economic benefit from operating CEDI can be in the production of valuable NaOH. In addition, in conventional WAO used caustic applications, neutralized acid must be purchased to neutralize the alkalinity of the oxidized used caustic. Since some alkalinity is removed from the CEDI, it is possible to further save neutral volcanic consumption.

이러한 구체예 및 또다른 구체예들의 기능 및 장점은 하기 실시예로부터 더욱 충분히 이해될 것이다. 이러한 실시예는 본래 예시를 위한 것으로서 본원에 설명된 구체예의 범위를 제한하지 않는다.The function and advantages of these and other embodiments will be more fully understood from the following examples. These examples are for illustrative purposes only and do not limit the scope of the embodiments described herein.

실시예Example

표준 및 변형된 버젼의 지멘스 C-시리즈 CEDI 모듈을 이용하여 실험실 시험을 수행하였다. 평가의 목적은 무기 염의 합성 혼합물로부터 NaOH 생성물 스트림을 생성시키기 위한 CEDI 공정의 효율을 결정하고, 18 g/L NaOH까지 도달시키려는 의도와 함께 생성될 수 있는 NaOH 생성물의 최대 강도를 결정하고, 상업적 NaOH의 구입 비용에 대한 이의 적용의 경제성을 평가하기 위한 것이다. 이러한 시험은 3회의 시험 시간 동안 보고된 것이다.Laboratory tests were performed using standard and modified versions of Siemens C-Series CEDI modules. The purpose of the evaluation is to determine the efficiency of the CEDI process for producing a NaOH product stream from the synthetic mixture of inorganic salts, determine the maximum strength of the NaOH product that can be produced with the intention of reaching up to 18 g / L NaOH, and determine the commercial NaOH To assess the economics of its application to the cost of This test was reported for three test times.

I. 실험 디자인I. Experiment Design

A. 시험 1 내지 시험 13A. Test 1 to Test 13

시험 1 내지 시험 13을 지멘스 C-시리즈 CEDI 모듈에서 수행하였다. 부품들을 하기에 기술하였다.Tests 1 through 13 were performed on Siemens C-Series CEDI Modules. The parts are described below.

● 알루미늄 말단플레이트 - 캐소드 말단플레이트● Aluminum End Plates-Cathode End Plates

● 캐소드 전극 - 이리듐으로 제조됨Cathode electrode made of iridium

● 스크린, 셀 타입 S를 제조하기 위해 사용됨Used to manufacture screens, cell type S

● 양이온성 막● cationic membrane

● 셀 타입 1; 이는 양이온성 수지와 음이온성 수지의 60/40 v/v 혼합물로 충전된 플라스틱 프레임이다. 셀의 단면 프로필 (전류 흐름에 대해 수직)은 3개의 셀로 평행하게 이루어져 있다. 두개의 외측 챔버는 14" × 1.3125"이며, 중심 챔버는 14" × 1.25"이다. 셀의 전체 단면적은 54.25"2 (350 cm2)이다.Cell type 1; It is a plastic frame filled with a 60/40 v / v mixture of cationic and anionic resins. The cross-sectional profile of the cell (perpendicular to the current flow) consists of three cells in parallel. The two outer chambers are 14 "x 1.3125" and the central chamber is 14 "x 1.25". The total cross-sectional area of the cell is 54.25 " 2 (350 cm 2 ).

● 음이온성 막● anionic membrane

● 셀 타입 2; 이는 또한 양이온성 수지의 60/40 v/v 혼합물로 충전됨 (동일한 프레임이 사용되지만, 흐름을 상이한 도관 시스템으로 유도하도록 전환됨)Cell type 2; It is also filled with a 60/40 v / v mixture of cationic resin (same frame is used, but switched to direct the flow to a different conduit system)

● 양이온성 막● cationic membrane

● 셀 타입 S● S cell type

● 양이온성 막● cationic membrane

● 셀 타입 1● Cell Type 1

● 음이온성 막● anionic membrane

● 셀 타입 2● Cell Type 2

● 양이온성 막● cationic membrane

● 셀 타입 S● S cell type

● 애노드 전극 - 이리듐으로 제조됨Anode electrode-made of iridium

● 알루미늄 말단플레이트 - 애노드 말단플레이트.Aluminum endplates-anode endplates.

각 셀은 세개의 공급 도관 옵션(option) 중 하나 및 세개의 배출 도관 옵션 중 하나를 갖는다:Each cell has one of three feed conduit options and one of three discharge conduit options:

● 셀 타입 S는 염수를 공급하기 위해 및 처리된 염수를 배출하기 위해 도관이 형성되었다. H2, O2, 및 CO2 가스는 이러한 셀에서 배기되고, 이에 따라 이러한 가스들은 또한 이러한 스트림과 함께 배출된다.Cell type S has been conduited to supply brine and to drain treated brine. H 2 , O 2 , and CO 2 gases are exhausted from this cell, and therefore these gases are also exhausted with this stream.

● 셀 타입 1은 탈이온수(DI water)를 공급하고 탈이온수를 배출하기 위해 도관이 형성되었다.• Cell type 1 has a conduit formed to supply DI water and to drain the DI water.

● 셀 타입 2는 탈이온수를 공급하고 NaOH 생성물을 배출하기 위해 도관이 형성되었다. 일부 경우에서, 셀 타입 2에 대한 공급물은 순수한 탈이온수 대신에 재순환된 NaOH 생성물이다.Cell type 2 was formed with conduits to supply deionized water and to discharge NaOH product. In some cases, the feed for cell type 2 is recycled NaOH product instead of pure deionized water.

셀 배열을 나타내기 위한 기호는 -S12S12S+이다. 막 배열을 나타내기 위한 기호는 -caccac+이다. 일부 시험에서 극성이 역전되었으며, 이러한 경우에 모듈은 +S21S21S-가 되었다. 모듈의 작동을 나타내는 개략도는 도 3에 나타내었다. 각각 도 4A 내지 4C에 도시된 바와 같이 상이한 배관 배열이 평가되었다.The symbol for indicating the cell arrangement is -S12S12S +. The symbol for the membrane arrangement is -caccac +. In some tests the polarity was reversed, in which case the module became + S21S21S-. A schematic diagram showing the operation of the module is shown in FIG. 3. Different piping arrangements were evaluated, respectively, as shown in FIGS. 4A-4C.

모듈로의 전력은 DC 전력 공급장치 및 전력 제어기에 의해 제공되었다. 전력 제어기는 모듈에 대한 전류량을 조절하였다. 제어기는 전압 및 전류량을 나타내었다. 네가티브 (검정색) 와이어를 캐소드 탭에 연결시키고, 포지티브 (적색) 와이어를 애노드 탭으로 연결시킴으로써 유선작업을 수행하였다. 전기 시스템은 8 또는 9 암페어 이하의 전력을 전달할 수 있으며, 이를 초과하는 경우 회로 차단기가 작동할 것이다. 와이어는 18 게이지이며, 약간의 작동 후에 접촉으로 가온되었다.Power to the module was provided by the DC power supply and the power controller. The power controller regulated the amount of current to the module. The controller showed the voltage and current amount. Wired work was done by connecting the negative (black) wire to the cathode tab and the positive (red) wire to the anode tab. The electrical system can deliver up to 8 or 9 amps of power, in which case the circuit breaker will operate. The wire is 18 gauge and warmed to contact after some operation.

공급물 흐름속도를, 유량계로 모니터링하고, 유출물 흐름속도를 실린더 및 스톱워치를 이용하여 모니터링하였다. pH, 가스 형성속도, 및 가스 조성은 모니터링하지 않았다. 형성된 가스를 재순환 염수와 함께 공급물 탱크로 회수하고, 공급물 탱크 가까이에 밴트 호스를 배치시킴으로써 배기시켰다.Feed flow rate was monitored by a flow meter, and effluent flow rate was monitored using a cylinder and stopwatch. pH, gas formation rate, and gas composition were not monitored. The gas formed was withdrawn to the feed tank with recycled brine and evacuated by placing a vent hose near the feed tank.

B. 시험 14 내지 시험 17B. Test 14 to Test 17

이러한 시험을 위한 배관 배열은 도 4D에 도시되어 있다. 이러한 장치는 하기를 제외하고 이전 시험에서 기술된 것과 유사하다:The piping arrangement for this test is shown in FIG. 4D. This device is similar to that described in the previous test except for the following:

● 보다 강력한 전력공급장치 및 전기 케이블을 사용하였다. 이러한 공급장치는 220 VAC 30A 유출구에 연결되어 있다. 8 게이지 와이어를 사용하고, 이러한 와이어를 모든 시험에 대해 접촉으로 냉각 상태를 유지하였다. 이전 공급장치와 달리, 이는 일정한 전압을 전달하고, 얻어진 전류량을 나타내었다.Stronger power supplies and electrical cables were used. This supply is connected to a 220 VAC 30A outlet. 8 gauge wires were used and these wires were kept cool by contact for all tests. Unlike the previous supply, it delivers a constant voltage and represents the amount of current obtained.

● 높은 전류 서비스가 가능한 새로운 전극. 이러한 전극 플레이트는 무거운 티탄 말단 탭 및 백금 코팅된 전극을 갖는다.New electrodes with high current service. This electrode plate has a heavy titanium end tab and a platinum coated electrode.

● 셀 중 하나는 통상적인 IonPure™ 이종 막이 아닌 균질막을 사용하였다.One of the cells used a homogeneous membrane rather than the conventional IonPure ™ heterogeneous membrane.

C. 시험 50 내지 시험 57C. Test 50 to Test 57

시험 50 내지 시험 57을 도 4E에 도시된 배관 배열로 수행하였다. 본 장치는 하기를 제외하고 이전 시험에 기술된 것과 유사하였다.Tests 50-57 were performed with the tubing arrangement shown in FIG. 4E. The device was similar to that described in the previous test except for the following.

● 새로운 전극 플레이트는 티탄 메시 전극 플레이트로 사용되었으며, 염수 흐름 포트에 세워졌다.The new electrode plate was used as a titanium mesh electrode plate and built in a brine flow port.

● 이전 시험에서 애노드, 캐소드 및 중심 스크린 셀로의 염수 흐름은 독립적으로 제어되지 않았다. 셀이 우회하지 않도록 하기 위하여, 독립적으로 이러한 스트림 각각을 제어함으로써 시험 50 내지 시험 57에 대해 모듈은 변형되었다.In the previous test, the brine flow to the anode, cathode and central screen cell was not independently controlled. The module was modified for Test 50-57 by controlling each of these streams independently to avoid cell bypass.

● 염수 셀에서의 스크린의 직조(weave)은 평행하고 수직인 것 보다는 유체 흐름에 대해 대각선으로 배열되었다. 이는 스크린에서 추측되는 증기 로킹(locking)를 최소화하기 위한 시도로 수행되었다.The weave of the screen in the saline cell was arranged diagonally with respect to the fluid flow rather than parallel and vertical. This was done in an attempt to minimize vapor locking that is assumed on the screen.

II. 시험 과정의 설명II. Description of the exam process

각 실험 진행을 위해, 공급물 탱크를 염수로 채웠다. 탈이온수 흐름을 가동시키고, 이러한 흐름을 유량계 니들 밸브를 이용하여 조절하였다. 주전력을 켜고, 펌프를 가동시켰다. 흐름속도 및 시스템 역압을 여러 제어 밸브를 이용하여 조절하였다. DC 전력 제어기에 에너지를 제공하고, 시험 전류량 또는 전압을 조절하였다. 공급물 및 각 유출물의 전도도 및 온도를 측정하고, Myron L Co로부터 상업적으로 입수가능한 ULTRAMETER 6P II 전도도 미터를 이용하여 기록하였다. 시스템을 수분 동안 안정화시켰다. 안정화를 전도도 미터를 이용하여 모니터링하였다. 전류량 및 전압을 기록하고, 공급물, 생성물 NaOH 및 생성물 염수의 샘플을 수집하였다. 몇몇 연구를 위하여, 여러 샘플을 일정한 기간에 걸쳐 수집하였다. 전력을 끄고 새로운 탈이온수 흐름을 정지시켜 모듈을 정지시켰다.For each experiment run, the feed tank was filled with brine. The deionized water flow was started and controlled using a flowmeter needle valve. The main power was turned on and the pump was turned on. Flow rate and system back pressure were adjusted using several control valves. Energy was supplied to the DC power controller and the test current amount or voltage was adjusted. The conductivity and temperature of the feed and each effluent were measured and recorded using a ULTRAMETER 6P II conductivity meter commercially available from Myron L Co. The system was stabilized for a few minutes. Stabilization was monitored using a conductivity meter. The amount of current and voltage were recorded and samples of the feed, product NaOH and product brine were collected. For some studies, several samples were collected over a period of time. The module was stopped by turning off the power and stopping the new deionized water flow.

H2 및 O2 가스를 염수에서 버블로서 생성시켰다. H2에 대한 폭발한계 (LEL)는 4%이었다. 염수회수라인을 흄후드(fume hood)로 배기시켜 화염 및 폭발 위험을 제거하였다. 가상의 40A 전체스케일 유닛에 대하여, 3 SCFM의 공기가 H2를 LEL의 10% 미만으로 희석시키기에 충분한 것으로 추정되었다. LEL 측정은 본 시험에서 수행하지 않았다.H 2 and O 2 gases were generated as bubbles in brine. The explosion limit (LEL) for H 2 was 4%. The brine recovery line was evacuated with a fume hood to eliminate the risk of flame and explosion. For a hypothetical 40 A total scale unit, 3 SCFM of air was estimated to be sufficient to dilute H 2 to less than 10% of LEL. LEL measurements were not performed in this test.

시험 3 내지 시험 13에 대해, 공급물 및 생성물 샘플을 HACH 적정법 #8203으로 분석하였다. 적정을 이용하여 NaOH, Na2CO3 및 NaHCO3 함량을 측정하였다. Na2SO4 농도를 HACH 방법 #8051을 이용한 광도측정으로 측정하였다.For Trials 3 to 13, feed and product samples were analyzed by HACH titration # 8203. The titration was used to determine NaOH, Na 2 CO 3 and NaHCO 3 contents. Na 2 SO 4 concentration was measured by photometry using HACH method # 8051.

시험 14 내지 시험 57에 대해, pH를 Myron L Co ULTRAMETER를 이용하여 모니터링하였다. NaOH, Na2CO3, 및 NaHCO3 함량을 Metohm 785 DMP Titrino 자동적정기를 이용한 적정으로 모니터링하였다.For trials 14-57, pH was monitored using Myron L Co ULTRAMETER. NaOH, Na 2 CO 3 , and NaHCO 3 contents were monitored by titration using a Metohm 785 DMP Titrino autotitrator.

시험 57의 결과에서, CEDI 막을 ISI ABT WB-6 주사전자현미경을 이용하여 분석하였다.In the results of test 57, the CEDI membrane was analyzed using an ISI ABT WB-6 scanning electron microscope.

III. 공급물 설명III. Feed Description

공급물 조성을 산화된 사용된 부식성 물질의 가능한 함량을 기준으로 하였다The feed composition was based on the possible content of the used corrosive oxidized

● 55 g/L Na2SO4 ● 55 g / L Na 2 SO 4

● 3.1 g/L Na2CO3 ● 3.1 g / L Na 2 CO 3

● 35 g/L NaHCO3 ● 35 g / L NaHCO 3

모든 화학물질은 Sigma-Aldrich (St. Louis, Missouri)로부터 구입된 시약 등급 화합물이었다. 탈이온수를 용매로서 사용하였다. 시험 11 및 시험 12에서는 상기 기술된 것 보다 높은 강도의 공급물을 사용하였으며, 이는 염 용량을 두배로 하고 혼합 탱크로부터 포화된 상청액을 따라내어 제조하였다. 시험 13에서는 1/4 강도의 공급물을 사용하였다. 시험 50 내지 시험 57은 80 g/L Na2CO3의 용액을 이용하여 수행되었다.All chemicals were reagent grade compounds purchased from Sigma-Aldrich (St. Louis, Missouri). Deionized water was used as the solvent. Trials 11 and 12 used feeds of higher strength than those described above, which were prepared by doubling the salt capacity and decanting saturated supernatant from the mixing tank. In test 13 a quarter strength feed was used. Tests 50-57 were performed using a solution of 80 g / L Na 2 CO 3 .

대부분의 경우에서, 공급물을 CEDI 모듈을 통해 재순환시키고, 공급물 탱크로 되돌려 보내었다. 이에 따라 공급물 소듐 농도는 일정하지 않았다.In most cases, the feed was recycled through the CEDI module and returned to the feed tank. As a result, the feed sodium concentration was not constant.

IV. 시험 결과IV. Test result

시험 조건 및 결과의 요약 표는 각각 도 5A 및 5B에 도시된 표 1 및 2에 나타내었다. 시험 기간은 파라미터를 기록하고 샘플을 수집하는데 소요되는 시간의 범위였으며, 대개 1 내지 5분이었다. 일일의 기록된 시험 시간은 이러한 단계의 마지막에 기록되었다.A summary table of test conditions and results is shown in Tables 1 and 2 shown in FIGS. 5A and 5B, respectively. The test period ranged from the time it took to record the parameters and collect the samples, usually 1 to 5 minutes. Daily recorded test time was recorded at the end of this step.

전류 효율성은 소듐 이온을 생성물 NaOH 스트림으로 이동시키기 위해 사용된 전류량의 비율이다. 전류 효율성은 하기 수학식을 이용한 패라데이 법칙으로부터 계산된다:Current efficiency is the ratio of the amount of current used to transfer sodium ions to the product NaOH stream. Current efficiency is calculated from Faraday's law using the following equation:

상기 식에서, 는 생성물 NaOH 스트림 중 소듐의 몰 흐름속도 (몰 Na/초)이며; A는 전류 (Amp)이며; F는 패라데이 상수 (96,485 쿨롱/몰)이며; n2는 CEDI에서 타입 2 셀의 수이며 (이러한 경우, 두개임); ZNa는 +1인 소듐 이온의 전하이다.Where Is the molar flow rate of sodium in the product NaOH stream (molar Na / sec); A is current Amp; F is a Faraday constant (96,485 coulombs / mole); n 2 is the number of type 2 cells in CEDI (in this case two); Z Na is the charge of sodium ions that is +1.

일부 공정 동안에, 전압의 함수로서 전류량을 모니터링하기 위하여 전력 차트가 기록되었다. 이러한 차트느 도 6A 내지 도 6E에 도시되어 있다. 전력 차트는 하기 표 3에 기록된 바와 같은 하기 공칭 조건(nominal condition)에서 지속된 공정 동안에 기록되어다.During some processes, power charts were recorded to monitor the amount of current as a function of voltage. Such charts are shown in FIGS. 6A-6E. The power chart is recorded during the ongoing process under the following nominal conditions as reported in Table 3 below.

시험의 마지막에, 모듈이 분해되었다. 막 중 하나를 SEM으로 분석하였다. 이러한 막은 수지층 셀에서의 탈이온수로부터 캐소드셀에서의 염수를 분리하였다.At the end of the test, the module was disassembled. One of the membranes was analyzed by SEM. This membrane separated the brine in the cathode cell from the deionized water in the resin layer cell.

V. 시험 결과의 설명V. Description of Test Results

NaOH의 생산에 대한 CEDI 공정의 효율성Efficiency of the CEDI Process for the Production of NaOH

모든 시험에서는 CEDI 공정에서 염수로부터 소듐 이온을 추출하고 NaOH 스트림을 생성시킬 수 있는 것으로 보였다. 생성물 스트림에서 NaOH의 강도는 0.14 내지 8 g/L NaOH이었다. 생성물 NaOH는 카르보네이트, 설페이트 또는 둘 모두에 의해 약간 오염되었다. 생성물 스트림 중 NaOH의 순도는 30 내지 100% 순도이다. 오염 공급원은 손상 또는 다공도로부터의 막 누출에 기인한 것일 수 있다(하기 참조).All tests showed that the CEDI process was able to extract sodium ions from the brine and produce a NaOH stream. The strength of NaOH in the product stream was 0.14 to 8 g / L NaOH. The product NaOH was slightly contaminated with carbonate, sulfate or both. The purity of NaOH in the product stream is between 30 and 100% purity. The source of contamination may be due to membrane leakage from damage or porosity (see below).

전류량의 증가 효과Increasing Effect of Current

시험 3, 4 및 5는 각 시험에서 전류를 증가시키면서, 동일한 조건에서 수행된 동일한 시험이다. Na 회수율 및 생성물 스트림 중 Na의 농도는 전류가 증가함에 따라 증가하였다. 유출물 온도 또한 증가하였다. 전류 효율은 전류가 증가함에 따라 감소하였다. 전류 효율의 감소는 전력의 비효율적인 사용을 초래하는 것이고, 온도 증가를 초래한다.Tests 3, 4 and 5 are the same tests performed under the same conditions with increasing current in each test. Na recovery and the concentration of Na in the product stream increased with increasing current. Effluent temperature also increased. The current efficiency decreased with increasing current. Reduction of current efficiency results in inefficient use of power and results in an increase in temperature.

결과는 도 7A 및 도 7B에 그래프로 나타내었다.The results are shown graphically in FIGS. 7A and 7B.

보다 높은 전류에서 작동되는 시험 14 내지 시험 57 동안에, 높은 전류량은 시간에 따라 성능을 떨어뜨리는 것으로 관찰되었다. 이는 도 6A 내지 도 6E에 나타났으며, 이는 고전압에서 전류의 동적 거동을 나타낸 것이다. 도 6C는 유닛 개시시에 시간에 따라 전류량이 초기에 증가하는 것으로 나타난다. 이는 생성물 셀에서의 NaOH 형성에 기인한 것이며, 이는 전도도를 증가시키고, 이에 따라 고정된 전압에서 전류량을 증기시켰다. 대략 13:50에서, 전류는 11 amp에서 최대로 도달되었다. 이후에, 전류는 점진적으로 감소하였다.During trials 14-57 operating at higher currents, higher amounts of current were observed to degrade with time. This is shown in Figures 6A-6E, which illustrates the dynamic behavior of current at high voltages. 6C shows that the amount of current initially increases with time at unit initiation. This was due to NaOH formation in the product cell, which increased conductivity and thus vaporized the amount of current at a fixed voltage. At approximately 13:50, the current reached maximum at 11 amps. Thereafter, the current gradually decreased.

시스템은 이후 가능한 증기 로킹(vapor locking)을 감소시키거나 제거하도록 셀을 계획하기 위해 독립적으로 제어된 흐름 및 압력으로 디자인되었으며, 여기서 형성된 H2, O2, 및 CO2 가스는 시간에 따라 성장하는 고정 버블에 수집될 수 있다. 또한, 소듐 카르보네이트는 Na+ 제거로부터 CO2 가스 생산을 감소시키거나 제거하기 위해 공급물로서 대체되었다. 시간에 따라 전류 손실이 관찰되었다. 높은 전류는 DI 측면에서 막의 표면에 영향을 줄 수 있다.The system was then designed with independently controlled flow and pressure to plan the cell to reduce or eliminate possible vapor locking, where the formed H 2 , O 2 , and CO 2 gases grow over time. Can be collected in a fixed bubble. In addition, sodium carbonate has been replaced as a feed to reduce or eliminate CO 2 gas production from Na + removal. Over time, current loss was observed. High currents can affect the surface of the film in terms of DI.

부식성 물질 흐름속도의 효과Effect of Corrosive Flow Rate

표 11 및 표 12는 유사한 공급물 및 전류량으로 수행되었다. 이러한 시험에서, NaOH 생성물 스트림은 셀 타입 2를 통해 재순환되었다. 생성물 NaOH는 작은 퍼지 스트림을 통해 시스템에서 배출되었으며, 이는 탈이온수에 의해 계속 공급되었다(즉, 공급물 및 배출물). 이러한 방식으로, 셀을 가로지르는 스트림의 흐름 속도는 높게 유지되었지만, 보다 높은 강도 생성물의 스트림의 보다 적은 흐름 스트림을 형성시키기 위하여 전체 잔류시간이 증가되었다.Tables 11 and 12 were performed with similar feeds and current amounts. In this test, the NaOH product stream was recycled through cell type 2. The product NaOH was withdrawn from the system through a small purge stream, which was fed continuously by deionized water (ie feed and discharge). In this way, the flow rate of the stream across the cell remained high, but the overall residence time was increased to form less flow stream of the stream of higher intensity product.

표 12는 보다 높은 생성물 배출 속도를 가지며, 이에 따라 부식성 물질 잔류 시간이 짧아졌다. 이러한 시험은 그 밖에는 동일하였다. 짧은 잔류 시간은 보다 약한 NaOH 생성물 스트림을 초래하지만, %Na 회수는 시험 11에 비해 4배 크며, 전류 효율 또한 더욱 높았다. 이러한 결과는 보다 긴 부식성 물질 잔류 시간이 생성물의 강도를 증가시킬 수 있지만, 전체 Na 회수 및 전기 효율을 감소시킬 수 있음을 의미한다. 이는 보다 많은 Na+ 이온의 이동을 방해하는 부식성 스트림의 높은 삼투압에 기인한 것을 수 있고, 보다 높은 전류를 사용하여 극복될 수 있다.Table 12 has a higher product exit rate, which results in shorter corrosive residence time. These tests were otherwise identical. Short residence times resulted in a weaker NaOH product stream, but% Na recovery was four times greater than test 11 and higher current efficiency. These results mean that longer corrosive retention times can increase the strength of the product, but can reduce overall Na recovery and electrical efficiency. This may be due to the high osmotic pressure of the corrosive streams that impedes the movement of more Na + ions and can be overcome using higher currents.

염수 농도의 효과Effect of brine concentration

시험 13은 보다 낮은 강도의 공급물 염수를 이용하는 것을 제외하고 시험 12와 유사한 조건에서 수행된 것이다. 시험 13은 셀/셀 누출을 최소화하기 위한 시도로서, 셀들 간의 조심스럽게 제어된 상이한 압력으로 수행되었다. 시험 13은 또한 셀 타입 2로부터 낮은 생성물 배출 속도로 수행되었으며, 여기서 보다 낮은 전류 효율 및 소듐 회수는 이러한 시험을 수행하기 전에 예상되었다. 놀랍게도, 이러한 시험은 시험 12 보다 양호한 전류 효율, 및 높은 %Na 회수율을 나타내었다. 보다 약한 강도의 공급물 염수의 사용은 소듐 회수를 향상시키는 것으로 나타난다.Test 13 was conducted under conditions similar to test 12 except that a lower strength feed brine was used. Test 13 was performed at different pressures carefully controlled between cells in an attempt to minimize cell / cell leakage. Test 13 was also performed at a low product evacuation rate from cell type 2, where lower current efficiency and sodium recovery were expected before performing this test. Surprisingly, this test showed better current efficiency, and higher% Na recovery than test 12. The use of weaker strength feed brine has been shown to improve sodium recovery.

수지 효과Resin effect

시험 7은 시험 4와 유사한 조건에서 수행되었다. 시험 4는 CEDI의 중간에 수지 충전된 공급물 셀을 가지며, 시험 7에서, 이러한 중간 셀은 스크린으로 채워졌다. 시험 7 공급물은 보다 높은 강도의 공급물이었으며, 이는 또한 두개의 파라미터가 상이하기 때문에 어렵게 검토된 결과에 영향을 미칠 것이다. 그러나, 시험 13 분석을 기초로 하여, 보다 높은 강도의 공급물 염수는 보다 전류 효율을 형성시키는 것으로 예상되었지만, 시험 4와 시험 7을 비교하여, 전류 효율은 놀랍게도 거의 동일하다. 이는, 수지를 스크린으로 대체하여도 공정의 효율이 감소되지 않음을 의미한다. 모든 후속 시험은 염수 셀에서 스크린으로 수행되었다.Test 7 was performed under conditions similar to test 4. Test 4 had a resin filled feed cell in the middle of CEDI, and in test 7, this intermediate cell was filled with a screen. The test 7 feed was a higher strength feed, which will also affect the difficult reviewed results because the two parameters are different. However, based on the test 13 analysis, higher strength feed brine was expected to produce more current efficiency, but comparing test 4 and test 7, the current efficiency was surprisingly nearly the same. This means that replacing the resin with the screen does not reduce the efficiency of the process. All subsequent tests were performed with screens in saline cells.

막에 대한 설명Description of the act

시험 14 내지 시험 16 동안에 균질막을 사용하였다. 이러한 시험은 가장 높은 생성물의 오염 범위를 갖는다. 이러한 것이 다공도/확산에 기인한 경우, 또는 막이 찢어지는 경우 깨끗하지 않다.Homogeneous membranes were used during trials 14-16. This test has the highest contamination range of the product. If this is due to porosity / diffusion, or the membrane is torn, it is not clean.

염수 흐름속도 증가 효과Brine flow rate increase effect

시험 8 및 시험 12는 유사한 시험이다. 시험 8은 시험 12 보다 높은 염수 및 부식성 물질 흐름 속도로 수행되었다. 시험 8의 전류 효율은 시험 12 보다 높았으며, 생성물 부식성 물질 강도는 유사하였다. 이러한 결과는 보다 높은 염수의 흐름속도가 효능을 증가시키는 것으로 나타날 수 있다.Test 8 and test 12 are similar tests. Test 8 was performed at higher salt and corrosive flow rates than test 12. The current efficiency of test 8 was higher than test 12 and the product corrosive material strength was similar. These results may indicate that higher saline flow rates increase efficacy.

오프-가스에 대한 설명Description of Off-Gas

공정은 염수 재순환라인에서 오프-가스를 생성시켰다. 오프-가스 형성 속도 및 조성을 측정하지 않았다. 시각적 검사에 의해, 전류량을 증가시키는 회수라인에서 가스 흐름이 현저하였다. 전극에서 형성된 가스는 주로 수소 및 산소를 포함한다. CO2 가스는 또한 공급물에서 NaHCO3를 갖눈 시험에서 배기되지만, Na2CO3를 갖지 시험에서 배기되지 않았다.The process produced off-gases in the brine recycle line. Off-gas formation rate and composition were not measured. Visual inspection showed significant gas flow in the recovery line which increased the amount of current. The gas formed at the electrode mainly contains hydrogen and oxygen. The CO 2 gas was also exhausted in the test with NaHCO 3 in the feed, but not in the test with Na 2 CO 3 .

주사전자현미경 (SEM) 결과Scanning electron microscope (SEM) results

이러한 평가에서 여러 상이한 셀 팩을 시험하였다. 최종 시험이 완료된 후에, 최종 셀 팩을 절단하였으며, 막의 샘플을 보존하였다. 탈이온수 셀로부터 양이온성 셀을 분리하는 양이온성 막을 건조하고, 금 스퍼터링하고, 분석을 위해 SEM에 배치시켰다. 막의 각 측면을 분석하였으며, 결과를 도 7A 및 도 7B에 나타내었다. 염수 측면 이미지는 폴리에틸렌 시트 매트릭스에 현탁된 수지 입자인 것으로 나타났다. 공동은 입자 보다 크며, 이는 입자가 SEM용 샘플 제조에서 필수적인 건조 공정 동안에 수축되기 때문인 것으로 예상된다. 탈이온수 측면은 유사한 것으로 나타나지만, 시트 매트릭스는 상이하고, 손상된 것으로 나타났다.Several different cell packs were tested in this evaluation. After the final test was completed, the final cell pack was cut and a sample of the membrane was preserved. The cationic membrane separating the cationic cell from the deionized water cell was dried, gold sputtered and placed in the SEM for analysis. Each side of the membrane was analyzed and the results are shown in FIGS. 7A and 7B. The saline side image was found to be resin particles suspended in a polyethylene sheet matrix. The cavity is larger than the particles, because it is expected that the particles shrink during the drying process, which is essential for sample preparation for SEM. The deionized water side appears to be similar, but the sheet matrix is different and appears to be damaged.

탈이온수에 대한 설명Description of Deionized Water

시험 17 내지 57의 과정에 걸쳐, 탈이온수에 대한 조정은 효과를 야기시키는 것으로 관찰되었다. 일정한 조건에서, 탈이온수 흐름 속도가 증가하면, 전류가 감소된다 (도 6B). 유사하게는, DI의 관련 압력의 증가는 전류의 감소를 야기하였다. 이와 관련하여, 일부 경우에서, 염수 압력 또는 흐름의 증가는 전류를 증가시키는 것으로 관찰되었다 (도 6E). 전류의 감소는 용액 중 및 수지층 중 H+ 및 OH- 이온을 생성시키는 물분리 반응의 결과일 수 있다. 이는 전도도를 증가시킬 수 있으며, 보다 높은 탈이온수 흐름 속도에서, 이러한 이온들은 세척되어 전도도를 감소시킨다. 대안적으로는, 또는 물분리와 연결하여, 염수 및 부식성 물질 셀로부터의 이온은 막을 통해 탈이온수 셀로 누출시킬 수 있으며, 이는 전도도를 증가시킨다. 유사하게는, 탈이온수 흐름의 증가는 이러한 이온들을 더욱 빠르게 세척할 수 있다. 상대적인 탈이온수 압력의 증가는 일반적으로 누출 속도를 감소시킨다. 그러나, 누출은 용이하게 검출되지 않을 수 있으며, 시간에 따라 탈이온수가 배출되기 때문에, 오염물 이온이 CEDI 공정에 의해 제거된다.Over the course of trials 17-57, adjustments to deionized water were observed to cause effects. Under certain conditions, as the deionized water flow rate increases, the current decreases (FIG. 6B). Similarly, an increase in the relative pressure of DI caused a decrease in current. In this regard, in some cases, an increase in brine pressure or flow was observed to increase the current (FIG. 6E). The decrease in current may be the result of a water separation reaction that produces H + and OH ions in solution and in the resin layer. This can increase the conductivity, and at higher deionized water flow rates, these ions are washed to reduce the conductivity. Alternatively, or in conjunction with water separation, ions from the brine and corrosive cell can leak through the membrane into the deionized water cell, which increases conductivity. Similarly, an increase in deionized water flow may wash these ions faster. Increasing the relative deionized water pressure generally reduces the rate of leakage. However, leaks may not be easily detected and contaminant ions are removed by the CEDI process because deionized water is discharged over time.

VI. 결과VI. result

산화된 사용된 부식성 물질로부터 NaOH로서 Na+를 회수하기 위한 CEDI의 효능이 증명되었다. 보다 높은 회수율, 예를 들어 10% Na는 재순환을 이용함으로써 달성될 수 있다. 높은 전류량은 요망되는 흐름 속도에서 높은 강력한 부식성 물질을 생성시키기 위해 필요할 수 있다.The efficacy of CEDI for recovering Na + as NaOH from oxidized used caustic has been demonstrated. Higher recoveries, for example 10% Na, can be achieved by using recycle. High current amounts may be necessary to produce high strong corrosive materials at desired flow rates.

예측예Prediction example

에틸렌 플랜트를 위한 인지된 플랜트 흐름 다이아그램 (PFD)은 도 2에 도시되어 있다. 표 4는 약 10%의 Na가 재순환되는 플랜트를 위한 물질 밸런스를 기술한 것이다. 이러한 예측예에서, CEDI 유닛으로부터의 생성물 NaOH는 전체 사용된 부식성 물질 흐름의 약 55%의 흐름에서 약 1.8 중량% NaOH일 것이다. 수개의 상이한 배열에 대한 밸런스는 도 8A 내지 도 8D에 나타나 있다. 도 9는 유사한 밸리스를 기초로 할 수 있는 것과 같은 물질 밸런스 필요성을 만족시키기 위한 CEDI 생성물 스트림에서의 NaOH의 강도를 도시한 것이다.A recognized plant flow diagram (PFD) for an ethylene plant is shown in FIG. 2. Table 4 describes the material balance for the plant where about 10% of Na is recycled. In this prediction, the product NaOH from the CEDI unit would be about 1.8% by weight NaOH at a flow of about 55% of the total used caustic stream. Balances for several different arrangements are shown in FIGS. 8A-8D. FIG. 9 shows the strength of NaOH in a CEDI product stream to meet material balance needs such as may be based on similar validity.

표 4. 10 중량% NaOH 타워 공급물 및 10% 회수율의 Na를 갖는 에틸렌 플렌트용 소듐 밸런스.Table 4. Sodium balance for ethylene plant with 10 wt.% NaOH tower feed and 10% recovery.

따라서, 본 발명의 하나 이상의 구체예의 몇가지 양태를 기재하고 있지만, 당업자라면 다양한 변경, 변화, 및 개선이 용이하게 발생될 수 있다는 것을 인지해야 한다. 이러한 변경, 변화 및 개선은 본 설명의 일부이고, 본 발명의 범위내에 존재하는 것으로 의도된다. 따라서, 상기 설명 및 도면들은 단지 예로서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항 및 이들의 균등물의 적절한 구성으로부터 결정될 것이다.Thus, while some aspects of one or more embodiments of the inventions have been described, those skilled in the art should recognize that various changes, changes, and improvements may readily occur. Such alterations, changes and improvements are part of this description and are intended to be within the scope of the present invention. Accordingly, the foregoing description and drawings are by way of example only, and the scope of the invention will be determined from the appropriate configuration of the appended claims and their equivalents.

Claims (42)

수성 공급물의 공급원에 유체 소통관계로 연결된 산화 유닛; 및An oxidation unit in fluid communication with a source of aqueous feed; And 산화 유닛의 하류에 유체 소통관계로 연결되고, 산화 유닛의 생성물을 타겟 화합물로 변환시키기 위해 구성되고 배열된 탈염 유닛(demineralization unit)을 포함하는 수성 공급물을 처리하는 시스템.A system for processing an aqueous feed connected in fluid communication downstream of an oxidation unit and comprising a demineralization unit constructed and arranged to convert the product of the oxidation unit to a target compound. 제 1항에 있어서, 수성 공급물이 하나 이상의 소듐(sodium)-계열 화합물을 포함하는 시스템.The system of claim 1, wherein the aqueous feed comprises one or more sodium-based compounds. 제 1항에 있어서, 수성 공급물이 하나 이상의 유기 화합물을 포함하는 시스템.The system of claim 1, wherein the aqueous feed comprises one or more organic compounds. 제 1항에 있어서, 수성 공급물이 하나 이상의 설파이드 화합물을 포함하는 시스템.The system of claim 1, wherein the aqueous feed comprises one or more sulfide compounds. 제 2항에 있어서, 산화 유닛의 생성물이 소듐 카르보네이트 및 소듐 설페이트 중 하나 이상을 포함하는 시스템.The system of claim 2, wherein the product of the oxidation unit comprises one or more of sodium carbonate and sodium sulfate. 제 1항에 있어서, 산화 유닛이 액상 산화 유닛을 포함하는 시스템.The system of claim 1, wherein the oxidation unit comprises a liquid phase oxidation unit. 제 6항에 있어서, 산화 유닛이 습식 공기 산화 유닛(wet air oxidation unit)을 포함하는 시스템.7. The system of claim 6, wherein the oxidation unit comprises a wet air oxidation unit. 제 6항에 있어서, 액상 산화 유닛이 초임계수(supercritical water) 산화 유닛을 포함하는 시스템.7. The system of claim 6, wherein the liquid phase oxidation unit comprises a supercritical water oxidation unit. 제 6항에 있어서, 산화 유닛이 촉매화된 산화 유닛을 포함하는 시스템.The system of claim 6 wherein the oxidation unit comprises a catalyzed oxidation unit. 제 1항에 있어서, 산화 유닛이 퍼옥사이드, 퍼망가네이트, 자외선 또는 가시광선 산화 유닛을 포함하는 시스템.The system of claim 1, wherein the oxidation unit comprises a peroxide, permanganate, ultraviolet or visible light oxidation unit. 제 1항에 있어서, 탈염 유닛이 하나 이상의 이온교환 수지층(bed)을 포함하는 시스템.The system of claim 1 wherein the desalting unit comprises at least one ion exchange resin bed. 제 1항에 있어서, 탈염 유닛이 전기화학적 탈이온화 유닛을 포함하는 시스템.The system of claim 1 wherein the desalting unit comprises an electrochemical deionization unit. 제 12항에 있어서, 전기화학적 탈이온화 유닛이 전기투석, 역전기투석, 축전 탈이온화(capacitive deionization), 전기탈이온화, 연속 전기탈이온화 또는 리버스(reverse) 연속 전기탈이온화 유닛인 시스템.13. The system of claim 12, wherein the electrochemical deionization unit is an electrodialysis, reverse electrodialysis, capacitive deionization, electrodeionization, continuous electrodeionization or reverse continuous electrodeionization unit. 제 13항에 있어서, 전기화학적 탈이온화 유닛이 연속 전기탈이온화 유닛인 시스템.The system of claim 13, wherein the electrochemical deionization unit is a continuous electrodeionization unit. 제 1항에 있어서, 타겟 화합물이 부식성 물질인 시스템.The system of claim 1 wherein the target compound is a corrosive material. 제 15항에 있어서, 부식성 물질이 소듐 히드록사이드를 포함하는 시스템.The system of claim 15, wherein the corrosive material comprises sodium hydroxide. 제 15항에 있어서, 부식성 물질이 암모늄 설페이트를 포함하는 시스템.The system of claim 15, wherein the corrosive material comprises ammonium sulfate. 제 15항에 있어서, 부식성 물질이 산화 유닛 생성물에 존재하지 않는 시스템.The system of claim 15, wherein no corrosive material is present in the oxidation unit product. 제 1항에 있어서, 탈염 유닛의 하류에 유체 소통관계로 연결된 농축기를 추가로 포함하는 시스템.The system of claim 1, further comprising a concentrator connected in fluid communication downstream of the desalination unit. 제 1항에 있어서, 수성 공급물의 공급원이 산업 공정인 시스템.The system of claim 1 wherein the source of aqueous feed is an industrial process. 제 20항에 있어서, 수성 공급물의 공급원이 에틸렌 생산 설비인 시스템.21. The system of claim 20, wherein the source of aqueous feed is an ethylene production facility. 제 20항에 있어서, 탈염 유닛의 유출구가 산업 공정에 유체 소통관계로 연결된 시스템.The system of claim 20, wherein the outlet of the desalting unit is in fluid communication with the industrial process. 제 1항에 있어서, 산화 유닛 및 탈염 유닛 중 하나 이상과 소통하는 제어기를 추가로 포함하는 시스템.The system of claim 1, further comprising a controller in communication with at least one of the oxidation unit and the desalination unit. 제 23항에 있어서, 제어기와 소통하고, 탈염 유출물 스트림의 특징을 검출하기 위해 배치된 센서를 추가로 포함하는 시스템.24. The system of claim 23, further comprising a sensor disposed to communicate with the controller and to detect characteristics of the desalination effluent stream. 제 24항에 있어서, 제어기가 탈염 유출물 스트림의 검출된 특징에 응하여 하나 이상의 유닛의 하나 이상의 공정 조건을 조정하기 위해 구성되고 배열된 시스템.25. The system of claim 24, wherein the controller is configured and arranged to adjust one or more process conditions of the one or more units in response to the detected characteristics of the desalination effluent stream. 제 1항에 있어서, 탈염 유닛의 하류에 유체 소통관계로 연결된 폴리싱 유닛(polishing unit)을 추가로 포함하는 시스템.The system of claim 1, further comprising a polishing unit fluidly connected downstream of the desalination unit. 제 26항에 있어서, 폴리싱 유닛이 생물학적 처리 유닛을 포함하는 시스템.27. The system of claim 26, wherein the polishing unit comprises a biological treatment unit. 제 14항에 있어서, 연속 전기탈이온화 디바이스가 하나 이상의 균질막을 포함하는 시스템.15. The system of claim 14, wherein the continuous electrodeionization device comprises one or more homogeneous membranes. 제 7항에 있어서, 탈염 유닛이 연속 전기탈이온화 유닛을 포함하는 시스템.8. The system of claim 7, wherein the desalting unit comprises a continuous electrodeionization unit. 제 29항에 있어서, 타겟 화합물이 소듐 히드록사이드를 포함하는 시스템.The system of claim 29, wherein the target compound comprises sodium hydroxide. 수성 공급물의 공급원에 유체 소통관계로 연결된 산화 유닛; 및An oxidation unit in fluid communication with a source of aqueous feed; And 산화 유닛의 하류에 유체 소통관계로 연결되고, 새로운 부식성 물질을 생성하기 위해 구성되고 배열된 전기화학적 탈이온화 유닛을 포함하는 사용된 부식성 물질을 함유하는 수성 공급물을 처리하기 위한 시스템.A system for treating an aqueous feed containing used corrosive material in fluid communication downstream of the oxidation unit and comprising an electrochemical deionization unit constructed and arranged to produce new corrosive material. 제 31항에 있어서, 산화 유닛이 습식 공기 산화 유닛을 포함하는 시스템.32. The system of claim 31 wherein the oxidation unit comprises a wet air oxidation unit. 제 31항에 있어서, 전기화학적 탈이온화 유닛이 연속 전기탈이온화 유닛을 포함하는 시스템.32. The system of claim 31, wherein the electrochemical deionization unit comprises a continuous electrodeionization unit. 제 33항에 있어서, 시스템이 유출물 스트림을 전기화학적 탈이온화 유닛으로 재순환시키도록 구성된 시스템.34. The system of claim 33, wherein the system is configured to recycle the effluent stream to an electrochemical deionization unit. 제 31항에 있어서, 새로운 부식성 물질이 소듐 히드록사이드를 포함하는 시스템.32. The system of claim 31, wherein the new corrosive material comprises sodium hydroxide. 제 31항에 있어서, 수성 공급물의 공급원이 에틸렌 생산 설비인 시스템.32. The system of claim 31 wherein the source of aqueous feed is an ethylene production facility. 산화 생성물을 생성시키기 위해 수성 스트림을 산화시키고;Oxidizing the aqueous stream to produce an oxidation product; 부식성 스트림을 생성시키기 위해 산화 생성물을 변환시킴을 포함하는 수성 스트림을 처리하는 방법.A process for treating an aqueous stream comprising converting the oxidation product to produce a corrosive stream. 제 37항에 있어서, 부식성 스트림이 소듐 히드록사이드를 포함하는 방법.38. The method of claim 37, wherein the corrosive stream comprises sodium hydroxide. 제 38항에 있어서, 부식성 스트림을 산업 공정에 제공함을 추가로 포함하는 방법.39. The method of claim 38, further comprising providing the corrosive stream to an industrial process. 제 37항에 있어서, 수성 스트림의 산화가 약 150℃ 이상의 온도에서 수성 스트림을 산화시킴을 포함하는 방법.38. The method of claim 37, wherein the oxidation of the aqueous stream comprises oxidizing the aqueous stream at a temperature of at least about 150 ° C. 제 37항에 있어서, 산화 생성물의 변환이 타겟 이온을 산화 생성물로부터 분리함을 포함하는 방법.38. The method of claim 37, wherein the conversion of the oxidation product comprises separating target ions from the oxidation product. 제 41항에 있어서, 산화 생성물의 변환시키는 단계에 부식성 스트림을 생성시키기 위해 분리된 타겟 이온을 재생 유체와 결합시킴을 추가로 포함하는 방법.42. The method of claim 41, further comprising combining the separated target ions with the regeneration fluid to produce a corrosive stream in the converting of the oxidation product.
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