CN204111503U - 一种非常规油田污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型在于提供一种非常规油田污水处理装置，包括冷凝水输出管路、浓缩污水输出管路、脱气器、竖直管降膜蒸发器、蒸汽压缩机、高温污水输入泵、浮选装置（巨涛二代CFU）、高温污水循环泵、除油水力旋流器、高温汽液分离器、换热器、螺杆膨胀机、驱动电机、高温污水输入管、换热冷却水存储箱、换热器冷凝水输出管线，本实用新型设计合理，首先采用蒸汽再压缩技术，使得污水可循环浓缩；其次采用多层油水分离，多次不同的分离方式使得油水分离比较彻底；最后采用多次分流处理，不同浓度的污水采用不同的处理方法，使得处理成本有效降低。

Description

一种非常规油田污水处理装置

技术领域

本实用新型涉及油田污水处理技术领域 ，尤其涉及一种非常规油田污水处理装置。

背景技术

Aqua-Pure公司发现了一种方法，将机械蒸汽再压缩蒸发法改进成了一种新技术，从而可高效率、低成本地处理天然气开采区所使用的大量水资源。最初该系统是设计用来清洁垃圾填埋场的渗滤污水。“融入了我们的工艺技术后，就可以顺理成章地应用于处理油气生产过程中的废水，”如果我们的系统变成可移动的，我们就可将机械式蒸汽压缩机（MVR）技术带入到一个新的应用领域——处理高变异的油田废水。

现有技术的具体工艺流程为：污水→预处理阶段（隔油、沉降、调节）→油水分离处理（聚结除油器、旋流器、气浮装置）→多级过滤处理（核桃壳、多介质、纤维介质、超滤）→A级注水或回用。

随着高含水、低渗透、稠油、滩海油田的开发，油田污水量不断增加，污水处理难度增大，加上油价持续低迷，都要求进一步降低油田开发成本，提高经挤益效。现有中低渗透油田A1级注水的要求及污水污染物成分复杂、污染性强且不适合膜法脱盐，不符合要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型在于提供一种优质、高效、廉价、低污染、易操作的油田水处理设备。

为实现上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现 ：

一种非常规油田污水处理装置，包括冷凝水输出管路、浓缩污水输出管路、脱气器、竖直管降膜蒸发器、蒸汽压缩机、高温污水输入泵、浮选装置，其特征在于，所述的竖直管降膜蒸发器由竖直管和蒸发器组成，所述蒸发器为梭型罐体，竖直管底部竖直插入蒸发器内，所述的竖直管包括内外两层，内层顶部设有进料口、底部设有出料口，外层顶部一侧设有第一进气口、中部一侧设有第二进气口、底部一侧设有冷凝出水口，蒸发器顶部一侧设有蒸汽出口，所述的蒸汽出口和竖直管外层第一进气口通过管道连通且所述管道上设有蒸汽压缩机，通过蒸汽压缩机可压缩蒸发器出来的低温蒸汽，使得蒸汽升压升温，蒸发器底部还设有排污口，用于将浓缩的污水排出装置，蒸发器中部一侧设有第二进料口，所述第二进料口连通所述的高温污水输入管，其作用是将含油污较少的污水直接送入蒸发器蒸发而加快蒸发效率，所述蒸发器下部还设有循环出水口，所述下循环出水口和竖直管的进料口通过管道连通，该管道上还设有高温污水循环泵，其作用是将浓缩程度不够的污水再次进入竖直管进行降膜式蒸发浓缩，所述竖直管的第二进气口和冷凝水出口通过管道连通，该管道上设有脱气器，竖直管外层的蒸汽与内层料液隔着管壁进行了热交换，外层的蒸汽冷凝成水流入脱气器，混在冷凝水里的水蒸气气体在脱气器内分离，水蒸气随着管道进入竖直管第二进气口，液体冷凝水沉积在脱气器并被排出。

进一步地，所述的高温污水输入管还与螺杆膨胀机通过管道连通，其作用是在油污聚合物含量较高时，将含聚合物油污增压搅碎并部分汽化，螺杆膨胀机连通有高温汽液分离器，高温汽液分离器顶部与蒸发器一侧连通，高温汽液分离器底部则与除油水力旋流器连通，高温汽液分离器中增压搅碎并部分汽化后的污水进入高温汽液分离器后，上部高温蒸汽直接进入竖直管降膜蒸发器，以补充蒸发器内部的气体循环损失，下部的高温液体进入除油水力旋流器，除去其中大部分与水不相容的组分，除油水力旋流器连通有浮选装置，浮选装置进一步将油水分离，浮选装置与蒸发器循环出水口通过管道连通，该管道上设有高温污水输入泵，高温污水输入泵向蒸发器输入污水时需要关闭循环出水口和高温污水循环泵的通路。

更进一步地，高温汽液分离器与蒸发器连通的管道还与换热器连接，其作用是当高温汽液分离器产生蒸汽较多时或者蒸发器内的蒸汽压力过大时，可将多余的蒸汽输入换热器，经过冷凝后成水排出，所述的换热器设有换热冷却水存储箱，冷却蒸汽的冷却水（冷却剂）可循环利用，所述的换热器与换热器冷凝水输出管通过管道连通，该管道上设有抽水泵，换热器将多余的蒸汽冷凝成水后由输出管输出。

本实用新型所述的脱气器底部还通过管道连通有冷凝水输出管路，该管道上还设有一抽水泵，脱气器底部的冷凝水通过冷凝水输出管排出装置。

本实用新型所述的蒸发器的排污口与浓缩污水输出管路通过管道连通，该管道上还设有一抽水泵，排污口排出的浓缩污水由浓缩污水输出管路排出装置，抽水泵则可加速排污。

本实用新型所述的换热器为钛合金制成，保证经久耐用。

本实用新型的有益效果为：本实用新型设计合理，首先采用蒸汽再压缩技术，使得污水可循环浓缩；其次采用多层油水分离，多次不同的分离方式使得油水分离比较彻底；最后采用多次分流处理，不同浓度的污水采用不同的处理方法，使得处理成本有效降低。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：100-冷凝水输出管路、101-浓缩污水输出管路、102-脱气器、103-竖直管降膜蒸发器、104-蒸汽压缩机、105-高温污水输入泵、106-浮选装置、107-高温污水循环泵、108-除油水力旋流器、109-高温汽液分离器、110-钛合金换热器、111-螺杆膨胀机、112-驱动电机、113-高温污水输入管、114-换热冷却水存储箱、115-换热器冷凝水输出管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地描述。

如图1所示，一种非常规油田污水处理装置，包括冷凝水输出管路100、浓缩污水输出管路101、脱气器102、竖直管降膜蒸发器103、蒸汽压缩机104、高温污水输入泵105、浮选装置（巨涛二代CFU）106、高温污水循环泵107、除油水力旋流器108、高温汽液分离器109、钛合金换热器110、螺杆膨胀机111、驱动电机112、高温污水输入管113、换热冷却水存储箱114、换热器冷凝水输出管115，其特征在于，所述的竖直管降膜蒸发器103由竖直管和蒸发器组成，所述蒸发器为梭型罐体，竖直管底部竖直插入蒸发器内，所述的竖直管包括内外两层，内层顶部设有进料口、底部设有出料口，外层顶部一侧设有第一进气口、中部一侧设有第二进气口、底部一侧设有冷凝出水口，蒸发器顶部一侧设有蒸汽出口，所述的蒸汽出口和竖直管外层第一进气口通过管道连通且所述管道上设有蒸汽压缩机104，通过蒸汽压缩机104可压缩蒸发器出来的低温蒸汽，使得蒸汽升压升温，蒸发器底部还设有排污口，用于将浓缩的污水排出装置，蒸发器中部一侧设有第二进料口，所述第二进料口连通所述的高温污水输入管113，其作用是将含油污较少的污水直接送入蒸发器蒸发而加快蒸发效率，所述蒸发器下部还设有循环出水口，所述下循环出水口和竖直管的进料口通过管道连通，该管道上还设有高温污水循环泵107，其作用是将浓缩程度不够的污水再次进入竖直管进行降膜式蒸发浓缩，所述竖直管的第二进气口和冷凝水出口通过管道连通，该管道上设有脱气器102，竖直管外层的蒸汽与内层料液隔着管壁进行了热交换，外层的蒸汽冷凝成水流入脱气器102，混在冷凝水里的水蒸气气体在脱气器102内分离，水蒸气随着管道进入竖直管第二进气口，液体冷凝水沉积在脱气器并被排出。

进一步地，所述的高温污水输入管113还与螺杆膨胀机111通过管道连通，其作用是在油污聚合物含量较高时，将含聚合物油污增压搅碎并部分汽化，螺杆膨胀机111设有驱动电机112以供动力，螺杆膨胀机111连通有高温汽液分离器109，高温汽液分离器109顶部与蒸发器一侧连通，高温汽液分离器109底部则与除油水力旋流器108连通，高温汽液分离器109中增压搅碎并部分汽化后的污水进入高温汽液分离器109后，上部高温蒸汽直接进入竖直管降膜蒸发器103，以补充蒸发器内部的气体循环损失，下部的高温液体进入除油水力旋流器108，除去其中大部分与水不相容的组分，除油水力旋流器108连通有浮选装置106，浮选装置106进一步将油水分离，浮选装置106与蒸发器循环出水口通过管道连通，该管道上设有高温污水输入泵105，高温污水输入泵105向蒸发器输入污水时需要关闭循环出水口和高温污水循环泵107的通路。高温汽液分离器109与蒸发器连通的管道还与钛合金换热器110连接，其作用是当高温汽液分离器109产生蒸汽较多时或者蒸发器内的蒸汽压力过大时，可将多余的蒸汽输入钛合金换热器110，经过冷凝后成水排出，所述的钛合金换热器110设有换热冷却水存储箱114，冷却蒸汽的冷却水（冷却剂）可循环利用，所述的钛合金换热器110与换热器冷凝水输出管115通过管道连通，该管道上设有抽水泵，钛合金换热器110将多余的蒸汽冷凝成水后由输出管输出。

本实用新型所述的脱气器102底部还通过管道连通有冷凝水输出管路100，该管道上还设有一抽水泵，脱气器102底部的冷凝水通过冷凝水输出管排出装置。

本使用新型所述的蒸发器的排污口与浓缩污水输出管路101通过管道连通，该管道上还设有一抽水泵，排污口排出的浓缩污水由浓缩污水输出管路排出装置，抽水泵则可加速排污。

本实施例的工作原理：预先加热的高温污水（含油含聚合物较低时）由高温污水输入管113直接输入竖直管降膜蒸发器103，预先加热的高温污水（含油含聚合物较高时）由高温污水输入管113先输入通过异步三相电机驱动的螺杆膨胀机111中，增压搅碎并部分汽化后进入高温汽液分离器109，上部高温蒸汽直接进入竖直管降膜蒸发器103，以补充蒸发器内部的气体循环损失，高温汽液分离器109下部的高温液体进入除油水力旋流器108，除去其中大部分与水不相容的组分后进入浮选装置（巨涛二代CFU106）进一步脱油和悬浮物沉淀物，粗处理后的水由增压输送泵输进竖直降膜蒸发器103进行蒸发浓缩，被消耗的蒸汽热能通过蒸汽压缩机104进行补充并内部循环与提高蒸汽温度，竖直管降膜蒸发器103内部冷却水进入脱气器102进行汽液分离，上部分离的竖直管降膜蒸发器103回用，脱气器102下部的冷凝水通过外输泵与冷凝水输出管路100输出，竖直管降膜蒸发器103锥形底部的浓缩液由外输泵经浓缩污水输出管路101外输。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理和最佳实施例，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (6)

1.一种非常规油田污水处理装置，包括冷凝水输出管路、浓缩污水输出管路、脱气器、竖直管降膜蒸发器、蒸汽压缩机、高温污水输入泵、浮选装置，其特征在于，所述的竖直管降膜蒸发器由竖直管和蒸发器组成，所述蒸发器为梭型罐体，竖直管底部竖直插入蒸发器内，所述的竖直管包括内外两层，内层顶部设有进料口、底部设有出料口，外层顶部一侧设有第一进气口、中部一侧设有第二进气口、底部一侧设有冷凝出水口，蒸发器顶部一侧设有蒸汽出口，所述的蒸汽出口和竖直管外层第一进气口通过管道连通且所述管道上设有蒸汽压缩机，蒸发器底部还设有排污口，蒸发器中部一侧设有第二进料口，所述第二进料口连通所述的高温污水输入管，所述蒸发器下部还设有循环出水口，所述下循环出水口和竖直管的进料口通过管道连通，该管道上还设有高温污水循环泵，所述竖直管的第二进气口和冷凝水出口通过管道连通，该管道上设有脱气器。

2.根据权利要求1所述的一种非常规油田污水处理装置，其特征在于：所述的高温污水输入管还与螺杆膨胀机通过管道连通，螺杆膨胀机连通有高温汽液分离器，高温汽液分离器顶部与蒸发器一侧连通，高温汽液分离器底部则与除油水力旋流器连通，除油水力旋流器连通有浮选装置，浮选装置与蒸发器循环出水口通过管道连通，该管道上设有高温污水输入泵。

3.根据权利要求2所述的一种非常规油田污水处理装置，其特征在于：高温汽液分离器与蒸发器连通的管道还与换热器连接，所述的换热器设有换热冷却水存储箱，所述的换热器与换热器冷凝水输出管通过管道连通，该管道上设有抽水泵。

4.根据权利要求1所述的一种非常规油田污水处理装置，其特征在于：所述的脱气器底部还通过管道连通有冷凝水输出管路，该管道上还设有一抽水泵。

5.根据权利要求1所述的一种非常规油田污水处理装置，其特征在于：所述的蒸发器的排污口与浓缩污水输出管路通过管道连通，该管道上还设有一抽水泵。

6.根据权利要求3所述的一种非常规油田污水处理装置，其特征在于：所述的换热器为钛合金制成。