[發明專利]氣田采出水熱泵組合除鹽裝置及除鹽方法

無效

• 申請號: 201310755452.6
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103693702A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 萬代聰;陳暉;卿尚偉;鄧衷友;付烈;許春山;周輝;廖智英俊
• 申請（專利權）人: 四川運輝環保工程有限公司
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種氣田采出水熱泵組合除鹽裝置，屬于工業污水處理領域。

背景技術

氣田在天然氣開采生產過程中，產生了大量的高鹽含油污水，廢水里面含有大量的Na、K、CL、Ca、Mg等離子，總鹽分含量約為18000-90000mg/l，組分復雜，且含有高粘性的有機物，處理難度較大。目前，氣田污水主要通過兩級沉降、兩級過濾處理后回注，由于氣井分散，集中處理投資高、難度大、運行成本高，氣田污水不能完全用于回注處理，導致未經處理直接外排，污染了環境，另外，隨著氣田開發時間的延長，氣田產水量呈逐年上升趨勢。

現有處理技術主要為熱法蒸餾和膜法。熱法蒸餾主要以低溫多效(LT-MED)和熱泵(MVR)為代表，膜法主要有反滲透技術(RO)。

1)、膜濃縮

膜過濾是一種與膜孔徑大小相關的篩分過程，以膜兩側的壓力差為驅動力，以膜為過濾介質，在一定的壓力下，當原液流過膜表面時，膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質通過而成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質則被截留在膜的進液側，成為濃縮液，因而實現對原液的分離和濃縮的目的。在膜過濾的處理工藝中有一個不可避免的問題就是濃縮液的處置問題。本項目廢水中的鈣、鋇離子含量極高，并含有部分高分子聚合物及石油類，試驗證明RO膜過濾在該類廢水的濃縮處理過程中無工程實用性。

2)、蒸發

蒸發工藝目前應用較為成熟的主要有多效蒸發及MVR蒸發器(熱泵)。

多效蒸發器：

多效蒸發器是將一個蒸發器蒸發出來的蒸汽引入下一蒸發器，利用其凝結放出的熱加熱蒸發器中的水，兩個或多于兩個串聯以充分利用熱能的蒸發系統，與傳統的單效蒸發具有能耗低、操作簡單等特點。

多效降膜蒸發是將料液自降膜蒸發器加熱室上管箱加入，經液體分布及成膜裝置，均勻分配到各換熱管內，并沿換熱管內壁呈均勻膜狀流下。在流下過程中，被殼程加熱介質加熱汽化，產生的蒸汽與液相共同進入蒸發器的分離室，汽液經充分分離，蒸汽進入冷凝器冷凝進入下一效蒸發器作為加熱介質，從而實現多效操作，液相則由分離室排出。

多效降膜蒸發器由各效加熱蒸發器、各效分離器、冷凝器、熱壓泵、殺菌器、保溫管、真空系統、各效料液輸送泵、冷凝排水泵、操作平臺、電器儀表控制柜及閥門、管路等系統組成。設備整個加熱系統由于蒸汽加熱均勻、料液為液膜式流動蒸發，具有傳熱效率高加熱時間短等主要特點，同時各效真空度、蒸汽溫度、和物料液位可調節，能耗低，操作方便，維修量少，占地面積小等優點。

MVR蒸發器：

MVR蒸發器其工作過程是低溫位的蒸汽經壓縮機壓縮，溫度、壓力提高，熱焓增加，然后進入換熱器冷凝，以充分利用蒸汽的潛熱。除開車啟動外，整個蒸發過程中無需生蒸汽。

MVR蒸發器處理的溶液在一個降膜蒸發器里，通過物料循環泵在加熱管內循環。初始蒸汽用新鮮蒸汽在管外供熱，將溶液加熱沸騰產生二次汽，產生的二次汽由渦輪增壓風機吸入，經增壓后，二次汽溫度提高，作為加熱熱源進入加熱室循環蒸發。正常啟動后，渦輪壓縮機將二次蒸汽吸入，經增壓后變為加熱蒸汽，就這樣源源不斷進行循環蒸發。蒸發出的水分最終變成冷凝水排出，從蒸發器出來的二次蒸汽，經壓縮機壓縮，壓力、溫度升高，熱焓增加，然后送到蒸發器的加熱室當作加熱蒸汽使用，使料液維持沸騰狀態，而加熱蒸汽本身則冷凝成水。這樣，原來要廢棄的蒸汽就得到了充分的利用，回收了潛熱，又提高了熱效率，生蒸汽的經濟性相當于多效蒸發的30效。為使蒸發裝置的制造盡可能簡單和操作方便，經常使用單效離心再壓縮器，也可以是高壓風機或透平壓縮器。這些機器在1∶1.2到1∶2壓縮比范圍內其體積流量較高。對于低的蒸發速率，也可用活塞式壓縮機、滑片壓縮機或是螺桿壓縮機。蒸發設備緊湊，占地面積小、所需空間也小。又可省去冷卻系統。

熱法蒸餾(四效蒸發)處理工藝簡述：

四效蒸發器采用真空蒸發結晶分離工藝，將廢水中鹽和水分離開來。

蒸發結晶系統由四效蒸發構成。廢水由泵輸送至混料池(離心母液、地面沖洗水也匯集到此)，混合料液用混料泵泵出來一部分直接進入IV蒸發罐，另一部分經混合冷凝水預熱器預熱后一部分直接進入II、III效蒸發罐，另一部分通過I效冷凝水預熱器預熱后進入I效蒸發罐。即整個進料系統采用平流進料方式，確保運行平穩可靠，同時采用分級預熱，提高進罐料液溫度，減少升溫熱，提高蒸發經濟，節能降耗。