[發明專利]注汽鍋爐高溫分離水余熱完成自身蒸餾凈化的方法

有效

• 申請號: 202110474377.0
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113120983B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 李德元
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04;C02F1/06;C02F1/16;F22B3/04;F22B37/26
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

注汽鍋爐高溫分離水余熱完成其自身蒸餾凈化的方法，采用閃蒸+多效蒸發工藝，靠高溫分離水閃蒸產生的蒸汽作為多效蒸發裝置的熱源，將閃蒸剩余的污水蒸餾凈化。多效蒸發裝置的真空度靠鍋爐低溫供水的冷凝作用，將末效蒸汽產生冷凝，保證系統能夠連續工作。同時，混合后的鍋爐供水溫度將被提高，把部分余熱又回收到鍋爐，節省了鍋爐的燃料消耗。本發明可以使鍋爐分離水中的余熱被利用于污水蒸餾凈化，然后又被大部分回收到鍋爐供水，降低鍋爐的燃料費用，同時還使高鹽含量的分離水被蒸餾凈化成蒸餾水，重新用做鍋爐供水，具有環保效益。

技術領域：本發明屬于油田節能環保技術領域，屬于注汽鍋爐高溫分離水余熱完成自身蒸餾凈化的方法。

背景技術：油田注汽鍋爐是稠油熱采必備的設備，經常使用的是直流鍋爐，其產生的蒸汽干度一般低于80％。在很多場合，為了提高注井蒸汽的加熱品質，在蒸汽注入油井之前，首先要采用汽水分離器對其進行汽、水分離，獲得干度大于95％的蒸汽，同時將分離出的水從排污管線排出。由于油田注汽鍋爐通常采用亞臨界鍋爐，其濕蒸汽的溫度經常可以達到300～350℃，因此，由此濕蒸汽中分離出的污水是高度過熱的水。這種高溫、高壓的分離水中還含有大量的K、Na、Fe、SiO₂、OH^—離子，屬于一種堿性的工業污水。由于這些污水具有高溫、高壓，并對環境具有污染性，因此不能夠直接向環境排放。目前，公知的處理方法有多種，例如，可以通過在鍋爐擴容罐中擴容減壓、降溫后排放；或采用高壓換熱器減溫后排放；也有直接注入廢棄油井的情況。這些方法都難以使這部分分離水所蓄含的余熱得到充分利用，如果直接將其排放到環境會導致環境污染，或將其輸送到水處理廠進行處理，則需要建設專用的管線，而且需要較高的水處理費用。

發明內容：

發明目的：為了使油田注汽鍋爐高溫分離水中所蓄含的余熱得到充分利用，靠這部分余熱完成污水自身的蒸餾凈化，使余熱得到充分利用，又能獲得大量的蒸餾水，回用于注汽鍋爐供水，節省處理成本，使處理過程節能環保。

技術內容：

一種注汽鍋爐高溫分離水余熱完成自身蒸餾凈化的方法，該方法采用閃蒸+多效蒸發的工藝流程，其工作蒸汽全部利用高溫分離水產生的閃蒸蒸汽；

汽水分離器連接閃蒸罐，閃蒸罐連接多效蒸發裝置，多效蒸發裝置的末效分離器連接水噴射式真空泵，水噴射式真空泵連接注汽鍋爐供水管線。

將油田注汽鍋爐產生的高溫濕蒸汽經過汽水分離器分離后，一部分形成干蒸汽，沿第二管線進行油井注汽加熱；另一部分形成溫度為300～350℃的高溫分離水，沿第三管線進入閃蒸罐進行定壓閃蒸，通過對閃蒸罐進行壓力控制，使閃蒸蒸汽的溫度控制在110～130℃，定壓閃蒸出的閃蒸蒸汽進入多效蒸發裝置作為多效蒸發工作汽體；

多效蒸發裝置的效數為2～6效，每效都包括一個蒸發器和一個與其管程相連的分離器，具體效數由高溫分離水的熱量品質決定。

由閃蒸罐產生的閃蒸蒸汽經第四管線進入第一效蒸發器的殼程，閃蒸后降溫的污水經過第五管線被水泵的壓力輸送到第一效蒸發器的管程；管程中的污水被部分蒸發后，進入第一效分離器，第一效分離器的上部流出的二次蒸汽導入下一效蒸發器的殼程作為工作蒸汽，而第一效分離器的下部流出的水由水泵導至本效或下一效蒸發器的管程繼續蒸發；除末效外，其他各效的工作原理相同，各效同時工作，直至蒸發量達到要求。

末效分離器的蒸汽出口連接水噴射式真空泵，水噴射式真空泵的入口通過第六管線導入低溫的注汽鍋爐供水；使末效蒸汽被水吸收并冷凝，形成多效蒸發裝置工作所需的真空度；同時，末效蒸汽的熱量被低溫鍋爐供水吸收，使水溫提高，熱量被回收到注汽鍋爐供水。該水噴射式真空泵還通過管線連接到各效蒸發器的管程，通過調節各效管程的壓力或真空度，可以設定各效蒸發器的工作溫度，并形成多效蒸發裝置各效之間的溫度梯度，一般每效與前一效的溫度差約為5～10℃。多效蒸發裝置每一效底部都設有水泵，將未蒸發的水循環再繼續泵入管程，使蒸餾過程循環進行，直至各效管程中的污水全部被蒸餾凈化為止。