CN103459322A - 用于模块化便携式sagd过程的紧凑式蒸发器 - Google Patents

Abstract

一种用于在蒸汽辅助重力泄油(SAGD)系统中使用的模块化便携式蒸发器系统，具有蒸发器，该蒸发器具有包括撇油堰的坑、包括外壳的短管件垂直热交换器，该外壳包含为降低水循环率而提供的短管件。一种系统在该蒸发器外部还包括：对来自热交换器的管件侧的蒸发的蒸汽进行压缩并且路由至同一交换器的壳体侧的压缩机、收集热蒸馏水的蒸馏罐、将来自坑的液体引入到热交换器中的再循环泵，以及保护压缩机免于液体杂质的外部除雾器。蒸发器系统将来自过程的产出水接收至坑中并且向锅炉提供净化的热水。

Description

用于模块化便携式SAGD过程的紧凑式蒸发器

技术领域

作为蒸汽辅助重力泄油(SAGD)过程设施的一部分、用于生产高质量锅炉给水的紧凑式蒸发器系统。

背景技术

在SAGD工业中，从SAGD产出流体回收的产出水和考虑到损失添加的补充水必须被处理以去除各种污染物来满足锅炉的锅炉给水规范。污染物包括水硬度物质(water hardness)、二氧化硅、矿物质以及残留的油/沥青。如果在产生蒸汽之前未从水中去除水硬度物质、二氧化硅、和矿物质，则它们将在锅炉中沉淀，引起减少的热传递、更低的容量、更高的锅炉管件温度，以及最终锅炉的故障或随之而来用于清理和维修的延长的锅炉中断。如果在产生蒸汽之前未从水中去除残留的油/沥青，则将在锅炉鼓和管件中存在发泡和结垢问题，再次造成过程扰乱和停顿。

大部分SAGD生产设施利用热或温石灰软化系统与弱酸性阳离子(WAC)离子交换系统结合来处理产出水和补充水。然而，这一过程不产生高质量的锅炉给水并且迫使使用直通蒸汽发生器(OTSG)，其仅部分地煮沸给水(75％-80％)以通过将固体保持在未煮沸的水中的溶液中来防止水垢沉积。这导致能源低效和过度的水处置率。OTSG为油砂工业定制建造，使它们与传统锅炉相比非常昂贵。

近来一些SAGD运营商已经采用降膜蒸发器，其产生用于锅炉给水的高质量蒸馏水，这使得转向更为传统的鼓式锅炉成为可能。降膜蒸发器与鼓式锅炉的组合在SAGD设施中产生高得多的水回收率，这成为了日益关键的环境考虑。

单坑蒸发器的总过程被简化如下。给水流向蒸发器坑并且通过降膜热交换器的管件侧再循环。水的一小部分将蒸发。压缩机增加蒸汽的压强和温度并且将其送达降膜热交换器的壳体侧。蒸汽与水之间交换的热量作用以使蒸汽在壳体侧冷凝为蒸馏水并且在管件侧蒸发一小部分的水。来自蒸馏水的蒸汽在蒸馏罐中被分离，同时蒸馏物被抽送至下游消耗者。下图图示了典型MVC蒸发器的配置。

蒸发器已经作为将固体聚集在卤水中或者从废液流回收水的装置被广泛使用在采矿和纸浆及造纸工业中。在这些应用中，固体污染物通常是可溶于水的。然而，SAGD过程可以引入一般不会存在或者具有不同浓度的污染物，这是将蒸汽注入地下油藏而将其作为具有产出流体的热水回收的结果。油藏中存在的油和可溶于水的固体可以随时引起产出水质的变化，这会在标准蒸发器设计中造成操作问题。

然而，运营公司发现当前的工业实践以及SAGD设施中的蒸发器系统设计存在许多缺陷。SAGD设施中的蒸发器的典型问题包括：

(a)硬度物质结垢

(b)二氧化硅沉积

(c)油累积和发泡

(d)不良的内部除雾器性能

(e)压缩机振动和由发泡引起的结垢

(f)大尺寸使其不能在移动系统中使用

硬度物质(诸如Ca²⁺或Mg²⁺之类的矿物质离子)结垢和二氧化硅沉积通过限制浓度、增加水的pH来控制、如例如第7,681,643号美国专利所描述的添加诸如硫酸钙籽晶之类的水垢抑制剂，或者通过控制经过降膜热交换器的水再循环来控制。

在传统设计中存在一些尝试，经由在蒸发器坑中的某些特定水位的撇油抽取来应对蒸发器坑中的油累积。这一方案仅在坑水位被准确控制在刚好在撇油抽取吸嘴之上的水位的情况下才可以是有效的。如果水位过高于抽取点之上，油将累积，并且如果其下降至抽取吸嘴之下，则将不抽取液流，同样油将累积。油在蒸发器坑中累积引起过度发泡。向给水加入止泡化学物质但是这不足以应对坑中油累积所引起的过量泡沫。

蒸发器内部构件包括在蒸发器坑与压缩机入口之间的除雾器垫以去除细水滴，该细水滴是用产物蒸馏水间歇性清洗的水。若没有水洗，卤水在除雾器垫表面累积，导致压缩机吸入处的过度压强下降。蒸馏水流喷洒在除雾器的顶部和底部以溶解沉积水垢。

KemeX已经取得处理蒸发器中累积油的改进，在先提交的第61/376,301号名称为“A Water Evaporator for a Steam Assisted GravityDrainage(SAGD)Central Processing Facility(CPF)System的美国临时专利申请，其内容通过引用的方式并入于此，如同其在此被全部包括。本专利申请还要求保护将改善对结垢和二氧化硅问题的处理的过程控制器。

现有技术的实现涉及到在蒸发器坑顶部安装的垂直交换器束。该坑提供用于卤水再循环泵的液体库存以及用于液体-蒸汽分离的蒸汽空间。除雾器通常被安装在降膜热交换器束周围的环状区域中的蒸汽空间中，在其之上是至压缩机吸入处的出口管道。结果，蒸发器相对于其他SAGD设备而言非常高，并且容器直径显著大于降膜交换器。这些尺寸特征限制可以轻易模块化并且运输的设备容量。通常与SAGD操作相关联的高人工成本和低生产能力已经驱使所有者寻找模块化建造技术来将场地建设最小化。这创造了对蒸发器新设计的需求，该蒸发器用于在模块化SAGD技术/市场开发中使用，来解决所有以上所提到的不足。

将旧技术适配到相对新的SAGD应用具有一些运营和安全方面的机遇。这些机遇包括减少夹带(entrainment)、减少起泡和结垢，改善撇油，以及减少维护和意外停产。

本发明进一步和其他方面通过参看在本文示出并且要求保护的本发明的优选实施例的详细描述将对本领域技术人员变得明显。

发明内容

根据本发明的主要方面，提供了一种蒸发器系统，其特别为油砂服务设计并且良好适合于模块化并且便携来用于在蒸汽辅助重力泄油(SAGD)系统中的一个实施例中(或在任何其他需要水处理的系统中)使用。

第一实施例-单交换器配置

该系统的此第一实施例具有：

一种用于蒸汽辅助重力泄油(SAGD)系统的紧凑型蒸发器系统，包括：

(a)蒸发器，包含：

i.包括撇油堰的坑，

ii.垂直降膜热交换器，包括具有比传统更短长度和更大直径的管件，以降低每次经过的蒸发率并且从而降低水垢建立的可能性；

(b)所述紧凑式蒸发器系统还包括：

i.将蒸汽注入热交换器的压缩机；

ii.从热交换器收集热蒸馏水的蒸馏罐，以及

iii.将坑的内容物引入热交换器的再循环泵；

在操作期间，蒸发器系统将来自该过程的产出水和补充水接收至坑中并且产生用于锅炉中的经净化的热水。

优选地，该系统还具有被安装在压缩机之前的外部分离鼓(knockout drum)和除雾器以保护压缩机免于诸如水滴或油滴之类的液体污染。在此系统中，包含有累积的油和溶解的固体杂质的卤水由坑中的堰撇去并且从蒸发器系统去除以用于处置或者馈向另一净化过程。优选地，系统中的二氧化硅水平通过诸如pH调节之类的现有已知方式或者通过加入化学溶剂来控制。再优选地，系统中的液体硬度通过卤水排污率来控制。

第二实施例-平行双交换器配置

本发明的第二实施例提供有一种用于在SAGD系统中优选使用的紧凑式蒸发器系统。该紧凑式蒸发器系统具有：

一种用于在SAGD系统中使用的紧凑式蒸发器系统，包括：

(a)两个垂直热交换器，包括具有比传统更短长度和更大直径的管件，每个热交换器配备有包括有撇油堰的坑；

(b)将蒸汽从每个蒸发器坑循环到两个热交换器中的压缩机，

(c)保护压缩机免于被夹带的液体污染物的压缩机吸鼓，

(d)收集热蒸馏水的蒸馏罐，

(e)将卤水从蒸发器的坑向紧凑式蒸发器的热交换器的蒸发器循环的再循环泵；

根据本发明的此第二配置，提供有一种用于通过使用具有至少两个垂直热交换器的紧凑式蒸发器系统来生产高质量锅炉给水的方法，其中至少两个垂直热交换器具有短的管件，每个热交换器配备有包括撇油堰的坑。

在操作期间，该蒸发器系统将来自该过程的产出水接收到两个降膜蒸发器的坑中并且产生适合作为向传统蒸汽锅炉供给的洁净热水。

第三实施例-双交换器高和低浓度配置

根据本发明的第三实施例，提供有一种优选用于SAGD系统的紧凑式蒸发器系统，具有：

(a)第一热交换器，具有比传统更短并且更宽的管件以用于降低每次经过管件的蒸发率，具有坑，该坑包括撇油堰，以及将卤水从坑再循环至第一热交换器的再循环泵；

(b)第二热交换器，具有比传统更短并且更宽的管件以用于降低每次经过管件的蒸发率，具有坑，该坑包括撇油堰，以及将卤水从坑再循环至第二热交换器的再循环泵；

(c)将蒸汽注入第一热交换器和第二热交换器的压缩机、保护压缩机免于液体污染物的分离鼓以及收集热蒸馏水的蒸馏罐。

在操作期间，蒸发器系统将来自该过程的产出水接收到第一蒸发器的坑中并且产生用于向锅炉供给的经净化的热水。以此方式，第一热交换器的坑具有更低的杂质浓度并且第二热交换器的坑具有更高的杂质浓度，其中来自第一坑的排污被供给到第二热交换器的坑。

优选地，从第一蒸发器坑撇出的污染物被转移至第二蒸发器的坑中，从而将第一热交换器中的杂质浓度保持低于第二热交换器中的杂质浓度，以减少低浓度热交换器中的结垢并且降低第一热交换器中卤水的沸腾温度，并且降低蒸发器压缩机所需要的总功率。

优选地，以上所描述的紧凑式蒸发器系统的变化在尺寸上适于装在能够由卡车或拖车拖动以用于向偏远操作位置运输的模块上。

再优选地，以上所描述的紧凑式蒸发器系统是能够在偏远位置组装、拆解以及重新组装的模块化可运输SAGD系统的一部分。

根据本发明的另一方面，提供有使用根据权利要求1、6或8所述的紧凑式蒸发器系统来净化水的方法，包括如下步骤：

(a)将产出水和补充水引入到紧凑式蒸发器系统的坑中，

(b)将来自降膜热交换器的残余水收集至坑中，

(c)将液体从蒸发器的坑泵入降膜热交换器的管件侧的顶部，

(d)对在降膜热交换器的管件侧上的蒸发器坑中产生的蒸汽进行收集并且将此蒸汽路由至压缩机吸鼓中并且在必要情况下将蒸汽路由至除雾器以将所有液体污染物收集至坑中，

(e)压缩来自压缩机吸鼓的蒸汽并且将此更高温度和压强的蒸汽路由至蒸发器降膜热交换器的壳体侧，

(f)将冷凝蒸汽从降膜热交换器的壳体侧收集至蒸馏罐，

(g)经由位于蒸发器坑中的堰撇除包括油和其他杂质的卤水的顶层，

(h)将经撇除的卤水转移至卤水存储罐以用于场外处置或进一步处理，

(i)使用蒸馏水罐来向锅炉给水或者回收回蒸发器坑。

附图说明

图1是现有技术中蒸发器的过程流的示意性图示。

图2是本发明的第一实施例的示意性过程流图。

图3是提供两个蒸发器的组合的本发明的第二实施例的示意性过程流图。

图4是具有带双浓度设计的双蒸发器的本发明的第三实施例的示意性过程流图。

图5是以模块示出的第二实施例的模块化移动紧凑式蒸发器系统的示意性等距图示。

图6是放置在卡车上的移动蒸发器单元的单个模块的示意性图示。

具体实施方式

关键特征

所提出的KemeX的方案的关键特征包括：

■针对小型设施使用紧凑式模块化蒸发器设计，并且适合用于大型设施。

■针对小型设施，能够由卡车运输并且潜在地重新安置。

■针对给定的模块尺寸限制具有更高的容量。

■对于给定的容量能够增加壳体的直径并且缩短管件长度。结果更高的每个管件的水循环率减少二氧化硅和硬度物质沉淀的可能性。

■使用高度起作用的撇油器设计以消除油建立(build-up)并且减少发泡事件的数量和严重性。

■通过更短的管件以更高的速率循环盐水。

■利用标准的压缩机分离鼓以防止被污染的水夹携进入压缩机(标准设计并且用于保护大型和小型压缩机免于液体夹携)。这还最小化除雾器垫上的蒸馏水清洗并且因而增加蒸馏的净产量。

■扩大蒸馏罐。

■建造具有更标准设备类型的单元。

益处

紧凑模块化设计为小型SAGD提供很大益处。产出水处理设施(热或暖石灰软化器、蒸发器)是SAGD设施中的最大件的设备。紧凑式模块化蒸发器是实现便携式设施(SAGD)概念所需的关键特征。其可以简单地被拆解并且与油厂的其余部分一起被卡车运输到新的位置。与对于传统蒸发器所预期的相比，重新定位将明显更快并且成本将少许多。

本设计的关键益处在于：

■使用比通常设计更短的交换器束，有助于单元总体更低的高度或者有助于对于给定的模块尺寸更高的容量。

■高效油和碳氢化合物撇除以减少发泡事件并且减少夹携进入蒸汽压缩机的可能性。

■使用外部分离鼓以高效去除夹带的微滴以保护压缩机免于液体夹携。

■使用相对更大的蒸馏罐以平稳蒸发器中的转变和锅炉操作速率，允许系统中热量保存。

■该设计总体比通常设计更易于模块化。

一般描述-单交换器配置

优选方案在于使用更短的热交换器、更小的蒸发器容器、外部除雾器容器、有效的撇油器以及更大的闪蒸鼓。将利用如图2所见的更小的模块化并且便携的蒸发器来获得蒸馏水。

给水包括产出水和补充水，其流向蒸发器的坑。卤水通过再循环泵经过降膜蒸发器的管件侧从蒸发器坑被再循环。经过每个管件的蒸发速率由于具有相对于SAGD水处理服务中的典型降膜蒸发器更短的管件，将减少在管件表面结垢的可能性。一小部分的水将在管件中蒸发。

在提出的设计中，使用外部压缩机吸鼓以在蒸汽进入压缩机之前去除从蒸发器坑抽取的蒸汽中的任何夹带水微滴。该吸鼓是压缩机共用的标准吸鼓。此设计用集成的大直径坑代替当前的组合降膜蒸发器来充当压缩机吸鼓。如上所述，为了消除蒸馏物的污染，现有设计采用具有蒸馏水清洗的雾消除器，该雾消除器易于结垢并且蒸馏物清洗减少蒸馏物的净产量。在KemeX设计中，压缩机吸鼓可以被设计得不具有雾消除器并且仍实现相同的污染物去除。如果采用雾消除器来减小容器的尺寸，则雾消除器将位于从容器抽取蒸汽所位于的地方，如水平距离去往容器的具有雾的蒸汽入口远。这一设计将减小所需除雾器的尺寸以实现所需要的蒸汽/液体分离。

由于压缩机吸鼓在压缩机入口的上游，将污染蒸馏物的至压缩机的液体夹携量将减少(无需除雾器垫和除雾器垫清洗)。因此，实现的蒸馏物质量将提高或者产生的蒸馏物的容量将增加。

蒸发器压缩机增加从循环卤水产生的蒸汽的压强和温度，并且将其送至降膜蒸发器交换器的壳体侧。蒸汽与水之间所交换的热量作用以使壳体侧的蒸汽冷凝为蒸馏水并且从正在降膜热交换器的管件侧循环的卤水蒸发相似体积的水。蒸馏物排向蒸馏罐，其中任何蒸汽闪蒸并且返回至蒸发器坑。将蒸馏物泵送至下游消耗者。

随着水以蒸汽形式蒸发掉，降膜热交换器的管件侧的循环水成为富集溶解固体的并且被称为卤水。卤水从管件下降进入蒸发器坑。该坑包含堰。卤水和累积的油或碳氢化合物溢出堰并且由卤水泵移除(如若不然可能累积并且引起发泡和结垢)。卤水还可以如果必要间歇性地在卤水再循环泵的排出被移除。

与SAGD蒸发器相关联的一个独特问题在于由从油砂汽蒸沥青造成的给水中高水平的二氧化硅和硬度物质，以及二氧化硅和其他溶解固体沉淀并且使蒸发器中的热传递表面结垢的结果趋向。KemeX蒸发器设计将使用集成的pH控制和循环控制器以将二氧化硅保持在溶液中以防止结垢，这被包括在另外的于2010年8月24日提交的专利申请61/376,301中。

一般描述-平行双交换器设计

上述设计可以被修改以并入与共用的卤水循环泵耦合的两个降膜蒸发器，共用的压缩机吸鼓和压缩机、共用的卤水处置泵以及共用的蒸馏罐(见图3)。这一选项增加了单模块化蒸发器系统的总容量并且提供两个单独的降膜热交换器，每个降膜热交换器可以与系统隔离用于维护同时另一交换器保持工作。

此设计非常类似于除两个交换器之外的单交换器设计。所有供给和产物被分开在两个交换器之间。就操作而言，这一配置允许设施通过与锅炉给水库存平衡以满速率运行持续一小段时间，或者在一个交换器关闭用于清洁时以减小的速率运行延长的一段时间。一般地，蒸发器中断的主要原因在于清洁交换器，这需要约12-24小时的中断。

在两个交换器中的一个停止工作用于清洁的事件中，系统容量将大于百分之五十，因为压缩机将以更低的速率产生更大的压强和温度并且因此增加降膜交换器的管件侧与壳体侧之间的温度差。

在剩余的工作交换器中，卤水循环率将增加并且蒸发速率将增加。对于洁净的交换器，这一实际速率将接近75％。对于不洁净的交换器(假设清洁在组合的蒸馏速率在设计的80％时进行)，则实际速率将接近设计的60％。

一般描述-双交换器高和低浓度设计

双交换器设计的又一配置在于在每个降膜热交换器中在不同浓度的情况下操作(图4)。这一配置可以被用以对于相似尺寸的蒸发器交换器来减少压缩机马力要求，或者对于相同的压缩机马力来增加系统容量。然而，此系统不需要独立的卤水循环系统。

在这一情况中，入水被供给到低浓度交换器。第一蒸发器中更低的浓度降低卤水的沸点，并且因此针对给定的压缩机流量和压强，增加交换器中蒸汽冷凝与卤水沸腾之间的温度差。这一特征可以被用以对于给定的压缩机功率来增加交换器的容量或者对于给定的交换器容量来降低压缩机功率。为了保持两个交换器之间的浓度不同，每个交换器需要其自己的再循环泵。来自低浓度交换器的卤水溢出堰(以确保所收集的任何油还被转移至高浓度交换器)并且被路由至高浓度交换器的坑。高浓度蒸发器的坑配备有相似的撇油堰并且卤水和任何累积的油溢出堰并被路由至卤水处置罐。

两个交换器的相对尺寸可以变化，低浓度蒸发器和高浓度蒸发器之间最小的压缩机马力达到约70∶30交换器尺寸比。

利用这一蒸发器配置，给定低卤水浓度并且去除所有油，则低浓度交换器较少可能结垢。然后管道连接可以被布置为允许在保持低浓度交换器工作的同时清洁高浓度交换器。与双交换器设计类似，由于至交换器的液体和蒸汽流量增加，蒸馏生产将大于额定的设计容量的50％。估计系统容量将近似为原始设计的65％。

溶液细节

KemeX设计采用更短的热交换器管件并且降低每管程(tubepass)的蒸发速率，这降低交换器管件表面的结垢率。更短的管件还减小单元的总高度。这一尺寸灵活性允许安装到特定模块尺寸内的更大的容量。

有效的撇油设计(在蒸发器坑中使用堰)消除油累积和过度发泡。这将显著降低泡沫溢出或被夹带进入蒸发器压缩机，可能引起振动、结垢并且最终损坏压缩机的可能性。结果，KemeX设计将降低意外关机的次数并且设计的固有风险将降低。

在蒸发器上使用外部压缩机吸鼓比内部除雾器更有效，其中压缩机吸鼓被集成在蒸发器坑中。压缩机吸鼓可以与除雾器垫一起安装，以确保污染物不被夹携至压缩机入口并且潜在地使压缩机转子、壳体侧交换器表面结垢或者确保蒸馏物质量。另外，该设计将减少或消除回收蒸馏水来清洗容器内部的需要。

蒸馏罐比通常设计为下游控制器提供更大的保持时间/缓冲时间。结果，蒸馏水流量可以得以平稳控制。这意味着蒸馏水可以被直接泵送至下游消耗者(锅炉)。此外可以保存水中的热量。如果存在锅炉速率降低，则有更大的容量来暂时保持蒸馏罐中的蒸馏物并且调节蒸发器生产量而不是在调节蒸发器的同时将产出的蒸馏物转移至存储罐。

总体上这一设计对小规模SAGD设施而言更易于模块化和运输。在蒸发器交换器中使用相对较短的管件减小交换器束的高度。蒸发器交换器和蒸发器容器一起将具有比通常的蒸发器交换器和坑容器设计具有更小的直径和高度。这将有助于可以被在其一侧上被运送至偏远场地的模块的建设。设备的其他件，包括蒸发器蒸汽压缩机、蒸馏容器以及蒸发器除雾器容器，可以被包括在具有其他SAGD系统设备的模块上以实现最佳的模块化布局。

本设计基于降膜交换器的设计。在此情况中，通过在每个管件中从卤水中蒸发水时不沉淀析出固体的需要来设置最大高度。随管件变得更长，每个管件需要更多的水来确保管件底部溶解固体(二氧化硅和硬度物质)的浓度不会沉淀析出。在管件具有给定的直径的情况下，存在蒸汽流下管件将在管件内引起干燥区域和沉淀的实际限制。正在使用现有设计来设置管件的最大高度。管件的最小高度通过向每个管件均匀分配卤水的能力、可以做出交换器的最大直径，以及可以运输的可运输直径来设置。

可以对本发明的优选实施例做出许多改变而不偏离其范围；旨在本文所包含的所有内容被认为在于说明本发明而不在于限定。

Claims (12)

1.一种用于蒸汽辅助重力泄油(SAGD)系统的紧凑型蒸发器系统，包括：

(a)蒸发器，包含：

i.包括撇油堰的坑，

ii.垂直降膜热交换器，包括具有比传统更短长度和更大直径的管件，以降低每次经过的蒸发率并且从而降低水垢建立的可能性；

(b)所述紧凑式蒸发器系统还包括：

i.将蒸汽注入所述热交换器的压缩机；

ii.从所述热交换器收集热蒸馏水的蒸馏罐，以及

iii.将所述坑的内容物引入所述热交换器的再循环泵；

其中所述蒸发器系统将产出水从所述SAGD系统接收至所述坑中并且产生适合用于锅炉馈送水的经净化的热水。

2.根据权利要求1所述的紧凑式蒸发器系统，还包括外部除雾器，所述外部除雾器位于所述压缩机之前以保护所述压缩机免于液体污染物。

3.根据权利要求2所述的紧凑式蒸发器系统，其中所述坑中的卤水包括累积的油和杂质，其由所述坑中的所述堰撇去并且从所述蒸发器系统去除以用于处置或另一净化过程。

4.根据权利要求3所述的紧凑式蒸发器系统，其中来自所述坑的循环液体中的二氧化硅水平通过pH调节或者通过加入化学溶剂来控制。

5.根据权利要求4所述的紧凑式蒸发器系统，其中所述循环液体中的硬度水平通过调节卤水排污率来控制。

6.一种用于在SAGD系统中使用的紧凑式蒸发器系统，包括：

(a)两个垂直热交换器，包括具有比传统更短长度和更大直径的管件，每个热交换器配备有包括有撇油堰的坑；

(b)将蒸汽从每个蒸发器坑循环到两个热交换器中的压缩机，

(c)保护所述压缩机免于被夹带的液体污染物的压缩机吸鼓，

(d)收集热蒸馏水的蒸馏罐，

(e)将卤水从所述蒸发器的所述坑向所述紧凑式蒸发器的所述热交换器的所述蒸发器循环的再循环泵；

其中所述紧凑式蒸发器系统接收来自所述SAGD过程的产出水以及进入所述蒸发器的所述坑的补充水并且提供具有适合质量的经净化的热水以馈送锅炉。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述卤水包括累积的油和杂质，其通过每个坑中的所述堰被撇去并且被从所述蒸发器系统移除以用于处置或进一步净化。

8.一种用于SAGD系统的紧凑式蒸发器系统，包括：

(a)第一热交换器，具有比传统更短并且更宽的管件以用于降低每次经过管件的蒸发率，具有坑，所述坑包括撇油堰，以及将卤水从所述坑回收至所述第一热交换器的再循环泵；

(b)第二热交换器，具有比传统更短并且更宽的管件以用于降低每次经过管件的蒸发率，具有坑，所述坑包括撇油堰，以及将卤水从所述坑回收至所述第二热交换器的再循环泵；

(c)将蒸汽注入所述第一热交换器和所述第二热交换器的压缩机、保护所述压缩机免于液体污染物的分离鼓以及收集热蒸馏水的蒸馏罐，

借此所述蒸发器系统将产出水从所述SAGD过程接收到所述第一蒸发器的所述坑中并且向所述锅炉提供经净化的热水，其中所述第一热交换器的所述坑具有更低的杂质浓度并且所述第二热交换器的所述坑具有更高的杂质浓度以增加所述蒸发器系统的容量或减少压缩机负载。

9.根据权利要求8所述的紧凑式蒸发器系统，其中所述从所述第一蒸发器坑撇出的污染物被转移至所述第二蒸发器的所述坑中，从而将所述第一热交换器中的所述杂质浓度保持低于所述第二热交换器中的所述杂质浓度，以减少所述第一热交换器中的结垢。

10.根据权利要求1、6或8所述的紧凑式蒸发器系统，在尺寸上适于装在能够由卡车或拖车向偏远操作位置运输的模块上。

11.根据权利要求10所述的紧凑式蒸发器系统，被适配为能够在偏远位置组装、拆解以及重新组装的模块化可运输SAGD系统的一部分。

12.一种使用根据权利要求1、6或8所述的紧凑式蒸发器系统来净化水的方法，包括如下步骤：

(a)将产出水和补充水引入到所述紧凑式蒸发器系统的坑中，

(b)将来自所述降膜热交换器的残余水收集至所述坑中，

(c)将所述液体从所述蒸发器的所述坑泵入所述降膜热交换器的管件侧的顶部，

(d)对在所述降膜热交换器的所述管件侧上的所述蒸发器坑中产生的蒸汽进行收集并且将此蒸汽路由至所述压缩机吸鼓中并且在必要情况下将所述蒸汽路由至除雾器以将所有液体污染物收集至所述坑中，

(e)压缩来自所述压缩机吸鼓的所述蒸汽并且将此更高温度和压强的蒸汽路由至所述蒸发器降膜热交换器的壳体侧，

(f)将冷凝蒸汽从所述降膜热交换器的所述壳体侧收集至所述蒸馏罐，

(g)经由位于所述蒸发器坑中的所述堰撇除包括油和其他杂质的所述卤水的顶层，

(h)将所述经撇除的卤水转移至卤水存储罐以用于场外处置或进一步处理，

(i)使用蒸馏水罐来向锅炉给水或者回收回所述蒸发器坑。

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