CN104030379B - 一种处理含油污水的蒸发器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种处理含油污水的蒸发器,包括蒸发器壳体,中间隔板将蒸发器壳体分为蒸发室和冷凝室;蒸发室的顶壁或侧壁的上部设置有二次蒸汽出口和热料液入口,下部设置有浓水出口;冷凝室内设置有第一管板和第二管板,管板之间固定连接有换热管,冷凝室的侧壁设置有料液进水口和料液出水口,底壁上设置有冷凝水出水口和加热蒸汽入口。本发明避免了水平管蒸发器管外污垢层难于清洗的问题以及垂直管降膜蒸发器安装精度要求高、初始投资高等不足,大大降低了含油污水处理装备的初始投资和运行费用,还可应用于化工、食品、制药等行业的料液浓缩、精制过程。

Description

一种处理含油污水的蒸发器
技术领域
[0001] 本发明属于水处理技术领域,涉及一种处理含油污水的蒸发器。
技术背景
[0002] 石油在开采过程会产生大量的废水,据统计全球每生产8000万桶原油,就有2.5亿桶采油废水产生,以水油比3:1计算,含水率达到了 70%,全球石油开采含水率在过去的十年开始增加并且持续攀升。随着石油开采技术的提高也使原油含水率不断增加,我国大部分油田原油综合含水率己达80%,有的甚至达到90%,每年采油废水的产生量约为4.1亿吨,成为主要的含油污水源。
[0003] 采油废水具有以下特点:⑴废水的平均温度为40-60°C,比一般水温高;⑵废水的矿化度能达到2000-5000mg/L,高矿化度容易加速腐蚀,对废水的生化处理造成影响;
[3] pH值较高,一般为7.5-8.5 ;(4)废水中含有细菌,常见细菌有铁细菌、腐生菌、硫酸盐还原菌,且细菌平均含量为102-104个/mL,甚至达到108个/mL,细菌容易腐蚀管线而且堵塞底层;(5)废水溶解氧含量和含铁量较低;(6)废水中残存一定数量的化学试剂。受到油污染的废水,不仅会污染水源和土壤,还会引起火灾威胁人生安全。因此,必须对采油废水进行有效处理,同时,如果能将采油废水改性回注,不仅可以满足油田注水开采所需用水,也可以节约水资源为油田带来经济效益,有利于油田的发展。国内油田采油污水处理一般采用隔油-混凝-过滤即所谓的“老三套”进行处理,其治理方法一般难以达到排放标准。
[0004] 机械压缩蒸发是将水蒸汽通过蒸汽压缩机压缩至一定压力进入蒸发器,在蒸发器释放出潜热给原水加热蒸馏,部分污水蒸发后与原水进行换热后冷凝成纯水;其它含有高浓度的盐和固体物质的污水进蒸发器底部集水池,通过泵升压再循环再处理;浓缩到一定程度的液相成为浓缩水排除;蒸汽再经蒸汽压缩机压缩,再换热,如此反复。该工艺全部利用机械压缩机将电能转化为热能,因此,可不需要外部蒸汽的补给,系统独立性强。机械压缩蒸馏装备用于含油污水处理,产出水能够满足回注水的水质要求,对于节约淡水资源,提高油田经济效益具有重要的意义。
[0005] 蒸发器是机械压缩蒸馏装备的关键设备之一,常用的蒸发器包括水平管降膜蒸发器和垂直管降膜蒸发器两种。水平管降膜蒸发器水蒸汽在传热管内冷凝,液膜在管外形成、蒸发,虽然其传热性能优于垂直管降膜蒸发器,但成分复杂的含油污水易于在传热管外表面形成污垢层,严重影响降低传热效率,并且管外的污垢层难于清洗;垂直管降膜蒸发器料液经分布在换热管内成膜,与管外的蒸汽进行换热而蒸发,管内壁形成的污垢层易于清洗,但其存在诸如设备安装精度要求高、初始投资高,操作性能主要取决于液体分布器性能等缺点。
发明内容
[0006] 本发明是克服现有技术的不足,提供一种用于处理含油污水的蒸发器。
[0007] 本发明的技术方案概述如下:
[0008] 一种处理含油污水的蒸发器,包括蒸发器壳体,蒸发器壳体的中部固定连接有中间隔板,中间隔板将蒸发器壳体分隔为蒸发室和冷凝室;在蒸发室的顶壁或侧壁的上部设置有二次蒸汽出口和热料液入口 ;在蒸发室的侧壁的下部设置有浓水出口 ;在冷凝室内的两个相对的近侧壁处分别设置有第一管板和第二管板,在第一管板和第二管板之间固定连接有换热管,料液进水口设置在近第一管板的侧壁的下部,料液出水口设置在近第二管板的侧壁的上部,升温的原料水从料液出水口流出,从热料液入口进入到蒸发室,冷凝水出水口和加热蒸汽入口设置在冷凝室的底壁上,且在第一管板和第二管板之间。
[0009] 在蒸发室的上部最好设置有布液装置,布液装置与热料液入口连接。
[0010] 布液装置优选喷淋式液体分布器、管式液体分布器、盘式液体分布器、孔盘式液体分布器或槽式液体分布器。
[0011] 在蒸发室的上部最好设置有捕沫装置。
[0012] 在蒸发室的顶壁和布液装置之间最好设置有捕沫装置。
[0013] 捕沫装置为优选折流板除雾器或丝网捕沫器。
[0014] 本发明具有以下积极效果:
[0015] 本发明的一种用于处理含油污水的蒸发器中的冷凝室采用蒸汽在换热管外冷凝、含油污水在换热管内流动换热,当换热管内产生污垢时,可拆卸冷凝室侧壁进行清洗或采用胶球在线清洗,避免了现有技术蒸发器管外污垢层难于清洗的问题;换热管水平布置,避免了现有技术垂直管降膜蒸发器安装精度要求高、初始投资高等不足。除此之外,蒸发室采用闪蒸的原理提高了传热、传质效率,尤其是布液装置的设置使本发明的蒸发器的效率有了更进一步的提高。本发明能够大大降低机械压缩蒸馏法进行含油污水处理装备的初始投资和运行费用,同时还可应用于化工、食品、制药等行业的料液浓缩、精制过程,具有良好的社会经济效益。
附图说明
[0016] 图1为处理含油污水的蒸发器结构示意图;
[0017] 图中标号为:
[0018] 1-蒸发器壳体 2-蒸发室
[0019] 3-中间隔板 4-浓水出口
[0020] 5-第一管板 6-料液进水口
[0021] 7-冷凝室 8-换热管
[0022] 9-冷凝水出水口 10-加热蒸汽入口
[0023] 11-第二管板 12-料液出水口
[0024] 13-喷嘴 14-布液装置
[0025] 15-热料液入口 16-捕沫装置
[0026] 17-二次蒸汽出口
具体实施方式
[0027] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。本发明的举例是为了使本领域的技术人员能够更好地理解本发明,但并不对本发明作任何限制。
[0028] 一种处理含油污水的蒸发器,包括蒸发器壳体1,蒸发器壳体I的中部固定连接有中间隔板3,中间隔板3可采用焊接、粘接或通过螺栓和胶垫连接的方式,将蒸发器壳体I分隔为蒸发室2和冷凝室7两个完全独立的密闭空间,蒸发室2和冷凝室7之间不能有液体或汽体的泄露;在蒸发室2的顶壁或侧壁的上部设置有二次蒸汽出口 17和热料液入口 15 ;在蒸发室2的侧壁的下部设置有浓水出口 4 ;在冷凝室7内的两个相对的近侧壁处分别设置有第一管板5和第二管板11,在第一管板5和第二管板11之间固定连接有换热管8,两个近管板的侧壁可以做成可拆卸的封头,以便于更换换热管8,以及装置长时间运行产生的污垢的清洗。料液进水口 6设置在近第一管板5的侧壁的下部,料液出水口 12设置在近第二管板11的侧壁的上部,冷凝水出水口 9和加热蒸汽入口 10设置在冷凝室7的底壁上,且在第一管板5和第二管板11之间。
[0029] 为提高系统的传热、传质效率,蒸发室2的内部的上部最好设置有布液装置14,布液装置14与热料液入口 15连接。
[0030] 布液装置14可以采用喷淋式液体分布器、管式液体分布器、盘式液体分布器、孔盘式液体分布器或槽式液体分布器。
[0031] 为提高产品水水质在蒸发室2的顶壁和布液装置14之间最好设置有捕沫装置16。
[0032] 捕沫装置16可采用折流板除雾器或丝网捕沫器。
[0033] 采用一种处理含油污水的蒸发器进行机械压缩蒸馏过程的步骤如下:
[0034] 原料水从料液进水口 6进入到冷凝室7,在换热管8吸收冷凝室7壳程蒸汽的潜热升温,升温的原料水从料液出水口 12流出,从热料液入口 15进入到蒸发室2,或经过布液装置14从喷嘴13喷入到蒸发室2内,蒸发室2的二次蒸汽出口 17与机械压缩机入口连接,造成蒸发室2的负压环境,从喷嘴13喷出的高温原料水在负压环境下蒸发产生二次蒸汽,未蒸发的原料水从浓水出口 4排出,产生的二次蒸汽经捕沫装置16去除夹杂的液体后,经二次蒸汽出口 17进入到机械压缩机后,变为高温高压的过热蒸汽经冷凝室7底壁的加热蒸汽入口 10进入到冷凝室7内,在冷凝室7内高温高压的蒸汽释放冷凝潜热用于加热原料水,蒸汽冷凝为产品水从冷凝水出水口 9排出。
[0035] 以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种处理含油污水的蒸发器,包括蒸发器壳体(I),其特征是蒸发器壳体(I)的中部固定连接有中间隔板(3),中间隔板(3)将蒸发器壳体(I)分隔为蒸发室(2)和冷凝室(7);在蒸发室(2)的顶壁或侧壁的上部设置有二次蒸汽出口(17)和热料液入口(15);在蒸发室(2)的侧壁的下部设置有浓水出口(4);在冷凝室(7)内的两个相对的近侧壁处分别设置有第一管板(5)和第二管板(11),在第一管板(5)和第二管板(11)之间固定连接有换热管(8),料液进水口(6)设置在近第一管板(5)的侧壁的下部,料液出水口(12)设置在近第二管板(11)的侧壁的上部,升温的原料水从料液出水口(12)流出,从热料液入口(15)进入到蒸发室(2),冷凝水出水口(9)和加热蒸汽入口(10)设置在冷凝室(7)的底壁上,且在第一管板(5)和第二管板(11)之间。
2.根据权利要求1所述的一种处理含油污水的蒸发器,其特征是在蒸发室(2)的上部设置有布液装置(14),布液装置(14)与热料液入口(15)连接。
3.根据权利要求2所述的一种处理含油污水的蒸发器,其特征是布液装置(14)为喷淋式液体分布器、管式液体分布器、盘式液体分布器、孔盘式液体分布器或槽式液体分布器。
4.根据权利要求1所述的一种处理含油污水的蒸发器,其特征是在蒸发室(2)的上部设置有捕沫装置(16)。
5.根据权利要求2所述的一种处理含油污水的蒸发器,其特征是在蒸发室(2)的顶壁和布液装置(14)之间设置有捕沫装置(16)。
6.根据权利要求4或5所述的一种处理含油污水的蒸发器,其特征是所述捕沫装置(16)为折流板除雾器或丝网捕沫器。
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