CN109133474B - 一种注汽锅炉高温分离水回用处理系统及处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种注汽锅炉高温分离水回用处理系统及处理方法，属于水处理技术领域，包括：注汽锅炉、四级换热单元、化学除硅单元、闪蒸罐、TVC单元、缓存罐、锅炉给水箱和结晶分离单元；所述四级换热单元包括第一换热器、第二换热器、第三换热器及第四换热器。本发明将注汽锅炉高温高盐分离水除硅、脱盐和去除有机物后，回用于注汽锅炉，注汽锅炉产生干蒸汽的品质满足注汽开采需求；同时对废水及其中含有的热能进行资源化利用，减少或不采用冷却水，实现注汽锅炉高温高盐分离水的近零排放处置和低成本运行。改善了生态环境，对辅助重力泄油技术的节能、节水和可持续利用具有非常重要的意义。

Description

一种注汽锅炉高温分离水回用处理系统及处理方法
技术领域
本发明属于水处理领域，具体涉及一种注汽锅炉高温分离水回用处理系统及处理方法。
背景技术
1978年，由R.M.Bulter博士根据注水采盐原理，以热传导与流体热对流相结合，蒸汽作为热源，依靠沥青及凝析液的重力作用开采稠油，提出了特稠油开发的辅助重力泄油技术。稠油热采是目前非常规稠油开发的主要技术手段，已在美国、委内瑞拉、加拿大广泛应用，我国先后在辽河、新疆、胜利和河南等稠油油田推广应用。
注汽锅炉为稠油开采技术提供热源，是十分重要的一个环节，其中注汽锅炉在运行过程中为产生约20~30%的高温分离水，压力约为14MPa，温度约为360℃，高温分离水中富含了大量硅、有机物和盐类物质，直接泄放，不仅浪费资源，而且污染环境，需进行有效处置进行达标排放或回用。
国内现有常规技术为基于注汽锅炉高温分离水的高热量而采用的直接蒸发或闪蒸等技术进行处置，产生二次蒸汽以及部分浓盐水，之后二次蒸汽冷凝后回用于锅炉。或是将注汽锅炉高温分离水冷却后采用常规膜处置工艺进行处置进行排放或回用。
1）注汽锅炉高温分离水直接采用蒸发冷凝技术时，高温分离水中硅、有机物、盐类物质通过溶解性携带和机械携带致使产生的二次蒸汽中有机物、盐类物质超标，尤其是硅超标。二次蒸汽回用于高温注汽锅炉，水中杂质（硅、有机、盐）在炉内进行富集，当锅炉水中杂质含量增高到一定程度时，在汽、水分界面处会形成泡沫层，尤其是锅炉水中含有硅、有机物，或者较多的水渣，或较多的NaOH和Na3PO4等碱性杂质时，更容易形成泡沫层，导致汽水共腾，造成蒸汽中含盐量急剧增加。
2）注汽锅炉富含硅，容易造成传统膜工艺的堵塞。同时膜工艺对对处理水温度要求为30~40℃，采用膜工艺处置不仅需要大量的冷却水，注汽锅炉中产生的高温高盐分离水中的热能不能进行有效资源化利用，经济性差。
因此，亟需一种能够解决注汽锅炉高温高盐分离水的处置技术，使其进行资源化回用的同时，不影响注汽锅炉干蒸汽品质，充分利用高温高盐分离水的高品质热，减少或不采用冷却水。
发明内容
本发明的目的在于提供一种注汽锅炉高温分离水回用处理系统及处理方法，在满足注汽锅炉产生干蒸汽的品质要求的前提下，将注汽锅炉高温分离水有效处置后，回用于注汽锅炉，对废水及其中含有的热能进行资源化利用，减少或不采用冷却水，实现注汽锅炉高温分离水的近零排放处置和低成本运行，改善了生态环境，对辅助重力泄油技术的节能、节水和可持续利用具有非常重要的意义。
本发明是通过以下技术方案来实现：
本发明公开的一种注汽锅炉高温分离水回用处理系统，包括：注汽锅炉、四级换热单元、化学除硅单元、闪蒸罐、TVC单元、缓存罐、锅炉给水箱和结晶分离单元；所述四级换热单元包括第一换热器、第二换热器、第三换热器及第四换热器；
注汽锅炉产生的饱和干蒸汽用于注地原油开采，注汽锅炉的液体出口与闪蒸罐的液体入口相连，闪蒸罐的气体出口与TVC单元相连通；闪蒸罐的液体出口通过管路经第一换热器与第二换热器的液体入口I相连，第二换热器的液体出口与化学除硅单元相连，化学除硅单元的液体出口通过管路经第一换热器与TVC单元相连通；
TVC单元的蒸汽冷凝液出口通过管路经第三换热器与缓存罐的液体入口相连，缓冲罐的液体出口连通至锅炉给水箱；TVC单元的蒸发浓缩液出口与结晶分离单元相连，结晶分离单元设有外排杂盐的排出口，结晶分离单元的二次蒸汽出口连接至闪蒸罐与TVC单元相连通的管路，结晶分离单元产生的多余蒸汽则通过其上的蒸汽出口连接至第四换热器，在第四换热器与流入的软化水进行换热后通过管路输送至锅炉给水箱；
锅炉给水箱与第二换热器的液体入口II相连，第二换热器的气体出口与注汽锅炉相连，第二换热器的液体出口还通过管路与化学除硅单元相连。
优选地，所述化学除硅单元包括通过管路依次相连的调节池、除硅反应池、气浮池及缓存池，除硅反应池中添加有絮凝剂、助凝剂和除硅剂。
进一步优选地，还包括与气浮池相连的污泥脱水机，在除硅反应池中反应产生的硅酸盐沉淀通过污泥脱水机脱出系统，气浮池产生的除硅清液进入缓存池，污泥脱水机产生的滤液进入调节池。
进一步优选地，调节池、除硅反应池、气浮池、污泥脱水机及缓存池内流通的液体温度为40~80℃，缓存池产生的除硅废水经第一换热器后温度为60~90℃。
优选地，除硅反应池中，采用的除硅剂为CaCl2、MgCl2和MgSO4中的一种或几种，使用时配制成质量浓度为2%~6%的溶液，投加量约为理论投加量的1.1~1.5倍；采用的絮凝剂为质量浓度4%~10%的PAC，投加量为20~200ppm；采用的助凝剂为质量浓度为0.1%~0.4%的PAM，投加量为2~20ppm。
优选地，结晶分离单元产生的二次蒸汽温度为105~110℃，进入TVC单元的二次蒸汽量约为结晶分离单元产生的二次蒸汽总量的20%~60%；闪蒸罐产生的闪蒸冷凝液约为整个系统中的高温分离水总量的45%~80%；
优选地，高温分离水经由第二换热器冷却后的浓缩液在调节池内调节pH值为7~10。
本发明还公开了基于上述的注汽锅炉高温分离水回用处理系统的处理方法，包括以下步骤：
1）注汽锅炉产生的高温分离水进入闪蒸罐，产生出温度为120~180℃的二次蒸汽，同时产生部分温度为120~180℃的闪蒸冷凝液，闪蒸罐产生的闪蒸冷凝液为系统中高温分离水总量的45%~80%；
2）闪蒸罐产生的二次蒸汽作为TVC单元的引射蒸汽，携同结晶分离单元产生的二次蒸汽进入TVC单元；
3）闪蒸冷凝液经第一换热器、第二换热器同除硅废水、锅炉给水换热后温度降为40~80℃，然后被送入化学除硅单元；
4）化学除硅单元产生的除硅废水在TVC单元同闪蒸罐产生的二次蒸汽作为引射蒸汽进行换热，产生的蒸发浓缩液进入结晶分离单元；
5）结晶分离单元产生的二次蒸汽温度为105~110℃，进入TVC单元的二次蒸汽量为结晶分离单元产生的二次蒸汽总量的20%~60%；
6）TVC单元产生的蒸汽冷凝液经由第三换热器同软化水换热后温度为60~90℃，经由缓存罐进入锅炉给水箱；
7）结晶分离单元产生的杂盐外运处置，产生的二次蒸汽进入随同闪蒸罐产生的引射蒸汽进入TVC单元进行能量回收利用，结晶分离单元产生的多余蒸汽经由第四换热器同软化水进行换热后进入锅炉给水箱。
优选地，所述化学除硅单元包括通过管路依次相连的调节池、除硅反应池、气浮池及缓存池，除硅反应池中添加有絮凝剂、助凝剂和除硅剂；还包括与气浮池相连的污泥脱水机；
除硅反应池产生的出水泥水混合物在气浮池中进行泥水分离，产生的硅酸盐沉淀通过污泥脱水机脱出系统，气浮池产生的除硅清液进入缓存池，污泥脱水机产生的滤液进入调节池。
优选地，采用的除硅剂为CaCl2、MgCl2和MgSO4中的一种或几种，使用时配制成质量浓度为2%~6%的溶液，投加量约为理论投加量的1.1~1.5倍；采用的絮凝剂为质量浓度4%~10%的PAC，投加量为20~200ppm；采用的助凝剂为质量浓度为0.1%~0.4%的PAM，投加量为2~20ppm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明的公开的注汽锅炉高温分离水回用处理系统，具有以下优点：
1、以注汽锅炉供给软化水作为冷却介质，回收了高温分离水中的热量，不需或减少了冷却介质的消耗量，减少了水处理过程中热量损失、油田注汽开采过程中对注汽锅炉的能量输入。
2、闪蒸罐、TVC单元、结晶分离单元组成的注汽锅炉高温分离水降压，浓缩、结晶系统的能量来源注汽锅炉高温分离水，无需外界提供热量；注汽锅炉高温分离水回用处理系统过程实现能量平衡。闪蒸罐、TVC单元、结晶分离单元组成的高温分离水降压、浓缩、结晶系统对废水中硅、有机污染物、杂盐进一步去除，注汽锅炉饱和干蒸汽中硅含量≤20ug；注汽锅炉产生的高温分离水经处理后同软化给水进入锅炉给水箱作为注汽锅炉的锅炉水回用，系统无废水排放。
3、由调节池、除硅反应池、气浮池、污泥脱水机及缓冲池组成的化学除硅单元，对高温分离水中硅含量耐受范围为30~6000ppm，缓存池出水硅含量≤30 ppm。
4、注汽高温分离水中被富集的有机物、硅以及杂盐中的绝大部分硅、部分有机物和杂盐在气浮池和污泥脱水机以化学污泥沉淀形式脱出系统；在结晶分离单元将剩余硅、有机物和杂盐在以杂盐形式脱出系统，实现注汽锅炉高温分离水的深度处理；有效避免或减少由于水中杂质在炉内进行富集而引起的泡沫层、汽水共腾，造成蒸汽中含盐量急剧增加，保障了注汽锅炉炉内水质、确保了采油注汽的品质要求和注汽锅炉运行的稳定性和安全性。
本发明基于上述系统的处理方法，将注汽锅炉高温分离水除硅、脱盐和去除有机物后，回用于注汽锅炉，注汽锅炉产生干蒸汽的品质满足注汽开采需求；同时对废水及其中含有的热能进行资源化利用，减少或不采用冷却水，实现注汽锅炉高温高盐分离水的近零排放处置和低成本运行。改善了生态环境，对辅助重力泄油技术的节能、节水和持续利用具有非常重要的意义。
附图说明
图1为本发明的注汽锅炉高温高盐分离水回用处理系统结构示意图。
其中，1为第二换热器；2为调节池；3为除硅反应池；4为气浮池；5为污泥脱水机；6为缓存池；7为闪蒸罐；8为TVC单元；9为第三换热器；10为缓存罐；11为锅炉给水箱；12为第一换热器；13为结晶分离单元；14为第四换热器；15为注汽锅炉。
具体实施方式
下面结合具体的附图及实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
如图1所示，本发明公开的一种注汽锅炉高温高盐分离水回用处理系统，包括：第二换热器1、调节池2、除硅反应池3、气浮池4、污泥脱水机5、缓存池6、闪蒸罐7、TVC单元8、第三换热器9、缓存罐10、锅炉给水箱11、第一换热器12、结晶分离单元13、第四换热器和注汽锅炉15。
注汽锅炉15产生的高温分离水温度约为354℃，压力约为14MPa，进入闪蒸罐7；注汽锅炉高温分离水在闪蒸罐7产生二次蒸汽温度约为120~180℃，同时产生部分闪蒸冷凝液，温度约为120~180℃，产生的二次蒸汽作为TVC单元8的引射蒸汽，闪蒸冷凝液经由第一换热器12、第二换热器1同除硅废水、锅炉给水换热后温度约为40~80℃，进入调节池2；调节池2同除硅反应池3连接，在除硅反应池3中投入除硅剂和絮凝剂、助凝剂，形成硅酸盐沉淀，在气浮池4中进行泥水分离，产生的硅酸盐沉淀通过污泥脱水机5脱出系统，气浮池4产生的除硅清液进入缓存池6，污泥脱水机5产生的滤液进入调节池2；闪蒸罐7产生的二次蒸汽作为引射蒸汽在TVC单元8同缓存池6产生的除硅废水进行换热，产生的蒸发浓缩液进入结晶分离单元13，TVC单元8产生的蒸汽冷凝液经由第三换热器9同软化水换热后温度约为40~80℃，经由缓存罐10进入锅炉给水箱11；结晶分离单元13产生的杂盐外运处置，产生的二次蒸汽进入随同闪蒸罐7产生的引射蒸汽进入TVC单元8，进行能量回收利用，结晶分离单元13产生的多余蒸汽经由第四换热器14同软化水进行换热后进入锅炉给水箱11；
调节池2、除硅反应池3、气浮池4、污泥脱水机5、缓存池6的废水温度约为40~80℃。结晶分离单元13产生的二次蒸汽温度约为105~110℃，进入TVC单元8的二次蒸汽量约为结晶分离单元13产生的二次蒸汽总量的20%~60%；缓存池6产生的除硅废水经由第一换热器12后温度约为60~90℃；闪蒸罐7产生的闪蒸冷凝液约为高温分离水的45%~80%；
高温分离水经由冷却后的浓缩液在调节池内调节pH值为7~10；
除硅反应池采用的除硅剂为CaCl2、MgCl2、MgSO4的一种或几种配制成的2-6wt%溶液，投加量约为理论投加量的1.1~1.5倍；除硅反应池采用的絮凝剂为4-10wt%PAC，投加量约为20~200ppm；除硅反应池采用的助凝剂为0.1-0.4wt%PAM，投加量约为2~20ppm；
注汽锅炉高温分离水回用处理系统能量自持，以注汽锅炉的供给软化水作为冷却介质，回收了高温分离水中的热量，无需提供额外的冷却介质；减少了水处理过程中热量损失、油田注汽开采过程中对注汽锅炉的能量输入；闪蒸罐、TVC单元、结晶分离单元组成的注汽锅炉能量来源注汽锅炉高温分离水，无需提供额外热量。
由调节池、除硅反应池、气浮池组成的化学除硅系统，对高温分离水中硅含量耐受范围为30~6000ppm，缓存池出水硅含量≤30 ppm；闪蒸罐、TVC单元、结晶分离单元组成的高温分离水降压、浓缩、结晶系统对废水中硅、有机污染物、阴阳离子进一步去除，注汽锅炉饱和干蒸汽中硅含量≤20ug；
注汽锅炉产生的高温分离水经处理后同软化给水进入锅炉给水箱作为注汽锅炉的锅炉水回用，系统无废水排放；
本发明还公开了一种注汽锅炉高温高盐分离水回用处理方法，包括以下步骤：
1）注汽锅炉产生的高温分离水进入闪蒸罐；注汽锅炉高温分离水在闪蒸罐产生二次蒸汽温度约为120~180℃，同时产生部分闪蒸冷凝液，温度约为120~180℃，闪蒸罐产生的闪蒸冷凝液约为高温分离水的45~80%；
2）闪蒸罐产生的二次蒸汽作为TVC单元的引射蒸汽，携同结晶分离单元产生的二次蒸汽进入TVC单元；
3）闪蒸冷凝液经第一换热器12、第二换热器1同除硅废水、锅炉给水换热后温度约为40~80℃进入调节池，调节池内调节pH为7~10；
4）调节池同除硅反应池连接，在除硅反应池中投入除硅剂和絮凝剂、助凝剂，形成硅酸盐沉淀；除硅剂为CaCl2、MgCl2、MgSO4的一种或几种配置成的2-6wt%溶液，投加量约为理论投加量的1.1~1.5倍；絮凝剂为4-10wt%PAC，投加量约为20~200ppm；除硅反应池采用的助凝剂为0.1-0.4wt%PAM，投加量约为2~20ppm；
5）除硅反应池出水泥水混合物在气浮池中进行泥水分离，产生的硅酸盐沉淀通过污泥脱水机脱出系统，气浮池产生的除硅清液进入缓存池，污泥脱水机产生的滤液进入调节池；
6）缓存池产生的除硅废水在TVC单元同闪蒸罐产生的二次蒸汽作为引射蒸汽进行换热，产生的蒸发浓缩液进入结晶分离单元；
7）结晶分离单元产生的二次蒸汽温度约为105~110℃，进入TVC单元的二次蒸汽量约为结晶分离单元产生的二次蒸汽总量的20~60%；
8）TVC单元产生的蒸汽冷凝液经由第二换热器1同软化水换热后温度约为60~90℃，经由缓存罐进入锅炉给水箱；
9）结晶分离单元产生的杂盐外运处置，产生的二次蒸汽进入随同闪蒸罐产生的引射蒸汽进入TVC单元，进行能量回收利用，结晶分离单元产生的多余蒸汽经由第一换热器12同软化水进行换热后进入锅炉给水箱；
实施例1
1）注汽锅炉产生的高温分离水进入闪蒸罐；注汽锅炉高温分离水在闪蒸罐产生二次蒸汽温度约为140℃，同时产生部分闪蒸冷凝液，温度约为140℃，闪蒸罐产生的闪蒸冷凝液约为高温分离水的60%；
2）闪蒸罐产生的二次蒸汽作为TVC单元的引射蒸汽，携同结晶分离单元产生的二次蒸汽进入TVC单元；
3）闪蒸冷凝液经第一换热器12、第二换热器1同除硅废水、锅炉给水换热后温度约为80℃进入调节池，调节池内调节pH为7~10；
4）调节池同除硅反应池连接，在除硅反应池中投入除硅剂和絮凝剂、助凝剂，形成硅酸盐沉淀；除硅剂为CaCl2配置成的4wt%溶液，投加量约为理论投加量的1.2倍；絮凝剂为6wt%PAC，投加量约为100ppm；除硅反应池采用的助凝剂为0.2wt%PAM，投加量约为6ppm；
5）除硅反应池出水泥水混合物在气浮池中进行泥水分离，产生的硅酸盐沉淀通过污泥脱水机脱出系统，气浮池产生的除硅清液进入缓存池，污泥脱水机产生的滤液进入调节池；
6）缓存池产生的除硅废水在TVC单元同闪蒸罐产生的二次蒸汽作为引射蒸汽进行换热，产生的蒸发浓缩液进入结晶分离单元；
7）结晶分离单元产生的二次蒸汽温度约为105℃，进入TVC单元的二次蒸汽量约为结晶分离单元产生的二次蒸汽总量的40%；
8）TVC单元产生的蒸汽冷凝液经由第二换热器1同软化水换热后温度约为70℃，经由缓存罐进入锅炉给水箱11；
9）结晶分离单元产生的杂盐外运处置，产生的二次蒸汽进入随同闪蒸罐产生的引射蒸汽进入TVC单元，进行能量回收利用，结晶分离单元产生的多余蒸汽经由第一换热器12同软化水进行换热后进入锅炉给水箱11。
实施例2
1）注汽锅炉产生的高温分离水进入闪蒸罐；注汽锅炉高温分离水在闪蒸罐产生二次蒸汽温度约为160℃，同时产生部分闪蒸冷凝液，温度约为160℃，闪蒸罐产生的闪蒸冷凝液约为高温分离水的50%；
2）闪蒸罐产生的二次蒸汽作为TVC单元的引射蒸汽，携同结晶分离单元产生的二次蒸汽进入TVC单元；
3）闪蒸冷凝液经第一换热器12、第二换热器1同除硅废水、锅炉给水换热后温度约为65℃进入调节池，调节池内调节pH为7~10；
4）调节池同除硅反应池连接，在除硅反应池中投入除硅剂和絮凝剂、助凝剂，形成硅酸盐沉淀；除硅剂为MgCl2置成的3wt%溶液，投加量约为理论投加量的1.1倍；絮凝剂为6wt%PAC，投加量约为80ppm；除硅反应池采用的助凝剂为0.2wt%PAM，投加量约为10ppm；
5）除硅反应池出水泥水混合物在气浮池中进行泥水分离，产生的硅酸盐沉淀通过污泥脱水机脱出系统，气浮池产生的除硅清液进入缓存池，污泥脱水机产生的滤液进入调节池；
6）缓存池产生的除硅废水在TVC单元同闪蒸罐产生的二次蒸汽作为引射蒸汽进行换热，产生的蒸发浓缩液进入结晶分离单元；
7）结晶分离单元产生的二次蒸汽温度约为108℃，进入TVC单元的二次蒸汽量约为结晶分离单元产生的二次蒸汽总量的30%；
8）TVC单元产生的蒸汽冷凝液经由第二换热器1同软化水换热后温度约为75℃，经由缓存罐进入锅炉给水箱11；
9）结晶分离单元产生的杂盐外运处置，产生的二次蒸汽进入随同闪蒸罐产生的引射蒸汽进入TVC单元，进行能量回收利用，结晶分离单元产生的多余蒸汽经由第一换热器12同软化水进行换热后进入锅炉给水箱11。
实施例3
1）注汽锅炉产生的高温分离水进入闪蒸罐；注汽锅炉高温分离水在闪蒸罐产生二次蒸汽温度约为160℃，同时产生部分闪蒸冷凝液，温度约为160℃，闪蒸罐产生的闪蒸冷凝液约为高温分离水的50%；
2）闪蒸罐产生的二次蒸汽作为TVC单元的引射蒸汽，携同结晶分离单元产生的二次蒸汽进入TVC单元；
3）闪蒸冷凝液经第一换热器12、第二换热器1同除硅废水、锅炉给水换热后温度约为65℃进入调节池，调节池内调节pH为7~10；
4）调节池同除硅反应池连接，在除硅反应池中投入除硅剂和絮凝剂、助凝剂，形成硅酸盐沉淀；除硅剂为MgCl2置成的6wt%溶液，投加量约为理论投加量的1.1倍；絮凝剂为6wt%PAC，投加量约为160ppm；除硅反应池采用的助凝剂为0.2wt%PAM，投加量约为4ppm；
5）除硅反应池出水泥水混合物在气浮池中进行泥水分离，产生的硅酸盐沉淀通过污泥脱水机脱出系统，气浮池产生的除硅清液进入缓存池，污泥脱水机产生的滤液进入调节池；
6）缓存池产生的除硅废水在TVC单元同闪蒸罐产生的二次蒸汽作为引射蒸汽进行换热，产生的蒸发浓缩液进入结晶分离单元；
7）结晶分离单元产生的二次蒸汽温度约为108℃，进入TVC单元的二次蒸汽量约为结晶分离单元产生的二次蒸汽总量的30%；
8）TVC单元产生的蒸汽冷凝液经由第二换热器1同软化水换热后温度约为75℃，经由缓存罐进入锅炉给水箱11；
9）结晶分离单元产生的杂盐外运处置，产生的二次蒸汽进入随同闪蒸罐产生的引射蒸汽进入TVC单元，进行能量回收利用，结晶分离单元产生的多余蒸汽经由第一换热器12同软化水进行换热后进入锅炉给水箱11.
综上所述，本发明公开的注汽锅炉高温分离水回用处理系统及方法，注汽高温高盐分离水中富集的有机物、硅以及杂盐中的绝大部分硅、部分有机物和杂盐在气浮池和污泥脱水机以化学污泥沉淀形式脱出系统；在结晶分离单元将剩余硅、有机物和杂盐在以杂盐形式脱出系统，实现注汽锅炉高温分离水的深度处理；有效避免或减少由于水中杂质在炉内进行富集而引起的泡沫层、汽水共腾，造成蒸汽中含盐量急剧增加，保障了注汽锅炉炉内水质、确保了采油注汽的品质要求和注汽锅炉运行的稳定性和安全性。本发明将注汽锅炉高温分离水除硅、脱盐和去除有机物后，回用于注汽锅炉，注汽锅炉产生干蒸汽的品质满足注汽开采需求；同时对废水及其中含有的热能进行资源化利用，减少或不采用冷却水，实现注汽锅炉高温分离水的近零排放处置和低成本运行。改善了生态环境，对辅助重力泄油技术的节能、节水和可持续利用具有非常重要的意义。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种注汽锅炉高温分离水回用处理系统，其特征在于，包括：注汽锅炉（15）、四级换热单元、化学除硅单元、闪蒸罐（7）、TVC单元（8）、缓存罐（10）、锅炉给水箱（11）和结晶分离单元（13）；所述四级换热单元包括第一换热器（12）、第二换热器（1）、第三换热器（9）及第四换热器（14）；
注汽锅炉（15）产生的饱和干蒸汽用于注地原油开采，注汽锅炉（15）的液体出口与闪蒸罐（7）的液体入口相连，闪蒸罐（7）的气体出口与TVC单元（8）相连通；闪蒸罐（7）的液体出口通过管路经第一换热器（12）与第二换热器（1）的液体入口I相连，第二换热器（1）的液体出口与化学除硅单元相连，化学除硅单元的液体出口通过管路经第一换热器（12）与TVC单元（8）相连通；
TVC单元（8）的蒸汽冷凝液出口通过管路经第三换热器（9）与缓存罐（10）的液体入口相连，缓冲罐（10）的液体出口连通至锅炉给水箱（11）；TVC单元（8）的蒸发浓缩液出口与结晶分离单元（13）相连，结晶分离单元（13）设有外排杂盐的排出口，结晶分离单元（13）的二次蒸汽出口连接至闪蒸罐（7）与TVC单元（8）相连通的管路，结晶分离单元（13）产生的多余蒸汽则通过其上的蒸汽出口连接至第四换热器（14），在第四换热器（14）与流入的软化水进行换热后通过管路输送至锅炉给水箱（11）；
锅炉给水箱（11）与第二换热器（1）的液体入口II相连，第二换热器（1）的气体出口与注汽锅炉（15）相连，第二换热器（1）的液体出口还通过管路与化学除硅单元相连。
2.根据权利要求1所述的注汽锅炉高温分离水回用处理系统，其特征在于，所述化学除硅单元包括通过管路依次相连的调节池（2）、除硅反应池（3）、气浮池（4）及缓存池（6），除硅反应池（3）中添加有絮凝剂、助凝剂和除硅剂。
3.根据权利要求2所述的注汽锅炉高温分离水回用处理系统，其特征在于，还包括与气浮池（4）相连的污泥脱水机（5），在除硅反应池（3）中反应产生的硅酸盐沉淀通过污泥脱水机（5）脱出系统，气浮池（4）产生的除硅清液进入缓存池（6），污泥脱水机（5）产生的滤液进入调节池（2）。
4.根据权利要求3所述的注汽锅炉高温分离水回用处理系统，其特征在于，调节池（2）、除硅反应池（3）、气浮池（4）、污泥脱水机（5）及缓存池（6）内流通的液体温度为40~80℃，缓存池（6）产生的除硅废水经第一换热器（12）后温度为60~90℃。
5.根据权利要求2所述的注汽锅炉高温分离水回用处理系统，其特征在于，除硅反应池（3）中，采用的除硅剂为CaCl2、MgCl2和MgSO4中的一种或几种，使用时配制成质量浓度为2%~6%的溶液，投加量为理论投加量的1.1~1.5倍；采用的絮凝剂为质量浓度4%~10%的PAC，投加量为20~200ppm；采用的助凝剂为质量浓度为0.1%~0.4%的PAM，投加量为2~20ppm。
6.根据权利要求1所述的注汽锅炉高温分离水回用处理系统，其特征在于，结晶分离单元（13）产生的二次蒸汽温度为105~110℃，进入TVC单元的二次蒸汽量为结晶分离单元（13）产生的二次蒸汽总量的20%~60%；闪蒸罐（7）产生的闪蒸冷凝液为整个系统中的高温分离水总量的45%~80%。
7.根据权利要求1所述的注汽锅炉高温分离水回用处理系统，其特征在于，高温分离水经由第二换热器（1）冷却后的浓缩液在调节池（2）内调节pH值为7~10。
8.基于权利要求1所述的注汽锅炉高温分离水回用处理系统的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）注汽锅炉（15）产生的高温分离水进入闪蒸罐（7），产生出温度为120~180℃的二次蒸汽，同时产生部分温度为120~180℃的闪蒸冷凝液，闪蒸罐（7）产生的闪蒸冷凝液为系统中高温分离水总量的45%~80%；
2）闪蒸罐产生的二次蒸汽作为TVC单元（8）的引射蒸汽，携同结晶分离单元（13）产生的二次蒸汽进入TVC单元（8）；
3）闪蒸冷凝液经第一换热器（12）、第二换热器（1）同除硅废水、锅炉给水换热后温度降为40~80℃，然后被送入化学除硅单元；
4）化学除硅单元产生的除硅废水在TVC单元（8）同闪蒸罐（7）产生的二次蒸汽作为引射蒸汽进行换热，产生的蒸发浓缩液进入结晶分离单元（13）；
5）结晶分离单元（13）产生的二次蒸汽温度为105~110℃，进入TVC单元（8）的二次蒸汽量为结晶分离单元（13）产生的二次蒸汽总量的20%~60%；
6）TVC单元（8）产生的蒸汽冷凝液经由第三换热器（9）同软化水换热后温度为60~90℃，经由缓存罐（10）进入锅炉给水箱（11）；
7）结晶分离单元（13）产生的杂盐外运处置，产生的二次蒸汽进入随同闪蒸罐（7）产生的引射蒸汽进入TVC单元（8）进行能量回收利用，结晶分离单元（13）产生的多余蒸汽经由第四换热器（14）同软化水进行换热后进入锅炉给水箱（11）。
9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，所述化学除硅单元包括通过管路依次相连的调节池（2）、除硅反应池（3）、气浮池（4）及缓存池（6），除硅反应池（3）中添加有絮凝剂、助凝剂和除硅剂；还包括与气浮池（4）相连的污泥脱水机（5）；
除硅反应池（3）产生的出水泥水混合物在气浮池（4）中进行泥水分离，产生的硅酸盐沉淀通过污泥脱水机脱出系统，气浮池（4）产生的除硅清液进入缓存池（6），污泥脱水机产生的滤液进入调节池（2）。
10.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，除硅反应池（3）中，采用的除硅剂为CaCl2、MgCl2和MgSO4中的一种或几种，使用时配制成质量浓度为2%~6%的溶液，投加量为理论投加量的1.1~1.5倍；采用的絮凝剂为质量浓度4%~10%的PAC，投加量为20~200ppm；采用的助凝剂为质量浓度为0.1%~0.4%的PAM，投加量为2~20ppm。
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