CN114349142A - 稠油污水除硅反应器及稠油污水处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种稠油污水除硅反应器，涉及污水处理设备技术领域，包括：立式罐体、立式管道和多个喷射头，立式管道固定设置于立式罐体内，立式管道沿立式罐体的高度方向延伸，立式管道用于与立式罐体外的污水进水管连通，立式管道的顶部设有开口，开口处设置有旋流防止器，多个喷射头绕立式管道的周向布设，且喷射头靠近立式管道的顶端设置，喷射头用于与立式罐体外的除硅剂进入管连通，各喷射头均朝远离立式管道的方向喷射除硅剂，立式罐体底部设置有排污口；本发明还提供了一种稠油污水处理系统，包括：如上所述的稠油污水除硅反应器，本发明提供的稠油污水除硅反应器及稠油污水处理系统便于对稠油污水进行除硅处理。

Description

稠油污水除硅反应器及稠油污水处理系统
技术领域
本发明涉及污水处理设备技术领域，特别是涉及一种稠油污水除硅反应器及稠油污水处理系统。
背景技术
稠油污水具有水温高、悬浮物含量高、有机物含量高等特点，现阶段油田主要将稠油污水处理后回用热采锅炉。高含硅、含盐的污水回用锅炉，已造成锅炉、注汽管网、油井等不同程度的结垢，锅炉饱和烧频次增多，无法保证过热蒸汽品质，锅炉的运行存在安全隐患，一旦因受热不均匀导致发生锅炉爆炸事故，带来的后果将非常严重。稠油污水的除硅处理一直是困扰稠油开采地区的一大难题。
近年来由于稠油污水开采模式的转变，过热蒸汽开发模式所占比重逐年增大，在已开发的区块，配套建设高压注汽锅炉中湿蒸汽锅炉占比23%，燃煤流化床锅炉及过热锅炉占比77%。各种锅炉的给水水质要求不同，其中过热锅炉、燃煤流化床锅炉给水指标高于湿蒸汽锅炉给水指标。所以现有稠油污水深度除硅处理已变得迫在眉睫。
针对稠油污水中日渐上涨的二氧化硅含量，围绕回用锅炉这一目标，各大油田提出“先除硅后净化”的污水处理理念，多数采用现有污水处理系统中建设和嵌入了化学沉降除硅单元。除硅单元位于调储罐出口与混凝反应器/气浮净化单元之间。然而现有的除硅装置无论是结构设计还是工艺设计均不成熟，严重的影响了正常生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种稠油污水除硅反应器及稠油污水处理系统，以解决上述现有技术存在的问题，便于对稠油污水进行除硅处理。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种稠油污水除硅反应器，包括：立式罐体、立式管道和多个喷射头，所述立式管道固定设置于所述立式罐体内，所述立式管道沿所述立式罐体的高度方向延伸，所述立式管道用于与所述立式罐体外的污水进水管连通，所述立式管道的顶部设有开口，所述开口处设置有旋流防止器，多个所述喷射头绕所述立式管道的周向布设，且所述喷射头靠近所述立式管道的顶端设置，所述喷射头用于与所述立式罐体外的除硅剂进入管连通，各所述喷射头均朝远离所述立式管道的方向喷射所述除硅剂，所述立式罐体底部设置有排污口。
优选的，所述喷射头上固定设置有一散射套筒，所述散射套筒呈喇叭口状，所述散射套筒的小端套设于所述喷射头上，且所述喷射头的喷口处的外径小于所述散射套筒小端开口的内径，所述喷射头所喷出的除硅剂范围大于所述旋流防止器所排出的污水范围。
优选的，所述立式管道与所述立式罐体同轴设置，所述喷射头和与所述喷射头连通的管线固定设置于所述立式管道上。
优选的，所述立式罐体上还设置有通气孔、量油口、透光口、导波雷达液位计口、双金属温度计口、溢流口、清扫口和人孔，所述溢流口设置于所述立式罐体靠近顶部的部分罐壁上。
本发明还提供了一种稠油污水处理系统，包括：如上所述的稠油污水除硅反应器。
优选的，还包括至少一个调储罐，所述调储罐用于直接接收油区来水，所述调储罐通过所述污水进水管与所述立式管道连通，所述污水进水管上设置有第一气浮提升泵，所述第一气浮提升泵用于将所述调储罐内的污水泵至所述立式管道内并通过所述旋流防止器排出。
优选的，还包括至少一个第一循环泵，所述第一循环泵的进液口和所述污水进水管连通，所述第一循环泵的出液口和所述除硅剂进入管连通，所述第一循环泵用于将所述污水进水管内的部分污水泵至所述除硅剂进入管中与除硅剂混合。
优选的，还包括至少一个第二循环泵，所述第二循环泵的进液口与所述立式罐体靠近顶端的部分腔体连通，所述立式罐体的底部设置有进液口，所述立式罐体底部的进液口与所述排污口相对设置，所述第二循环泵的出液口与所述立式罐体底部的进液口连通，所述第二循环泵用于将所述立式罐体上腔体的液体泵至所述立式罐体的底部且液体流向所述排污口。
优选的，还包括污泥沉降池和万方水池，所述排污口通过管路连通至所述污泥沉降池，所述立式罐体靠近顶部的部分设置有溢流口，所述溢流口通过管路连通至所述万方水池。
优选的，还包括混凝反应器/气浮单元和第二气浮提升泵，所述第二气浮提升泵的进液口与所述立式罐体上腔体连通，所述第二气浮提升泵的出液口和所述混凝反应器/气浮单元连通。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供的稠油污水除硅反应器采用上布水下集水的方式来对污水进行处理，且多个喷射头能够对立式罐体内的污水产生扰动，增加除硅剂与污水的混合程度，进而达到较好的除硅效果。
进一步的，喷射头上固定设置有散射套筒，在喷口喷射液体的过程中，散射套筒与喷口处形成水力真空，带动喷射头周边大流量污水与药剂充分反应，提高了混合效率。
本发明还提供了一种稠油污水处理系统，第一循环泵用于将污水进水管内的部分污水泵至除硅剂进入管中与除硅剂混合，且第一循环泵增加了喷射头射出液体的动力，增强了对污水的扰动效果，除硅药剂加入污水中，通过高速喷射的水流冲散，避免污水中药剂局部过浓，造成碳酸盐、硅酸盐大颗粒物的迅速形成。
进一步的，还设置有第二循环泵，第二循环泵用于将立式罐体上腔体的液体泵至立式罐体的底部且液体流向排污口，以便于通过排污口将立式罐体底部的污垢排出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例一提供的稠油污水除硅反应器的结构示意图；
图2为实施例二提供的稠油污水处理系统的流程图；
图3为实施例一提供的稠油污水除硅反应器中喷射头和散射套筒的结构示意图；
图中：1-立式罐体、2-立式管道、3-喷射头、4-排污口、5-旋流防止器、6-透光口、7-量油口、8-导波雷达液位计口、9-通气孔、10-稠油污水除硅反应器、11-调储罐、12-第一循环泵、13-第一气浮提升泵、14-第二气浮提升泵、15-污水进水管、16-除硅剂进入管、17-溢流口、18-油区来水管、19-混凝反应器/气浮单元连通管、20-污泥沉降池连通管、21-万方水池连通管、22-散射套筒。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种稠油污水除硅反应器及稠油污水处理系统，以解决现有技术存在的问题，便于对稠油污水进行除硅处理。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
本实施例提供一种稠油污水除硅反应器10，如图1和图3所示，包括：立式罐体1、立式管道2和多个喷射头3，喷射头3的数量优选为6~10根，立式管道2固定设置于立式罐体1内，立式管道2沿立式罐体1的高度方向延伸，立式管道2用于与立式罐体1外的污水进水管15连通，立式管道2的顶部设有开口，开口处设置有旋流防止器5，旋流防止器5进行均匀布水，多个喷射头3绕立式管道2的周向布设，且喷射头3靠近立式管道2的顶端设置，喷射头3用于与立式罐体1外的除硅剂进入管16连通，各喷射头3均朝远离立式管道2的方向喷射除硅剂，立式罐体1底部设置有排污口4，排污口4设置于底部侧壁上。
本实施例提供的稠油污水除硅反应器10采用上布水下集水的方式来对污水进行处理，且多个喷射头3能够对立式罐体1内的污水产生扰动，增加除硅剂与污水的混合程度，进而达到较好的除硅效果。
进一步的，喷射头3所喷出的除硅剂范围大于旋流防止器5所排出的污水范围。
进一步的，喷射头3上固定设置有一散射套筒22，散射套筒22呈喇叭口状，散射套筒22的小端套设于喷射头3上，且喷射头3的喷口处的外径小于散射套筒22小端开口的内径，喷射头3的喷口伸进散射套筒22内一定的长度，喷射头3位于散射套筒22内的部分结构的外壁与散射套筒22的内壁之间存在间隔，在喷口喷射液体的过程中，该间隔中原来存在的液体会被喷口所喷射的液体带出，该间隔中的液体被带出后，该间隔即处于真空状态，该间隔外的液体在真空吸引力下会流至该间隔内，从而在该间隔内形成一个循环旋流，进而带动喷射头3周边大流量污水与药剂充分反应，提高了混合效率。
进一步的，立式管道2与立式罐体1同轴设置，立式管道2的底部固定设置于立式罐体1上，喷射头3和与喷射头3连通的管线固定设置于立式管道2上，立式管道2为喷射头3提供建设基础。
进一步的，立式罐体1上还设置有通气孔9、量油口7、透光口6、导波雷达液位计口8、双金属温度计口、溢流口17、清扫口和人孔，溢流口17设置于立式罐体1靠近顶部的部分罐壁上，溢流口17的高度高于立式管道2和喷射头3，设置溢流口17以防止立式罐体1内的液位过高而影响使用。
实施例二
本实施例提供了一种稠油污水处理系统，如图2所示，包括：实施例一中所述的稠油污水除硅反应器10。
进一步的，稠油污水处理系统还包括至少一个调储罐11，调储罐11用于直接接收油区来水，油区来水进入调储罐11进行缓冲调节处理，调储罐11通过污水进水管15与立式管道2连通，污水进水管15上设置有第一气浮提升泵13，第一气浮提升泵13用于将调储罐11内的污水泵至立式管道2内并通过旋流防止器5排出。
进一步的，稠油污水处理系统还包括至少一个第一循环泵12，优选为管道离心泵，扬程选择与立式罐体1高度有关，即扬程为立式罐体1高度的8~10倍，泵循环量为设计处理量1/10，第一循环泵12的进液口和污水进水管15连通，第一循环泵12的出液口和除硅剂进入管16连通，且连通位置在立式罐体1内，在图2中未示出，第一循环泵12用于将污水进水管15内的部分污水泵至除硅剂进入管16中与除硅剂混合，且第一循环泵12增加了喷射头3射出液体的动力，增强了对污水的扰动效果，除硅药剂加入污水中，通过高速喷射的水流冲散，避免污水中药剂局部过浓，造成碳酸盐、硅酸盐大颗粒物的迅速形成。
进一步的，稠油污水处理系统还包括至少一个第二循环泵，第二循环泵未在附图中示出，第二循环泵的进液口与立式罐体1靠近顶端的部分腔体连通，立式罐体1的底部设置有进液口，立式罐体1底部的进液口与排污口4相对设置，第二循环泵的出液口与立式罐体1底部的进液口连通，第二循环泵用于将立式罐体1上腔体的液体泵至立式罐体1的底部且液体流向排污口4，在液体的冲力作用下，立式罐体1底部的污垢会随着液流流至排污口4，以便于通过排污口4将立式罐体1底部的污垢排出。
进一步的，稠油污水处理系统还包括污泥沉降池和万方水池，排污口4通过管路连通至污泥沉降池，立式罐体1靠近顶部的部分设置有溢流口17，溢流口17通过管路连通至万方水池。
进一步的，稠油污水处理系统还包括混凝反应器/气浮单元和第二气浮提升泵14，第二气浮提升泵14的进液口与立式罐体1上腔体连通，第二气浮提升泵14的出液口和混凝反应器/气浮单元连通，混凝反应器/气浮单元代表为“或”的关系，即第二气浮提升泵14的出液口用于和混凝反应器或气浮单元连通，混凝反应器和气浮单元用于对污水进行进一步的处理；混凝反应器是在混凝剂的作用下，使污水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，然后予以分离除去的装置，气浮单元用于去除污水中的悬浮物，利用大量微小气泡与悬浮物结合，使悬浮物上浮到污水表面，然后收集处理这些悬浮物。
本发明所述的稠油污水是指油田生产过程中产生的稠油污水，除了含有无机盐外，还含有石油类、固体悬浮物等其他杂质。
应用实例1：某油田1#稠油联合处理站，采用了本发明所设计的稠油污水除硅反应器10及稠油污水处理系统后，废弃了原建设的除硅管线式反应器。停止了每月物理清垢施工的现状。彻底解决了后续污水处理工艺管线、罐体、设备结垢问题。同时采用本设计工艺后，现场稠油污水油含量、固体悬浮物含量、硅含量、硬度均有明显下降，具体结果见表1。
表1
Figure 450451DEST_PATH_IMAGE001
应用实例2：某油田2#稠油联合处理站，主要作为高干度湿蒸汽发生器的供水水源，对硅含量要求更高，要求硅含量≤30mg/L，采用了本发明所设计的稠油污水除硅反应器10及稠油污水处理系统后，现场稠油污水油含量、固体悬浮物含量、硅含量、硬度均能实现稳定达标，具体结果见表2。
表2
Figure 711799DEST_PATH_IMAGE002
同时进口油含量500mg/L，出口降至80mg/L以下，该含盐废水中，Cl-含量为11000mg/L、SO4 2-含量为160mg/L、总硬度为2800mg/L、石油类含量为20mg/L、固体悬浮物含量为90mg/L、CODCr为190mg/L、温度为70℃。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种稠油污水除硅反应器，其特征在于：包括：立式罐体、立式管道和多个喷射头，所述立式管道固定设置于所述立式罐体内，所述立式管道沿所述立式罐体的高度方向延伸，所述立式管道用于与所述立式罐体外的污水进水管连通，所述立式管道的顶部设有开口，所述开口处设置有旋流防止器，多个所述喷射头绕所述立式管道的周向布设，且所述喷射头靠近所述立式管道的顶端设置，所述喷射头用于与所述立式罐体外的除硅剂进入管连通，各所述喷射头均朝远离所述立式管道的方向喷射所述除硅剂，所述立式罐体底部设置有排污口。
2.根据权利要求1所述的稠油污水除硅反应器，其特征在于：所述喷射头上固定设置有一散射套筒，所述散射套筒呈喇叭口状，所述散射套筒的小端套设于所述喷射头上，且所述喷射头的喷口处的外径小于所述散射套筒小端开口的内径，所述喷射头所喷出的除硅剂范围大于所述旋流防止器所排出的污水范围。
3.根据权利要求1所述的稠油污水除硅反应器，其特征在于：所述立式管道与所述立式罐体同轴设置，所述喷射头和与所述喷射头连通的管线固定设置于所述立式管道上。
4.根据权利要求1所述的稠油污水除硅反应器，其特征在于：所述立式罐体上还设置有通气孔、量油口、透光口、导波雷达液位计口、双金属温度计口、溢流口、清扫口和人孔，所述溢流口设置于所述立式罐体靠近顶部的部分罐壁上。
5.一种稠油污水处理系统，其特征在于：包括：权利要求1~4任意一项所述的稠油污水除硅反应器。
6.根据权利要求5所述的稠油污水处理系统，其特征在于：还包括至少一个调储罐，所述调储罐用于直接接收油区来水，所述调储罐通过所述污水进水管与所述立式管道连通，所述污水进水管上设置有第一气浮提升泵，所述第一气浮提升泵用于将所述调储罐内的污水泵至所述立式管道内并通过所述旋流防止器排出。
7.根据权利要求5所述的稠油污水处理系统，其特征在于：还包括至少一个第一循环泵，所述第一循环泵的进液口和所述污水进水管连通，所述第一循环泵的出液口和所述除硅剂进入管连通，所述第一循环泵用于将所述污水进水管内的部分污水泵至所述除硅剂进入管中与除硅剂混合。
8.根据权利要求5所述的稠油污水处理系统，其特征在于：还包括至少一个第二循环泵，所述第二循环泵的进液口与所述立式罐体靠近顶端的部分腔体连通，所述立式罐体的底部设置有进液口，所述立式罐体底部的进液口与所述排污口相对设置，所述第二循环泵的出液口与所述立式罐体底部的进液口连通，所述第二循环泵用于将所述立式罐体上腔体的液体泵至所述立式罐体的底部且液体流向所述排污口。
9.根据权利要求5所述的稠油污水处理系统，其特征在于：还包括污泥沉降池和万方水池，所述排污口通过管路连通至所述污泥沉降池，所述立式罐体靠近顶部的部分设置有溢流口，所述溢流口通过管路连通至所述万方水池。
10.根据权利要求5所述的稠油污水处理系统，其特征在于：还包括混凝反应器/气浮单元和第二气浮提升泵，所述第二气浮提升泵的进液口与所述立式罐体上腔体连通，所述第二气浮提升泵的出液口和所述混凝反应器/气浮单元连通。
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