CN210133972U - 一种含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统,包括负压装置、气提装置、电解氧化装置和pH控制装置;其中所述负压装置的气体出口与所述气提装置的气体入口连接,所述负压装置的液体出口与所述电解氧化装置的液体入口连接,所述pH控制装置的液体出口与所述电解氧化装置的液体入口连接。该含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统有效提高了脱硫效率,减少了设备体积,降低了运行成本;其中负压装置和气提装置提高了含硫污水中气态H2S分离效率,电解氧化装置用于电解氧化硫化物过程中无需添加絮凝剂,氧化剂等化学药品,降低了成本;此外整个装置占地小,操作简单,污泥量少,是一种清洁的处理装置,具有很高的灵活性。

Description

一种含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统
技术领域
本实用新型涉及天然气开采技术领域。更具体地,涉及一种含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统。
背景技术
含硫气田产出水处理方法主要有气提法、生物氧化法、化学沉淀法、化学氧化法等。其中,气提法采用引入气体介质,来破坏原气液两相平衡并建立一种新的气液平衡状态,使溶液中的要被分离的组分由于分压降低而解吸出来,但是气提法只能脱除污水中以分子形式存在的硫化氢。生物氧化法是培养生物菌氧化污水中硫化物,培养生物菌种受温度、场地的影响。然而,生物氧化法对污水含硫浓度有要求,当污水含硫浓度高时,需要进行预处理。化学沉淀法向水中投放化学药剂与水中的硫化物发生反应生成难溶于水的盐类,形成沉淀,从而降低水中硫化物含量的方法。化学沉淀法药剂费用大,运行成本高。化学氧化法是利用硫化物的还原性,通过加入一定量的氧化剂使硫化物氧化为单质硫或者硫酸根(SO4 2-),将硫化物从污水中去除。化学氧化法适于低含硫污水处理,否则投加氧化剂成本较高,而且投加氧化剂也会腐蚀污水处理设施及管道。
因此,本实用新型提供了一种含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统,以解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的一个目的在于提供一种含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统,该装置将气提方法和电解氧化方法组合,具有工艺流程短、设施体积小、除硫效率高等优势,至少解决了现有技术中存在的设施体积大、占地面积大,运行维护管理难度大、成本高等之一的问题。
为达到上述目的,本实用新型采用下述技术方案:
一种含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统,包括负压装置、气提装置、电解氧化装置和pH控制装置;其中所述负压装置的气体出口与所述气提装置的气体入口连接,所述负压装置的液体出口与所述电解氧化装置的液体入口连接,所述pH控制装置的液体出口与所述电解氧化装置的液体入口连接;所述负压装置用于降低含硫污水中气态H2S分离压力;所述气提装置用于脱除含硫气田产出水中以分子形态存在的H2S;所述电解氧化装置用于电解氧化含硫气田产出水中的H2S和硫化物;所述pH控制装置用于调整电解氧化装置中的pH值。
优选地,所述负压装置为污水负压罐。
优选地,所述电解氧化装置为电解氧化池。
优选地,所述含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统还包括去气脱硫装置;所述去气脱硫装置的气体入口连接所述气提装置的气体出口;所述去气脱硫装置用于回收脱出的气态H2S。
优选地,所述含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统还包括清水池;所述清水池的液体入口连接所述电解氧化装置的液体出口;所述清水池用于分离电解氧化装置处理后的含硫气田产出水中的固体物质。
优选地,所述含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统还包括污泥浓缩池;所述污泥浓缩池的液体入口连接所述清水池的液体出口;所述污泥浓缩池用于将含水固体物质脱水。
优选地,所述污泥浓缩池的液体出口连接所述清水池的液体入口,实现含硫气田产出水中固体物质的循环脱除。
优选地,所述电解氧化池包括多组电极。
优选地,所述电极至少为四组。
优选地,所述电极为Ti/IrO2电极。
优选地,所述含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统还包括第一污水泵;所述第一污水泵的液体出口连接所述负压装置的液体入口;所述第一污水泵用于将含硫气田产出水泵入负压装置中。
优选地,所述含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统还包括鼓风机;所述鼓风机的气体出口连接所述负压装置的气体入口;所述鼓风机用于将空气鼓入污水负压罐中。
优选地,所述含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统还包括设于所述负压装置和所述电解氧化装置之间的第二污水泵;所述第二污水泵的液体入口连接所述负压装置的液体出口,所述第二污水泵的液体出口连接所述电解氧化装置的液体入口;所述第二污水泵用于将经负压装置脱硫后的含硫气田产出水泵入电解氧化装置中。
本实用新型的有益效果如下:
本实用新型提供的含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统有效提高了脱硫效率,减少了设备体积,降低了运行成本;其中负压装置和气提装置提高了含硫污水中气态H2S分离效率,电解氧化装置用于电解氧化硫化物过程中无需添加絮凝剂,氧化剂等化学药品,降低了成本;此外整个装置占地小,操作简单,污泥量少,是一种清洁的处理装置,具有很高的灵活性。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本实用新型提供的含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统的示意图;
图2示出图1中A-A向剖视图;
其中,1-负压装置,2-气提装置,3-电解氧化装置,31-电极,4-pH控制装置,5-清水池,6-污泥浓缩池,7-去气脱硫装置,101-第一污水泵,102-鼓风机,103-第二污水泵。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型,下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解,下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的,不应以此限制本实用新型的保护范围。
为解决现有含硫气田产出水处理装置对含硫气田产出水中的硫化物进行多级脱除处理、工艺流程长、设施体积大、占地面积大、运行维护管理难度大、成本高等问题,本实用新型提出了一种含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统,该装置占地面积小,操作简单,运行成本低。
具体地,结合图1,本实用新型提供了一种含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统包括负压装置1、气提装置2、电解氧化装置3和pH控制装置4;其中所述负压装置1的气体出口与所述气提装置2的气体入口连接,所述负压装置1的液体出口与所述电解氧化装置3的液体入口连接,所述pH控制装置4的液体出口与所述电解氧化装置3的液体入口连接;所述负压装置用于降低含硫污水中气态H2S分离压力,有利于气态H2S分离;所述气提装置用于脱除含硫气田产出水中以分子形态存在的H2S;所述电解氧化装置用于电解氧化含硫气田产出水中的H2S和硫化物;所述pH控制装置用于调整电解氧化装置中的pH值;本实用新型通过负压装置和气提装置配合设置,有助于降低含硫气田产出水中气态H2S分压,更利于气态H2S从含硫气田产出水中分离,提高了含硫气田产出水中气态H2S的分离效率,有助于减少后续脱硫处理工艺装置脱负荷;使用电解氧化装置进一步去除含硫气田产出水中硫化物,其将硫化物直接氧化反应为硫酸盐,加快了反应速度,减少了絮凝剂、氧化剂等化学剂添加量,降低了运行成本;该含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统具有工艺流程短,设施体积小和除硫效率高等优势。
进一步地,在本实用新型的一个优选的实施方式中,所述负压装置1为污水负压罐。
进一步地,在本实用新型的一个优选的实施方式中,所述电解氧化装置3为电解氧化池。
此外,为进一步提高电解氧化效率,在本实用新型的一个优选的实施方式中,所述电解氧化池3包括多组电极31;进一步地,所述电极31至少为四组;所述电极为Ti/IrO2电极;Ti/IrO2电极主要参加氧化反应,在氯离子存在的情况下可产生次氯酸,硫化物直接氧化反应为硫酸盐的氧化过程,从而去除含硫气田产出水中硫化物。如下式所示:
ClO-+HS-→Cl-+S+OH- (1);
S+3Cl-+2OH-→SO4 -+3Cl-+H2O (2)。
进一步地,在本实用新型的一个优选的实施方式中,所述含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统还包括第一污水泵101;所述第一污水泵101的液体出口连接所述负压装置1的液体入口,从而将含硫气田产出水泵入负压装置中。
进一步地,在本实用新型的一个优选的实施方式中,所述含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统还包括鼓风机102;所述鼓风机102的气体出口连接所述负压装置1的气体入口,从而将空气鼓入污水负压罐中与含硫气田产出水充分混合。
进一步地,在本实用新型的一个优选的实施方式中,所述含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统还包括设于所述负压装置1和所述电解氧化装置3之间的第二污水泵103;所述第二污水泵103的液体入口连接所述负压装置1的液体出口,所述第二污水泵103的液体出口连接所述电解氧化装置3的液体入口,从而将经负压装置脱硫后的含硫气田产出水泵入电解氧化装置中。
为了将电解氧化装置处理后的含硫气田产出水中固体物质分离,在本实用新型的一个优选的实施方式中,所述含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统还包括清水池5;所述清水池5的液体入口连接所述电解氧化装置3的液体出口。
为了将清水池中沉淀的含水固体物质脱水,在本实用新型的一个优选的实施方式中,所述含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统还包括污泥浓缩池6;所述污泥浓缩池6的液体入口连接所述清水池5的液体出口;此外,为进一步分离含硫气田产出水中固体物质,所述污泥浓缩池6的液体出口连接所述清水池5的液体入口,从而将浓缩脱水后的脱出水返回清水池再一次进行分离。
为了避免脱出气态H2S排放空气中,及脱出气态H2S处理后回收,在本实用新型的一个优选的实施方式中,所述含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统还包括去气脱硫装置7;所述去气脱硫装置7的气体入口连接所述气提装置2的气体出口。
此外,本领域技术人员可以理解的是,本实用新型提供的含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统中各装置之间可通过管路连接;进一步地,可以理解的是,所述管路上还可设有必要的阀门,所述阀门可以为两通阀门,也可为三通阀门。本实用新型提到的污水负压罐、气提装置、电解氧化池、pH控制装置、清水池、污泥浓缩池、去气脱硫装置、第一污水泵、鼓风机和第二污水泵如无特殊说明采用市面上常用的污水负压罐、气提装置、电解氧化池、pH控制装置、清水池、污泥浓缩池、去气脱硫装置、污水泵和鼓风机即可。
在本实用新型的一个优选的实施方式中,所述含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统用于脱除含硫气田产出水中硫时,包括如下步骤:
含硫气田产出水经第一污水泵加压后进入污水负压罐,经罐内设置进水分布喷头均匀喷射中部设置的填料上,含硫气田产出水在填料上均匀分布;通过鼓风机将空气鼓入污水负压罐与含硫气田产出水充分混合,通过负压将含硫气田产出水中气态H2S从水中分离进入气提装置,可脱除含硫气田产出水中80~90wt%的H2S,H2S浓度降低到300~600mg/L;
污水负压罐中的含硫气田产出水经第二污水泵进入电解氧化池进行电解氧化处理,其中如图2所示,电解氧化池中设4组Ti/IrO2电极,间距90cm~120cm,将电解氧化池分为三间,在该电解氧化池中含硫气田产出水停留时间至少为60分钟;通过pH控制装置将电解氧化池中pH控制在5.5,并根据含硫气田产出水中Cl-含量添加NaClO,电流密度为15~20m A/cm电解含硫气田产出水中硫化物,将含硫气田产出水中的硫化物转化为了硫酸根,硫化物去除达到98wt%,COD去除率达到92wt%,达到一级排放标准;
经电解氧化池处理后的含硫气田产出水进入清水池,将其中固体物质分离,再经消毒杀菌检验合格后加压回注;将电解氧化池和清水池中的污泥,排入污泥浓缩池浓缩脱水后,外运填埋,污泥浓缩池的脱出水返回清水池。
本实用新型提供了一种含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统,负压装置、气提装置和电解氧化装置之间相互配合,协同作用,使得占地面积减少,且提高了脱硫效率,降低了生成成本,解决了现有技术中存在的工艺流程长、设施体积大、占地面积大、运行维护管理难度大、成本高等问题。
显然,本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例,而并非是对本实用新型的实施方式的限定,对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无法对所有的实施方式予以穷举,凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统,其特征在于,所述含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统包括负压装置、气提装置、电解氧化装置和pH控制装置;其中所述负压装置的气体出口与所述气提装置的气体入口连接,所述负压装置的液体出口与所述电解氧化装置的液体入口连接,所述pH控制装置的液体出口与所述电解氧化装置的液体入口连接。
2.根据权利要求1所述的含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统,其特征在于,所述含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统还包括去气脱硫装置;所述去气脱硫装置的气体入口连接所述气提装置的气体出口。
3.根据权利要求1或2所述的含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统,其特征在于,所述含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统还包括清水池;所述清水池的液体入口连接所述电解氧化装置的液体出口。
4.根据权利要求3所述的含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统,其特征在于,所述含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统还包括污泥浓缩池;所述污泥浓缩池的液体入口连接所述清水池的液体出口。
5.根据权利要求1或2所述的含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统,其特征在于,所述含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统还包括第一污水泵;所述第一污水泵的液体出口连接所述负压装置的液体入口。
6.根据权利要求1或2所述的含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统,其特征在于,所述含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统还包括鼓风机;所述鼓风机的气体出口连接所述负压装置的气体入口。
7.根据权利要求1或2所述的含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统,其特征在于,所述含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统还包括设于所述负压装置和所述电解氧化装置之间的第二污水泵;所述第二污水泵的液体入口连接所述负压装置的液体出口,所述第二污水泵的液体出口连接所述电解氧化装置的液体入口。
8.根据权利要求1或2所述的含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统,其特征在于,所述电解氧化装置为电解氧化池。
9.根据权利要求8所述的含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统,其特征在于,所述电解氧化池包括多组电极。
10.根据权利要求9所述的含硫气田产出水负压气提及电解氧化除硫系统,其特征在于,所述电解氧化池中电极为Ti/IrO2电极。
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