專利名稱：一種回收重油采出水的降膜蒸發(fā)系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于水處理領域，涉及一種回收重油開采采出水作為鍋爐給水的水處
理工藝。
背景技術：
重油開采包括把蒸汽注入含油層和從油井回收油-水混合物。油從水中被分離出來，分離后的水就是采出水。為了循環(huán)使用采出水生產蒸汽，采出水必須經過處理以滿足蒸汽發(fā)生器或鍋爐產蒸汽的要求。蒸汽注入重油層是廣泛運用的提高石油采收率的方法。通常每產出I噸重油需要幾噸蒸汽，蒸汽/油比經常被稱作油回收比(S0R)。因為SOR值一般在2 4，用水量高，所以環(huán)保和經濟方面鼓勵把采出水處理成滿足鍋爐的給水，用于生產注入含油層的蒸汽。采出水需經過處理才能滿足鍋爐使用。目前常用的處理工藝分為兩種一種是通過(物理)化學方法處理，另一種是通過蒸發(fā)進行處理。視處理對象的水質情況，兩種方法即可單獨使用，也可組合使用。在其他工業(yè)有幾種蒸發(fā)工藝，如硫酸鈣鹽種濃鹽水，可能被用于回收采出水，并將回收的水用作OTSG鍋爐和傳統(tǒng)鍋爐(汽包式鍋爐)給水。不管采用何種工藝，采出水蒸發(fā)工藝要克服的困難是硅組分和硬組分易結垢，從而影響蒸發(fā)系統(tǒng)的運行。另外由于存在易揮發(fā)組分，如有機物和碳酸鹽，蒸發(fā)產生蒸餾水需要更多的生產成本，因為這需要設置額外的水處理設施，鍋爐的給水化學成分要求更高，鍋爐排污量更高。

實用新型內容本實用新型的目的是針對現有技術的上述不足，提供一種回收重油開采采出水作為鍋爐給水的水處理工藝。本實用新型的目的可通過如下技術方案實現一種回收重油采出水的降膜蒸發(fā)系統(tǒng)，包含立式降膜蒸發(fā)器、補充顆粒系統(tǒng)、顆?；厥障到y(tǒng)；所述的立式降膜蒸發(fā)器，包含鹽水槽、鹽水分布裝置、立式換熱管、循環(huán)泵、循環(huán)管道以及用于蒸發(fā)的能量驅動器(可以是壓縮機，或者是外加蒸汽附帶冷凝器)，以采出水輸送管道與蒸發(fā)系統(tǒng)中立式降膜蒸發(fā)器的鹽水槽相連，補充顆粒系統(tǒng)的濃漿輸出管道與立式降膜蒸發(fā)器的鹽水槽或循環(huán)管道相連，顆?；厥障到y(tǒng)的濃鹽水輸入端及顆粒輸出端分別與立式降膜蒸發(fā)器的循環(huán)管道相連。本實用新型提供的鹽水分布裝置包括位于立式降膜蒸發(fā)器頂部的鹽水分布箱和位于每根換熱管頂部的液體分布器。作為本實用新型的一種優(yōu)選方式，所述的液體分布器主要由主體四周呈凹面且其頂蓋底截面積大于立式降膜蒸發(fā)器的換熱管管口截面積的導流體，以及將導流體活動或固定支撐于立式降膜蒸發(fā)器的換熱管內上部相應位置，使導流體的頂蓋底面邊緣與立式降膜蒸發(fā)器的上管板上表面間隔一定空隙形成進液通道的支撐部件組成；液體沿所述的進液通道、導流體的凹面進入并分布于換熱管內表面。其中，所述的導流體的底面直徑大于等于換熱管內徑的O. 3倍，且小于換熱管內徑。所述的導流體的上表面露出換熱管上口的高度為換熱管內徑的O. 3 3倍。所述的導流體沿立式降膜蒸發(fā)器的換熱管的中心軸對稱分布.所述的頂蓋為半球狀、板狀，或任意一種底面為平面，且底面積大于換熱管管口面積的形狀。所述的導流體的主體四周呈光滑凹面；或者所述的導流體的主體自上而下依次由倒圓臺體、圓柱體、正圓臺體無間隙連接形成四周呈凹面的整體，倒圓臺體底面連有與底面直徑相同的圓柱體，圓柱體底面連有正圓臺體，圓柱體底面直徑與正圓臺體頂面直徑相同；正圓臺體底面直徑大于等于換熱管內徑的O. 3倍，且小于換熱管內徑。 所述的支撐部件的個數為2 6個，為多邊形筋板，其一邊與導流體的凹面無縫隙連接，其余各邊中至少有相鄰兩邊相互垂直，支撐部件依靠該相鄰的垂直邊架于立式降膜蒸發(fā)器的上管板上，使導流體活動或固定支撐于立式降膜蒸發(fā)器的換熱管內上部相應位置，導流體的頂蓋底面邊緣與立式降膜蒸發(fā)器的上管板頂面形成進液通道。或者所述的支撐部件由3 6個連接在頂蓋底面的成螺旋形的葉片及各葉片后部下端一體向下連接的支撐片組成，各葉片尖端外緣軌跡形成的圓的直徑略大于換熱管的外徑，使得各葉片的尖端抵壓在換熱管的上端口上或上管板上，導流體的頂蓋底面邊緣與立式降膜蒸發(fā)器的上管板頂面間隔一定空隙形成進液通道，各葉片螺旋部分的高度(即螺旋部分的尖端距導流體頂蓋底面的垂直距離)即為進液通道高度；各支撐片的寬度與換熱管內壁和導流體對應位置外壁之間的距離緊密配合，使得各葉片的支撐片緊靠在換熱管內壁和導流體對應位置外壁之間，從而將導流體活動或固定支撐于立式降膜蒸發(fā)器的換熱管內上部相應位置。作為本實用新型的另一種優(yōu)選方式，所述的液體分布器主要由四周呈凹面的導流體、將導流體活動或固定支撐連接于立式降膜蒸發(fā)器的換熱管內上部相應位置，導流體的上表面露出換熱管上口的支撐部件組成；所述的導流體上表面直徑大于換熱管的外徑，使導流體凹面的上部邊緣與立式降膜蒸發(fā)器的上管板頂面之間間隔一定空隙形成進液通道，液體沿進液通道、導流體的凹面進入并分布于換熱管內表面。所述的導流體的底面直徑大于等于換熱管內徑的O. 3倍，且小于換熱管內徑。所述的導流體的上表面露出換熱管上口的高度為換熱管內徑的O. 3 3倍。所述的導流體沿立式降膜蒸發(fā)器的換熱管的中心軸對稱分布。所述的導流體四周呈光滑凹面；或者所述的導流體自上而下依次由倒圓臺體、圓柱體、正圓臺體無間隙連接形成四周呈凹面的整體，倒圓臺體上表面直徑大于換熱管的外徑，倒圓臺體底面連有與底面直徑相同的圓柱體，圓柱體底面連有正圓臺體，圓柱體底面直徑與正圓臺體頂面直徑相同；正圓臺體底面直徑大于等于換熱管內徑的O. 3倍，且小于換熱管內徑。所述的支撐部件的個數為2 6個，為多邊形筋板，一邊與導流體的凹面無縫隙連接，其余各邊中至少有相鄰兩邊相互垂直，支撐部件依靠該相鄰的垂直邊架于立式降膜蒸發(fā)器的上管板上，使導流體活動或固定支撐于立式降膜蒸發(fā)器的換熱管內上部相應位置，導流體的頂蓋底面邊緣與立式降膜蒸發(fā)器的上管板頂面形成進液通道。鹽水漿液通過鹽水分布箱分布到立式降膜蒸發(fā)器的上管板上，并浸過導流體頂部，并從頂蓋的底面邊緣與立式降膜蒸發(fā)器的上管板上面之間形成進液通道或者從導流體凹面的上部邊緣與立式降膜蒸發(fā)器的上管板頂面之間形成進液通道以向內的放射線狀進入液體分布器，沿導流體的四周凹面流下，到達導流體底部時，液體以向外的放射線狀流向換熱管內表面。當鹽水通過分布器均勻地分布在所有換熱管中，來自壓縮機的蒸汽或外供蒸汽在換熱管外冷凝對換熱管進行加熱，管內漿液開始蒸發(fā)(圖5)。液體漿料(圖5)和水蒸汽(圖5)在管內一起向下流動，在下管板處流出后進入鹽水槽，與輸入鹽水槽的進水一起經循環(huán)泵再次泵入鹽水分布裝置。蒸汽與降落的漿液分離 ，進入位于蒸發(fā)器水槽的環(huán)形空隙處的除霧系統(tǒng)。除霧系統(tǒng)可由幾種除霧形式組成，包括葉片、絲網、液體接觸裝置、洗滌系統(tǒng)或者是它們的組合。圖4中的除霧裝置是可用于蒸發(fā)器系統(tǒng)的除霧設備。其他安排布置是可能的，不完全是除霧裝置，不影響本實用新型的實施方案。蒸汽離開除霧系統(tǒng)，被吸入壓縮機。如果直接應用蒸汽加熱蒸發(fā)鹽水，蒸汽離開除霧系統(tǒng)進入冷凝器。在使用壓縮機的情況下，為了管內沸騰的漿液和管外冷凝的蒸汽有一個溫度差，蒸汽被壓縮至更高的溫度。如果直接應用蒸汽，其必須在蒸發(fā)器殼側具有足夠高的壓力來實現同樣的換熱。一般而言，壓縮系統(tǒng)比直接應用蒸汽具有更高的能效，除非用幾個蒸發(fā)器多效蒸發(fā)。來自壓縮機的蒸汽或者外供蒸汽，在殼側內的換熱管外壁冷凝。冷凝水在殼側的底部匯集后流入蒸餾水罐。壓縮機驅動產生的熱蒸餾水或使用蒸汽加熱產生的熱蒸餾水從蒸餾水罐被蒸餾水泵輸送。熱蒸餾水在進水預熱器被進來的進水冷卻，如前所述，同時進水被加熱。冷卻后的蒸餾水被送至鍋爐系統(tǒng)，可能需要進一步處理或者直接用于鍋爐。表2和表3分別給出了汽包鍋爐和一次通過鍋爐(OTSG)的給水要求。所述的回收重油開采采出水作為鍋爐給水的水處理系統(tǒng)還包括進水前處理系統(tǒng)和/或濃鹽水的進一步濃縮或結晶系統(tǒng)，所述的進水前處理系統(tǒng)包括化學處理裝置、蒸發(fā)器進水泵、預熱裝置及脫氣裝置中的一種或多種；所述的濃鹽水的進一步濃縮或結晶系統(tǒng)包含濃縮器或結晶器；濃縮的鹽水在濃縮器或結晶器中得到進一步處理。所述的化學處理裝置包含進水槽、進水槽攪拌器、化學藥品添加裝置，但化學藥品添加裝置的數量不限于2個，視進水的化學組成而定。在圖4中，混合進水以穩(wěn)定的流量和組成進入進水槽。進水包括采出水(典型的組成見表I)、補充水(兩個組成示例于表I)、鍋爐排污、以及可能的其他的工廠廢水，流量必須控制，各個成分應用傳統(tǒng)方法進行混合(如在帶有混合器的大沉淀槽中混合)。進水槽提供了一個帶有攪拌器的混合場所。進水槽的尺寸一般按約10分鐘的停留時間計算，但是應由所發(fā)生的化學反應具體確定?；旌线M水經添加化學藥品調整后，被進水泵從進水槽輸送至進水預熱器，進水在進水預熱器內被來自蒸餾水泵的熱蒸餾水加熱。被加熱的進水進入脫氣器的頂部。脫氣器用向上流動的蒸汽脫除向下流動的進水中的不凝氣。熱水中的一些揮發(fā)成分如輕組分有機物、硫化物、氨化合物等被脫除。最重要的是進水中的可導致蒸發(fā)器腐蝕的氧氣被脫除了。[0034]經化學處理和脫氣的進水進入立式降膜蒸發(fā)器鹽水槽。根據設備布置，可以選擇加一個泵輸送進水到立式降膜蒸發(fā)器鹽水槽。在現有的技術吸附漿法中，為了減少水的硬度和除去硅石，輸送泵被安裝在此處，在進入蒸發(fā)器鹽水槽之前把氧化鎂漿料與脫氣的進水混合。在此處加入化學藥品的目的在于避免漿料經過進水預熱器和脫氣器時造成設備堵塞。所述的補充顆粒系統(tǒng)包含固體進料器 、漿料混合槽及相應的輸送管道，所述的顆?；厥障到y(tǒng)主要由選自旋流分離器、錐底槽、離心機或過濾器中的一種及相應的輸送管道組成。一種與本實用新型回收重油采出水的降膜蒸發(fā)系統(tǒng)相配套的水處理工藝，把以采出水為主的進水輸送至帶有鹽水分布裝置的立式降膜蒸發(fā)器，通過蒸發(fā)生產用于鍋爐給水的蒸餾水；其中，向以采出水為主的進水中或立式降膜蒸發(fā)器的循環(huán)濃鹽水中加入擦洗顆粒形成鹽水漿液，通過立式降膜蒸發(fā)器對鹽水漿液進行蒸發(fā)時，利用鹽水漿液中的固體粒子防止或減輕蒸發(fā)器換熱面上的結垢。本發(fā)明系統(tǒng)運行時，加入的顆粒擦洗作用和所選擇的鹽水分布裝置的作用變得很顯然。圖5給出了 ShaVap工藝中的立式降膜蒸發(fā)器某根換熱管頂部的液體分布器。位于立式降膜蒸發(fā)器頂部的鹽水分布箱以及特殊設計的插在每根換熱管上的液體分布器一起，以湍流形式把鹽水漿液均勻地分布在立式降膜蒸發(fā)器的上管板和換熱管內。液體分布器的鹽水漿液360度進入的設計在分布箱內提供了薄層湍流。這種湍流保持所有擦洗顆粒懸浮在鹽水中。本實用新型提供了一種處理來自提高重油開采的采出水和減少水處理廠排放的回收重油采出水的降膜蒸發(fā)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可直接用于處理采出水，回收量達95%以上，產出用于生產開采重油所需蒸汽的高質量鍋爐給水。所述工藝也可用于處理鍋爐排污，從而減少工廠的排放量，減輕物理化學處理的要求，增加水處理廠的總水回收量。本發(fā)明降膜蒸發(fā)系統(tǒng)，在濃縮采出水的同時控制污垢形成，把采出水的大部分加工成可用于鍋爐給水以提高重油采出率的高質量的蒸餾水。表I采出水處理系統(tǒng)的化學組成
權利要求1.一種回收重油采出水的降膜蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于包含立式降膜蒸發(fā)器(17)、補充顆粒系統(tǒng)(25)、顆粒回收系統(tǒng)(26);所述的立式降膜蒸發(fā)器(17)包含鹽水槽(18)、鹽水分布裝置、換熱管(8)、循環(huán)泵(21)、循環(huán)管道(22)以及用于蒸發(fā)的能量驅動裝置，采出水輸送管道與立式降膜蒸發(fā)器(17)的鹽水槽(18)相連，補充顆粒系統(tǒng)(25)的濃漿輸出管道與立式降膜蒸發(fā)器(17)的鹽水槽(17)或循環(huán)管道(22)相連，顆?；厥障到y(tǒng)(26)的濃鹽水輸入端及顆粒輸出端分別與立式降膜蒸發(fā)器(17)的循環(huán)管道(22)相連。
2.根據權利要求I所述的回收重油采出水的降膜蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于所述的鹽水分布裝置包括位于立式降膜蒸發(fā)器頂部的鹽水分布箱和位于每根換熱管(8)頂部的液體分布器(10)。
3.根據權利要求2所述的回收重油采出水的降膜蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于所述的液體分布器(10)主要由主體(6)四周呈凹面且其頂蓋(I)底面積大于立式降膜蒸發(fā)器的換熱管(8)管口面積的導流體(9)，以及將導流體(9)活動或固定支撐于立式降膜蒸發(fā)器的換熱管(8)內上部相應位置，使導流體的頂蓋(I)底面邊緣與立式降膜蒸發(fā)器上管板(7)上表面間隔一定空隙形成進液通道的支撐部件(5)組成；鹽水漿液沿所述的進液通道、導流體(9)的凹面進入并分布于換熱管(8)內表面； 或者所述的液體分布器(10)主要由四周呈凹面的導流體(9)、將導流體(9)活動或固定支撐連接于立式降膜蒸發(fā)器的換熱管(8)內上部相應位置，導流體(9)的上表面露出換熱管(8)上口的支撐部件(5)組成；所述的導流體(9)上表面直徑大于換熱管(8)的外徑，使導流體(9)凹面的上部邊緣與立式降膜蒸發(fā)器的上管板(7)上面之間間隔一定空隙形成進液通道，鹽水漿液沿所述的進液通道、導流體(9)的凹面進入并分布于換熱管(8)內表面。
4.根據權利要求3所述的回收重油采出水的降膜蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于所述的導流體(9)的底面直徑大于等于換熱管(8)內徑的O.3倍，且小于換熱管內徑。
5.根據權利要求4所述的回收重油采出水的降膜蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于所述的支撐部件(5)的個數為2飛個，為多邊形筋板，其一邊與導流體(9)的凹面無縫隙連接，其余各邊中至少有相鄰兩邊相互垂直，支撐部件(5)依靠該相鄰的垂直邊架于立式降膜蒸發(fā)器的上管板(7)上，使導流體(9)活動或固定支撐于立式降膜蒸發(fā)器的換熱管內上部相應位置，導流體的頂蓋(I)底面邊緣與立式降膜蒸發(fā)器上管板(7)上表面形成進液通道，或者導流體的頂蓋(I)底面邊緣與立式降膜蒸發(fā)器上管板(7 )頂面形成進液通道； 或者所述的支撐部件(5)由3飛個連接在頂蓋(I)底面的成螺旋形的葉片及各葉片后部下端一體向下連接的支撐片組成，各葉片尖端外緣軌跡形成的圓的直徑略大于換熱管(8)的外徑，使得各葉片的尖端抵壓在換熱管的上端口上或管板上，導流體的頂蓋(I)底面邊緣與立式降膜蒸發(fā)器的上管板(7)頂面間隔一定空隙形成進液通道，各葉片螺旋部分的高度即為進液通道高度；各支撐片的寬度與換熱管(8)內壁和導流體(9)對應位置外壁之間的距離緊密配合，使得各葉片的支撐片緊靠在換熱管(8)內壁和導流體(9)對應位置外壁之間，從而將導流體(9)活動或固定支撐于立式降膜蒸發(fā)器的換熱管(8)內上部相應位置。
6.根據權利要求I所述的回收重油采出水的降膜蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還包括進水前處理系統(tǒng)和/或濃鹽水的進一步濃縮或結晶系統(tǒng)，所述的進水前處理系統(tǒng)包括化學處理裝置、預熱裝置及脫氣裝置中的一種或多種；所述的濃鹽水的進一步濃縮或結晶系統(tǒng)包含濃縮器或結晶器；濃縮的鹽水在濃縮器或結晶器中得到進一步處理。
7.根據權利要求6所述的回收重油采出水的降膜蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于所述的化學處理裝置包括化學藥品加藥設備(11-1、11_2)、進水槽攪拌器(12)、進水槽(13)。
8.根據權利要求I所述的回收重油采出水的降膜蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于所述的補充顆粒系統(tǒng)(25)包含固體進料器、漿料混合槽及相應的輸送管道，所述的顆?；厥障到y(tǒng)(26)主要由選自旋流分離器、錐底槽、離心 機或過濾器中的一種及相應的輸送管道組成。
專利摘要本實用新型公開了一種回收重油采出水的降膜蒸發(fā)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含立式降膜蒸發(fā)器、補充顆粒系統(tǒng)、顆粒回收系統(tǒng)；所述的立式降膜蒸發(fā)器，包含鹽水槽、鹽水分布裝置、立式換熱管、循環(huán)泵、循環(huán)管道以及用于蒸發(fā)的能量驅動器，以采出水輸送管道與蒸發(fā)系統(tǒng)中立式降膜蒸發(fā)器的鹽水槽相連，補充顆粒系統(tǒng)的濃漿輸出管道與立式降膜蒸發(fā)器的鹽水槽或循環(huán)管道相連，顆?；厥障到y(tǒng)的濃鹽水輸入端及顆粒輸出端分別與立式降膜蒸發(fā)器的循環(huán)管道相連。本實用新型提供了一種處理來自提高重油開采的采出水和減少水處理廠排放的回收重油采出水的降膜蒸發(fā)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可直接用于處理采出水，回收量達95％以上，產出用于生產開采重油所需蒸汽的高質量鍋爐給水。
文檔編號C02F9/10GK202610066SQ20122022759
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權日2012年5月18日
發(fā)明者郭宏新, 馬明, 劉豐, 劉世平, 郭神宇, 劉峰 申請人:江蘇中圣高科技產業(yè)有限公司