專利名稱：一種機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鉆井廢水是鉆井液、采出液、地下水或原油等與生產(chǎn)無(wú)水混合后的產(chǎn)物，其組成、性質(zhì)及危害與鉆井液類型、處理劑組成有關(guān)，主要來(lái)源包括機(jī)械污水、沖洗污水、鉆井液污水、作業(yè)污水(固井、壓裂酸化、修井、洗井等井下作業(yè)產(chǎn)生的污水)。油氣田鉆井污水、廢棄泥漿已成為石油天然氣工業(yè)的主要污染源，如果不對(duì)這些污染物進(jìn)行有效處理，將導(dǎo)致對(duì)土壤、地表和地下水的污染，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的影響和破壞，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，解決鉆井廢液的污染問(wèn)題已成為石油工業(yè)環(huán)境保護(hù)的重要課題之一。目前，鉆井廢水處理主要有化學(xué)處理法、電絮凝處理法、生化處理法一地層滲透處理法、鉆井廢水的深度處理法，鉆井廢水的噴霧干燥法，例如:CN102642995A、CN I02139971A、CN 102030435A等。但上述方法都各有一定的不足，都不能滿足以下要求:(I)推行清潔生產(chǎn):依照循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，廣泛開(kāi)展清潔生產(chǎn)，從源頭和生產(chǎn)過(guò)程中控制和削減污染物的產(chǎn)生。(2)開(kāi)展廢水資源化:將污染較輕的水(如蒸氣冷凝水，鍋爐排污水等)或經(jīng)處理后的中水進(jìn)行回用，提高水資源重復(fù)利用率。(3)強(qiáng)化末端治理:在積極推行清潔生產(chǎn)和廢水資源化措施后，對(duì)無(wú)回用價(jià)值的廢水采用經(jīng)濟(jì)高效的處理技術(shù)進(jìn)行有效的末端治理，做到達(dá)標(biāo)排放。同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)還存在以下難點(diǎn):0)由于大多數(shù)的石油井都是建在野外露天，沒(méi)有鍋爐、冷卻水等公用設(shè)施，只能利用電的能源。 另外石油井也是比較分散的，產(chǎn)生的廢水有的量多、有的量少，這就決定了設(shè)備的利用率是個(gè)大問(wèn)題。@由于本系統(tǒng)是廢物處理，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用要求比較嚴(yán)格，同時(shí)也對(duì)設(shè)備投資、配套功率、設(shè)備材質(zhì)都有嚴(yán)格的要求。
發(fā)明內(nèi)容綜合以上因素和治標(biāo)不治本的方法，本實(shí)用新型提供一種機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶器系統(tǒng)，該系統(tǒng)解決了上述問(wèn)題，能達(dá)到國(guó)家規(guī)定的零排放、循環(huán)經(jīng)濟(jì)和廢物利用的效果，蒸發(fā)出的蒸餾水達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，包括儲(chǔ)料罐、平衡罐、管式預(yù)熱器、冷凝水罐、蒸發(fā)分離結(jié)晶裝置、離心分離機(jī)，儲(chǔ)料罐的出料口經(jīng)管線與平衡罐的進(jìn)料口連接，平衡罐的出料口經(jīng)管線與管式預(yù)熱器的進(jìn)料口連接，管式預(yù)熱器的出料口經(jīng)管線與蒸發(fā)分離結(jié)晶裝置連接，管式預(yù)熱器的進(jìn)水口經(jīng)管線與冷凝水罐的出水口連接，冷凝水罐的進(jìn)水口經(jīng)管線與蒸發(fā)分離結(jié)晶裝置的加熱器出水口連接，蒸發(fā)分離結(jié)晶裝置與離心分離機(jī)連接，離心分離機(jī)的母液出料口經(jīng)管線與儲(chǔ)料罐的進(jìn)料口連接。本實(shí)用新型中，所述平衡罐與管式預(yù)熱器之間連接有進(jìn)料流量計(jì)。本實(shí)用新型中，所述蒸發(fā)分離結(jié)晶裝置由蒸發(fā)分離結(jié)晶器、加熱器、機(jī)械壓縮機(jī)和強(qiáng)制循環(huán)軸流泵組成，強(qiáng)制循環(huán)軸流泵的輸入端經(jīng)管線分別與管式預(yù)熱器的出料口和蒸發(fā)分離結(jié)晶器的母液出口連接，強(qiáng)制循環(huán)軸流泵的輸出端經(jīng)管線與加熱器的進(jìn)料口連接，力口熱器的出料口經(jīng)管線與蒸發(fā)分離結(jié)晶器的進(jìn)料口連接，蒸發(fā)分離結(jié)晶器的蒸汽出口經(jīng)管線與機(jī)械壓縮機(jī)的進(jìn)氣端連接，機(jī)械壓縮機(jī)的出氣端經(jīng)管線與加熱器的進(jìn)氣口連接，加熱器的出水口經(jīng)管線與冷凝水罐的進(jìn)水口連接，蒸發(fā)分離結(jié)晶器的晶漿出料口經(jīng)管線與離心分尚機(jī)連接。本實(shí)用新型解決了石油廢水經(jīng)過(guò)前期處理后，含有高鹽的濃廢水無(wú)法從根本上處理達(dá)到零排放的目的，同時(shí)本系統(tǒng)是全部用電，不需要鍋爐，就沒(méi)有廢棄和粉塵的排放，滿足環(huán)保要求。而且設(shè)備的產(chǎn)物為冷凝水(相當(dāng)于蒸餾水)和固體晶體，滿足循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。另外，本設(shè)備為全自動(dòng)控制系統(tǒng)，所有的傳動(dòng)電機(jī)部分都是變頻控制，這使生產(chǎn)能在高精度的控制和低的能量消耗下進(jìn)行。

圖1為本實(shí)用新型機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為石油鉆井廢水零排放處理的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)闡述本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但并不限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。如圖1所示，機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)包括儲(chǔ)料罐1、平衡罐2、管式預(yù)熱器3、冷凝水罐4、蒸發(fā)分離結(jié)晶器、離心分離機(jī)5，儲(chǔ)料罐I的出料口經(jīng)管線與平衡罐2的進(jìn)料口連接，平衡罐2的出料口經(jīng)管線與管式預(yù)熱器3的進(jìn)料口連接，所述蒸發(fā)分離結(jié)晶裝置由蒸發(fā)分離結(jié)晶器7、加熱器8、機(jī)械壓縮機(jī)9和強(qiáng)制循環(huán)軸流泵10組成，強(qiáng)制循環(huán)軸流泵10的輸入端經(jīng)管線分別與管式預(yù)熱器3的出料口和蒸發(fā)分離結(jié)晶器7的母液出口連接，強(qiáng)制循環(huán)軸流泵10的輸出端經(jīng)管線與加熱器8的進(jìn)料口連接，加熱器8的出料口經(jīng)管線與蒸發(fā)分離結(jié)晶器7的進(jìn)料口連接，蒸發(fā)分離結(jié)晶器7的蒸汽出口經(jīng)管線與機(jī)械壓縮機(jī)9的進(jìn)氣端連接，機(jī)械壓縮機(jī)9的出氣端經(jīng)管線與加熱器8的進(jìn)氣口連接，加熱器8的出水口經(jīng)管線與冷凝水罐4的進(jìn)水口連接，蒸發(fā)分離結(jié)晶器7的晶漿出料口經(jīng)管線分別與離心分離機(jī)5和強(qiáng)制循環(huán)軸流泵10出料口連接，離心分離機(jī)5的出料口經(jīng)管線與儲(chǔ)料罐I的進(jìn)料口連接。如圖2所示，石油鉆井廢水經(jīng)過(guò)前期生化、物化處理(曝氣池曝氣、絮凝除油、斜板沉降除污泥，活性碳脫色、膜法過(guò)濾等工藝)，除去絕大部分的油和大量的有機(jī)物、色度和全部的懸浮物，使溶液達(dá)到澄清透明，處理后變成了含高濃鹽氯化鈉和少量的氯化鈣、硫酸鈉的廢水，這部分廢水經(jīng)過(guò)膜過(guò)濾后，含鹽的濃度達(dá)到5%-8%。這種廢水再用化工泵打入機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶器系統(tǒng)中的儲(chǔ)料罐I中儲(chǔ)存，儲(chǔ)料罐I的作用是平衡緩沖物料、使系統(tǒng)能夠連續(xù)生產(chǎn)。儲(chǔ)料罐I中的物料由原液進(jìn)料泵11打進(jìn)帶有連續(xù)液位控制的小平衡罐2中進(jìn)行緩沖，再由蒸發(fā)器進(jìn)料泵12打出經(jīng)過(guò)進(jìn)料流量計(jì)6進(jìn)行進(jìn)料計(jì)量后進(jìn)入管式預(yù)熱器3進(jìn)行和冷凝凝水換熱，85-90°C的冷凝水換熱到50-60°C排出，換熱后物料溫度升高5_8°C進(jìn)入蒸發(fā)分離結(jié)晶器7中，待結(jié)晶器中的物料達(dá)到設(shè)定高度(此高度為料液一個(gè)循環(huán)量的高度，也就是有效容積的300-500mm)后，開(kāi)啟強(qiáng)制循環(huán)軸流泵10進(jìn)行出料打入到加熱器8里面加熱，加熱到沸點(diǎn)溫度80-90°C，同時(shí)開(kāi)啟機(jī)械壓縮機(jī)9開(kāi)始工作，抽出蒸發(fā)分離結(jié)晶器7中的氣體進(jìn)入機(jī)械壓縮機(jī)9，經(jīng)過(guò)機(jī)械壓縮機(jī)9壓縮溫度升高后的氣體由機(jī)械壓縮機(jī)9打入到加熱器8的殼體內(nèi)給加熱器管內(nèi)的物料加熱，同時(shí)本身水蒸氣發(fā)生相變后，變成高溫冷凝水，由冷凝水泵13打出和進(jìn)料的物料進(jìn)行換熱，回收顯熱后進(jìn)入冷凝水罐4儲(chǔ)存，用戶可以根據(jù)要求進(jìn)行回用或者直接排放。被高溫蒸汽加熱的物料在加熱器管內(nèi)以3m/s的流速進(jìn)入到蒸發(fā)分離結(jié)晶器7中，在負(fù)壓300-500mbar，溫度80-90°C下開(kāi)始蒸發(fā)，因?yàn)樵谡舭l(fā)分離結(jié)晶器中的氣體連續(xù)的被機(jī)械壓縮機(jī)9抽出，器內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)壓，這樣物料進(jìn)入蒸發(fā)分離結(jié)晶器7中后會(huì)發(fā)生閃蒸，連續(xù)的循環(huán)閃蒸使溶液達(dá)到過(guò)飽和，溶液里面的鹽分就會(huì)結(jié)晶出來(lái)，變成小顆粒沉降到結(jié)晶器的底部，當(dāng)晶體達(dá)到一定的量(肉眼可見(jiàn)或固液比達(dá)到40-50%時(shí))后開(kāi)動(dòng)晶漿出料泵14出料，晶漿由晶漿出料泵14打入到離心分離機(jī)5中進(jìn)行高速分離，離心分離機(jī)5要選用耐腐蝕的，轉(zhuǎn)速在3000-5000rad/min、過(guò)濾目數(shù)在400目以上的三足離心機(jī)或臥螺離心機(jī)，分離出的飽和溶液經(jīng)母液出料泵15打出再回到蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中進(jìn)行蒸發(fā)，分離出的固體顆粒含有3-5%的水分，可以進(jìn)行包裝。包裝的晶體可以根據(jù)其純度，用戶可以出售或者回用，要是純度達(dá)不到以上要求的可以進(jìn)行固化填埋處理。上述蒸發(fā)分離結(jié)晶器7是一種母液循環(huán)式連續(xù)結(jié)晶器。操作的料液加到循環(huán)管中，與管內(nèi)循環(huán)母液混合，由泵送至加熱室。加熱后的溶液在蒸發(fā)室中蒸發(fā)并達(dá)到過(guò)飽和，經(jīng)中心管進(jìn)入結(jié)晶室下方的晶體流化床。在晶體流化床內(nèi)，溶液中過(guò)飽和的溶質(zhì)沉積在懸浮顆粒表面，使晶體長(zhǎng)大。晶體流化床對(duì)顆粒進(jìn)行水力分級(jí)，大顆粒在下，而小顆粒在上，從流化床底部卸出粒度較為均勻的結(jié)晶產(chǎn)品。流化床中的細(xì)小顆粒隨母液流入循環(huán)管，重新加熱時(shí)溶去其中的微小晶體。
權(quán)利要求1.械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶器系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括儲(chǔ)料罐(I)、平衡罐(2)、管式預(yù)熱器(3)、冷凝水罐(4)、蒸發(fā)分離結(jié)晶器、離心分離機(jī)(5)，儲(chǔ)料罐(I)的出料口經(jīng)管線與平衡罐(2)的進(jìn)料口連接，平衡罐(2)的出料口經(jīng)管線與管式預(yù)熱器(3)的進(jìn)料口連接，管式預(yù)熱器(3)的出料口經(jīng)管線與蒸發(fā)分離結(jié)晶器連接，管式預(yù)熱器(3)的進(jìn)水口經(jīng)管線與冷凝水罐(4)的出水口連接，冷凝水罐(4)的進(jìn)水口經(jīng)管線與蒸發(fā)分離結(jié)晶裝置的加熱器出水口連接，蒸發(fā)分離結(jié)晶裝置與離心分離機(jī)(5)連接，離心分離機(jī)(5)的母液出料口經(jīng)管線與儲(chǔ)料罐(I)的進(jìn)料口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶器系統(tǒng)，其特征在于所述平衡罐(2)與管式預(yù)熱器(3 )之間連接有進(jìn)料流量計(jì)(6 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶器系統(tǒng)，其特征在于所述蒸發(fā)分離結(jié)晶裝置由蒸發(fā)分離結(jié)晶器(7)、加熱器(8)、機(jī)械壓縮機(jī)(9)和強(qiáng)制循環(huán)軸流泵(10)組成，強(qiáng)制循環(huán)軸流泵(10)的輸入端經(jīng)管線分別與管式預(yù)熱器(3)的出料口和蒸發(fā)分離結(jié)晶器(7)的母液出口連接，強(qiáng)制循環(huán)軸流泵(10)的輸出端經(jīng)管線與加熱器(8)的進(jìn)料口連接，加熱器(8)的出料口經(jīng)管線與蒸發(fā)分離結(jié)晶器(7)的進(jìn)料口連接，蒸發(fā)分離結(jié)晶器(7)的蒸汽出口經(jīng)管線與機(jī)械壓縮機(jī)(9)的進(jìn)氣端連接，機(jī)械壓縮機(jī)(9)的出氣端經(jīng)管線與加熱器(8)的進(jìn)氣口連接，加熱器(8)的出水口經(jīng)管線與冷凝水罐(4)的進(jìn)水口連接，蒸發(fā)分離結(jié)晶器(7)的晶漿出料口經(jīng)管線與離心分離機(jī)(5)連接。
專利摘要一種機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶器系統(tǒng)，屬于工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型的機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)包括儲(chǔ)料罐、平衡罐、管式預(yù)熱器、冷凝水罐、蒸發(fā)分離結(jié)晶器、離心分離機(jī)，儲(chǔ)料罐的出料口經(jīng)管線與平衡罐的進(jìn)料口連接，平衡罐的出料口經(jīng)管線與管式預(yù)熱器的進(jìn)料口連接，管式預(yù)熱器的出料口經(jīng)管線與蒸發(fā)分離結(jié)晶器連接，管式預(yù)熱器的進(jìn)水口經(jīng)管線與冷凝水罐的出水口連接，冷凝水罐的進(jìn)水口經(jīng)管線與蒸發(fā)分離結(jié)晶裝置的加熱器出水口連接，蒸發(fā)分離結(jié)晶裝置與離心分離機(jī)連接，離心分離機(jī)的母液出料口經(jīng)管線與儲(chǔ)料罐的進(jìn)料口連接。本機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶器系統(tǒng)能達(dá)到國(guó)家規(guī)定的零排放、循環(huán)經(jīng)濟(jì)和廢物利用的效果，蒸發(fā)出的蒸餾水達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)C02F9/10GK202924866SQ201220682990
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者孫國(guó)梁 申請(qǐng)人:黑龍江鑫達(dá)晟機(jī)械科技有限公司