基于槽式聚光太阳能的油田污水处理系统技术方案

技术编号:11042773 阅读:92 留言:0更新日期:2015-02-12 11:08
本实用新型专利技术涉及一种基于槽式聚光太阳能的油田污水处理系统,包括槽式聚光镜场、集热管、污水处理系统;其中,待加热的吸热介质从集热管的入口进入集热管,实时跟踪太阳的槽式聚光镜场将所采集的太阳光聚焦到集热管上,吸热介质在集热管内流动并不断地被加热,最后变成高温吸热介质并从集热管的出口流出,高温吸热介质进入吸热介质-水换热器与水换热所得到的蒸汽进入污水处理系统进行污水处理过程。本实用新型专利技术的基于槽式聚光太阳能的油田污水处理系统利用聚光太阳能产生污水处理所需的蒸汽,带有储热系统时可实现太阳落山后持续产蒸汽,运行时间长,同时还能与常规燃料互补运行,污水处理过程效率高,系统具有节能环保无污染的特点。

【技术实现步骤摘要】
基于槽式聚光太阳能的油田污水处理系统
本技术涉及油田污水处理领域,特别涉及一种基于槽式聚光太阳能的油田污水处理系统。
技术介绍
我国油田大多数为注水开发油田,随着油田开发进入高含水期开采阶段后,油田采出液中的含水率高达70%,有的甚至超出90%,出现了产液量大,含油污水量大,注水量大和能耗高的“三大一高”情况。油田中现有的联合站、中转站超负荷运转,处理水质难以达标,导致污水回注地层压力增大,能耗增高。严重时导致回注工艺的失败,直接影响了油田稳产、高产目标的实现。另外,由于采出液含水量的增加,处理后的污水不能全部回注地层,大量含油污水需处理达标后方能排放。据统计,每生产It原油就要产生3.5t水,或者说大概注入4.5t水才能换出It原油,随着更多油田进入开采的中、后期,含水率还将不断上升,将产生更多的污水,同时也必须向地层注入更多的水。 油田注水开发带来了两大问题:一是注入水的水源问题,人们希望得到能提供供水量大而稳定的水源,油田注水开发初期注水水源是通过开采浅层地下水或地表水来解决,过量开采清水会引起局部地层水位下降,影响生态环境;二是原油含水量不断上升,含油污水量越来越大,污水的排放和处理是个大问题,大量含油污水不合理排放会引起受纳水体的潜移性侵害,污染生态环境。因此,对油田污水深度处理及回用,不仅是保护环境的迫切需要,而且己成为油田生产的当务之急。 目前,各油田的污水处理技术的针对性较强,而且处理技术的效果均不理想,国内外油田常用的污水处理方法可大致分为三类:物理法、化学法和生物法。传统的工艺、技术和设备因处理效率低,工程投资大、处理成本高,既不能满足排水水质指标,也不能达到油田污水处理的需要,更不能达到采出水回注地层的水质要求。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中效率低、能耗大、成本高的缺陷,从而提供一种基于槽式聚光太阳能的油田污水处理系统。 为了实现上述目的,本技术提供了一种基于槽式聚光太阳能的油田污水处理系统,包括:槽式聚光镜场1、集热管2、热力蒸汽压缩器10、第一蒸发器组13、第二蒸发器组14、冷凝器20、淡水罐22、污水罐23 ;所述第一蒸发器组13或第二蒸发器组14内包括多个蒸发器;其中, 淡水12从所述集热管2的入口进入集热管2,实时跟踪太阳的槽式聚光镜场I将所采集的太阳光聚焦到集热管2上,淡水12在所述集热管2内流动并不断地被加热,最后变成生蒸汽9从集热管2的出口流出;所述生蒸汽9首先流入所述热力蒸汽压缩器10,热力蒸汽压缩器10以生蒸汽9为动力,将从第一蒸发器组13、第二蒸发器组14中的一个或多个蒸发器或者冷凝器20中抽出的低压蒸汽17压缩,使其压力有一定的升高,产生加压后的蒸汽11并输入至第一蒸发器组13内; 来自污水罐23的油田污水经预处理后通过泵进入冷凝器20中预热、脱气,加入阻垢剂后变为污水19,污水19经喷嘴被均匀分布到第二蒸发器组14的顶排管上,然后沿顶排管以薄膜形式向下流动,部分污水沿蒸发器间污水管道15进入第一蒸发器组13内,在第一蒸发器组13内沿顶排管以薄膜形式向下流动;来自热力蒸汽压缩器10的加压后的蒸汽11首先进入第一蒸发器组13内,并在第一蒸发器组13的蒸发管内冷凝成淡水25,这些淡水流入淡水汇集管18 ;第一蒸发器组13内的部分污水吸收第一蒸发器组13的蒸发管内的冷凝蒸汽的潜热而蒸发,产生的再生蒸汽16进入第二蒸发器组14的蒸发管内并在管内冷凝成淡水25,淡水25流入淡水汇集管18,同时第二蒸发器组14内的部分污水吸收管内冷凝蒸汽的潜热而蒸发,产生的部分再生蒸汽进入冷凝器20内;再生蒸汽在冷凝器20内对来自污水罐23的油田污水进行预热、脱气,冷凝器20内的凝结水流入淡水汇集管18内,淡水汇集管18将淡水储存到淡水罐22中,未蒸发的污水在第一蒸发器13内流出成为浓污水21排放。 上述技术方案中,还包括辅助锅炉24,所述辅助锅炉24位于传输生蒸汽9的管路上,用于生成生蒸汽9或对已有的生蒸汽9做进一步的加热。 上述技术方案中,所述淡水罐22和污水罐23各有一个或多个。 上述技术方案中,所述第一蒸发器组13或第二蒸发器组14中的蒸发器为水平管降膜蒸发器或垂直管降膜蒸发器;所述第一蒸发器组13中的各个蒸发器较第二蒸发器组14中的各个蒸发器具有更高的运行温度,且所述第一蒸发器组13中的各个蒸发器较第二蒸发器组14中的各个蒸发器具有更高的运行压力;单个蒸发器组中的各个蒸发器具有相同的运行温度和运行压力。 上述技术方案中,该系统还包括:吸热介质-水换热器8 ;其中, 吸热介质3从集热管2的入口进入集热管2,实时跟踪太阳的槽式聚光镜场I将所采集的太阳光聚焦到集热管2上,所述吸热介质3在集热管2内保持流动并不断地被加热,处于高温状态的吸热介质3从集热管2的出口流出;处于高温状态的吸热介质3进入吸热介质-水换热器8,与淡水12进行换热,从而产生生蒸汽9 ;换热后的吸热介质3又变回低温状态,从吸热介质-水换热器8返回到槽式聚光镜场I和集热管2进行循环; 所述生蒸汽9先流入所述热力蒸汽压缩器10,热力蒸汽压缩器10以生蒸汽9为动力,将从第一蒸发器组13、第二蒸发器组14中的一个或多个蒸发器或者冷凝器20中抽出的低压蒸汽17压缩,使其压力有一定的升高,产生加压后的蒸汽11并输入至第一蒸发器组13内; 来自污水罐23的油田污水经预处理后通过泵进入冷凝器20中预热、脱气,加入阻垢剂后变为污水19,污水19经喷嘴被均匀分布到第二蒸发器组14的顶排管上,然后沿顶排管以薄膜形式向下流动,部分污水沿蒸发器间污水管道15进入第一蒸发器组13内,同样在第一蒸发器组13内沿顶排管以薄膜形式向下流动;来自热力蒸汽压缩器10的加压后的蒸汽11首先进入第一蒸发器组13内,并在第一蒸发器组13的蒸发管内冷凝成淡水25,其中淡水25的一部分淡水12返回吸热介质-水换热器8内进行循环以产生生蒸汽9,另一部分淡水流入淡水汇集管18 ;第一蒸发器组13内的部分污水吸收第一蒸发器组13的蒸发管内的冷凝蒸汽的潜热而蒸发,产生的再生蒸汽16进入第二蒸发器组14的蒸发管内并在管内冷凝成淡水25,淡水25流入淡水汇集管18,同时第二蒸发器组14内的部分污水吸收管内冷凝蒸汽的潜热而蒸发,产生的部分再生蒸汽进入冷凝器20内;再生蒸汽在冷凝器20内对来自污水罐23的油田污水进行预热、脱气,冷凝器20内的凝结水流入淡水汇集管18内,淡水汇集管18将淡水储存到淡水罐22中,未蒸发的污水在第一蒸发器13内流出成为浓污水21排放。 上述技术方案中,所述吸热介质-水换热器8的吸热介质流量与水流量均能通过调节阀或变频泵调节,进而调节吸热介质-水换热器8出口的生蒸汽9的参数。 上述技术方案中,该系统还包括吸热介质-储热介质换热器4、高温储热罐5、低温储热罐6 ;其中, 处于低温状态的吸热介质3从集热管2的入口进入集热管2,实时跟踪太阳的槽式聚光镜场I将所采集的太阳光聚焦到集热管2上,吸热介质3在集热管2内流动并不断地被加热,处于高温状态的吸热介质3从集热管2的出口流出;处于高温状态的吸热介质3 —方面直接进入吸热介质-水换热器8,在该吸热介质-水换本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种基于槽式聚光太阳能的油田污水处理系统,其特征在于,包括:槽式聚光镜场(1)、集热管(2)、热力蒸汽压缩器(10)、第一蒸发器组(13)、第二蒸发器组(14)、冷凝器(20)、淡水罐(22)、污水罐(23);所述第一蒸发器组(13)或第二蒸发器组(14)内包括多个蒸发器;其中,淡水(12)从所述集热管(2)的入口进入集热管(2),实时跟踪太阳的槽式聚光镜场(1)将所采集的太阳光聚焦到集热管(2)上,淡水(12)在所述集热管(2)内流动并不断地被加热,最后变成生蒸汽(9)从集热管(2)的出口流出;所述生蒸汽(9)首先流入所述热力蒸汽压缩器(10),热力蒸汽压缩器(10)以生蒸汽(9)为动力,将从第一蒸发器组(13)、第二蒸发器组(14)中的一个或多个蒸发器或者冷凝器(20)中抽出的低压蒸汽(17)压缩,使其压力有一定的升高,产生加压后的蒸汽(11)并输入至第一蒸发器组(13)内;来自污水罐(23)的油田污水经预处理后通过泵进入冷凝器(20)中预热、脱气,加入阻垢剂后变为污水(19),污水(19)经喷嘴被均匀分布到第二蒸发器组(14)的顶排管上,然后沿顶排管以薄膜形式向下流动,部分污水沿蒸发器间污水管道(15)进入第一蒸发器组(13)内,在第一蒸发器组(13)内沿顶排管以薄膜形式向下流动;来自热力蒸汽压缩器(10)的加压后的蒸汽(11)首先进入第一蒸发器组(13)内,并在第一蒸发器组(13)的蒸发管内冷凝成淡水(25),这些淡水一部分流入淡水汇集管(18),另一部分为淡水(12)进入集热管(2)循环加热;第一蒸发器组(13)内的部分污水吸收第一蒸发器组(13)的蒸发管内的冷凝蒸汽的潜热而蒸发,产生的再生蒸汽(16)进入第二蒸发器组(14)的蒸发管内并在管内冷凝成淡水(25),淡水(25)流入淡水汇集管(18),同时第二蒸发器组(14)内的部分污水吸收管内冷凝蒸汽的潜热而蒸发,产生的部分再生蒸汽进入冷凝器(20)内;再生蒸汽在冷凝器(20)内对来自污水罐(23)的油田污水进行预热、脱气,冷凝器(20)内的凝结水流入淡水汇集管(18)内,淡水汇集管(18)将淡水储存到淡水罐(22)中,未蒸发的污水在第一蒸发器组(13)内流出成为浓污水(21)排放。...

【技术特征摘要】
1.一种基于槽式聚光太阳能的油田污水处理系统,其特征在于,包括:槽式聚光镜场(1)、集热管(2)、热力蒸汽压缩器(10)、第一蒸发器组(13)、第二蒸发器组(14)、冷凝器(20)、淡水罐(22)、污水罐(23);所述第一蒸发器组(13)或第二蒸发器组(14)内包括多个蒸发器;其中, 淡水(12)从所述集热管(2)的入口进入集热管(2),实时跟踪太阳的槽式聚光镜场(1)将所采集的太阳光聚焦到集热管(2)上,淡水(12)在所述集热管(2)内流动并不断地被加热,最后变成生蒸汽(9)从集热管(2)的出口流出;所述生蒸汽(9)首先流入所述热力蒸汽压缩器(10),热力蒸汽压缩器(10)以生蒸汽(9)为动力,将从第一蒸发器组(13)、第二蒸发器组(14)中的一个或多个蒸发器或者冷凝器(20)中抽出的低压蒸汽(17)压缩,使其压力有一定的升高,产生加压后的蒸汽(11)并输入至第一蒸发器组(13)内; 来自污水罐(23)的油田污水经预处理后通过泵进入冷凝器(20)中预热、脱气,加入阻垢剂后变为污水(19),污水(19)经喷嘴被均匀分布到第二蒸发器组(14)的顶排管上,然后沿顶排管以薄膜形式向下流动,部分污水沿蒸发器间污水管道(15)进入第一蒸发器组(13)内,在第一蒸发器组(13)内沿顶排管以薄膜形式向下流动;来自热力蒸汽压缩器(10)的加压后的蒸汽(11)首先进入第一蒸发器组(13)内,并在第一蒸发器组(13)的蒸发管内冷凝成淡水(25),这些淡水一部分流入淡水汇集管(18),另一部分为淡水(12)进入集热管(2)循环加热;第一蒸发器组(13)内的部分污水吸收第一蒸发器组(13)的蒸发管内的冷凝蒸汽的潜热而蒸发,产生的再生蒸汽(16)进入第二蒸发器组(14)的蒸发管内并在管内冷凝成淡水(25),淡水(25)流入淡水汇集管(18),同时第二蒸发器组(14)内的部分污水吸收管内冷凝蒸汽的潜热而蒸发,产生的部分再生蒸汽进入冷凝器(20)内;再生蒸汽在冷凝器(20)内对来自污水罐(23)的油田污水进行预热、脱气,冷凝器(20)内的凝结水流入淡水汇集管(18)内,淡水汇集管(18)将淡水储存到淡水罐(22)中,未蒸发的污水在第一蒸发器组(13)内流出成为浓污水(21)排放。2.根据权利要求1所述的基于槽式聚光太阳能的油田污水处理系统,其特征在于,还包括辅助锅炉(24),所述辅助锅炉(24)位于传输生蒸汽(9)的管路上,用于生成生蒸汽(9)或对已有的生蒸汽(9)做进一步的加热。3.根据权利要求1或2所述的基于槽式聚光太阳能的油田污水处理系统,其特征在于,所述淡水罐(22)和污水罐(23)各有一个或多个。4.根据权利要求1或2所述的基于槽式聚光太阳能的油田污水处理系统,其特征在于,所述第一蒸发器组(13)或第二蒸发器组(14)中的蒸发器为水平管降膜蒸发器或垂直管降膜蒸发器;所述第一蒸发器组(13)中的各个蒸发器较第二蒸发器组(14)中的各个蒸发器具有更高的运行温度,且所述第一蒸发器组(13)中的各个蒸发器较第二蒸发器组(14)中的各个蒸发器具有更高的运行压力;单个蒸发器组中的各个蒸发器具有相同的运行温度和运行压力。5.根据权利要求1或2所述的基于槽式聚光太阳能的油田污水处理系统,其特征在于,该系统还包括:吸热介质-水换热器(8);其中, 吸热介质(3)从集热管(2)的入口进入集热管(2),实时跟踪太阳的槽式聚光镜场(I)将所采集的太阳光聚焦到集热管(2)上,所述吸热介质(3)在集热管(2)内保持流动并不断地被加热,处于高温状态的吸热介质(3)从集热管(2)的出口流出;处于高温状态的吸热介质(3)进入吸热介质-水换热器(8),与淡水(12)进行换热,从而产生生蒸汽(9);换热后的吸热介质(3)又变回低温状态,从吸热介质-水换热器(8)返回到槽式聚光镜场(I)和集热管(2)进行循环; 所述生蒸汽(9)先流入所述热力蒸汽压缩器(10)...

【专利技术属性】
技术研发人员:姚志豪张亚南
申请(专利权)人:首航节能光热技术股份有限公司
类型:新型
国别省市:天津;12

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