本实用新型专利技术公开了连续分离天然气及页岩气开采废水中低沸物的装置，所述装置包括通过管路连接成循环体系的循环泵、加热器、蒸发器和冷凝器，蒸发器包括蒸发罐和位于蒸发罐顶部的竖直分离段，蒸发罐的侧壁上设置有进气口且底壁上设置有出水口和罐底液出口，竖直分离段的顶部设置有出气口和回液口且侧壁上设置有物料进口，蒸发罐的内部设置有与出水口连接的中心导流管，蒸发罐上部设置有丝网传质器；加热器通过上循环管与蒸发罐的进气口连接并且通过下循环管与蒸发罐的出水口连接，循环泵设置在下循环管上；冷凝器通过上回流管与竖直分离段的出气口连接并且通过下回流管与竖直分离段的回液口连接，下回流管上设置有低沸物出口。
【技术实现步骤摘要】
本技术设及天然气及页岩气开采废水处理的
，更具体地讲，设及一 种连续分离天然气及页岩气开采废水中低沸物装置。
技术介绍
天然气及页岩气开采过程中会产生大量废水，由于与地下油气藏及岩层长期共 存，运类废水中一般都溶入或混入了大量石油类、可溶性盐、悬浮物等组分，为含盐废水。此 夕F，在采气及集输过程中常需要加入泡排剂、缓蚀剂、阻垢剂等化学助剂，使得采出水组成 更加复杂和变化多端，并表现出石油类含量高、易挥发性有机物含量高、悬浮物含量高和矿 化度高等特点。如果直接排出则会对井区周边会造成极大污染。 国内对于含硫气田采出水的零排放综合处理主要借助于盐化工专业的多效蒸发 除盐工艺，初步形成了W蒸发为主体工艺的气田采出水综合处理技术路线。 天然气及页岩气开采废水中最难处理的是包括大量有机物和氨氮的低沸点物质 (简称低沸物）。目前，国内对于高低沸物含量的含盐废水，尚无成熟可靠的方法和装置来 处理完全。对于含盐废水，可W采用蒸发脱盐的方法回收利用废水中的氯离子，但在天然气 及页岩气开采废水的蒸发脱盐过程中，大量低沸点有机物和氨氮随着蒸发进入冷凝水中， 导致冷凝水不达标，不能排放更不能回用。有的在前期采用氧化或其它方法去除有机物，但 由于有机组分中低沸点物质居多，进入蒸发脱盐系统后，冷凝水中仍含有大量有机物和氨 氮，无法达标。 因此，亟需开发一种新的分离设备和分离方法，W将大量低沸点有机物和氨氮从 天然气及页岩气开采废水中分离出来。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本技术的目的是提供一种实现天然气及页 岩气开采废水中低沸物连续分离的装置。 本技术提供了一种连续分离天然气及页岩气开采废水中低沸物的装置，所述 装置包括通过管路连接成循环体系的循环累、加热器、蒸发器和冷凝器，所述蒸发器包括蒸 发罐和位于蒸发罐顶部的竖直分离段，所述蒸发罐的侧壁上设置有进气口且底壁上设置有 出水口和罐底液出口，所述竖直分离段的顶部设置有出气口和回液口且侧壁上设置有物料 进口，所述蒸发罐的内部设置有与所述出水口连接的中屯、导流管，所述蒸发罐上部设置有 丝网传质器；所述加热器通过上循环管与所述蒸发罐的进气口连接并且通过下循环管与所 述蒸发罐的出水口连接，所述循环累设置在下循环管上；所述冷凝器通过上回流管与所述 竖直分离段的出气口连接并且通过下回流管与所述竖直分离段的回液口连接，所述下回流 管上设置有低沸物出口。 根据本技术连续分离天然气及页岩气开采废水中低沸物的装置的一个实施 例，所述加热器包括加热室并且所述加热室上设置有加热蒸汽进口和冷凝水出口。 根据本技术连续分离天然气及页岩气开采废水中低沸物的装置的一个实施 例，所述冷凝器包括冷凝室并且所述冷凝室上设置有冷却水进口、冷却水出口和真空累接 P。 根据本技术连续分离天然气及页岩气开采废水中低沸物的装置的一个实施 例，所述蒸发罐的底壁上还设置有排污口，所述竖直分离段中设置有多层塔板或填充有填 料。 与现有技术相比，本技术的有益效果包括： 本技术中的装置将现有技术中加热和蒸发为一体的设备（中间进料、底部加 热、顶部冷凝）改为蒸发罐和蒸发分离段外加热强制循环和外冷凝的结构，更有效地节能 并进一步提高易挥发低沸点组分的回收，传质过程的推动力是气体中氨的分压与废水中氨 的浓度相当的平衡分压之间的差；同时将W前间歇式分离低沸物的方式改为连续分离，更 便于操作。并且，本技术针对有机物和氨氮等低沸物含量较高的天然气及页岩气开采 废水采用预蒸馈的方式脱除低沸物，处理后的水可直接进入蒸发且冷凝水达标后可排放或 回用。【附图说明】 图1示出了根据本技术示例性实施例的连续分离天然气及页岩气开采废水 中低沸物的装置的结构示意图。 附图标记说明： 1-循环累、2-加热器、3-上循环管、4-蒸发罐、5-竖直分离段、6-上回流管、7-下 回流管、8-冷凝器、9-丝网传质器、10-中屯、导流管、11-下循环管； a-加热蒸汽进口、b-冷凝水出口、C-进气口、d-出水口、e-排污口、f-罐底液出 口、g-物料进口、h-出气口、i-回液口、j-冷却水进口、k-冷却水出口、^低沸物出口、 m-真空累接口。【具体实施方式】 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥 的特征和/或步骤W外，均可任何方式组合。 本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别 叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加W替换。目P，除非特别叙述，每个特征 只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。 其中，所述天然气及页岩气开采废水是指在天然气及页岩气开采过程中产生的废 水，其中含有大量的盐、有机物和氨氮等物质。所述低沸物是指低沸点物质，主要包括氨氮 和易挥发有机物，并且本领域通常采用化学需氧量COD作为衡量水中的有机物含量多少的 指标。 图1示出了根据本技术示例性实施例的连续分离天然气及页岩气开采废水 中低沸物的装置的结构示意图。如图1所示，根据本技术的示例性实施例，所述连续分 离天然气及页岩气开采废水中低沸物的装置包括通过管路连接成循环体系的循环累1、加 热器2、蒸发器和冷凝器8。其中，循环累1用于实现废水的循环累入，加热器2用于实现废 水的预加热，蒸发器用于对废水进行预蒸馈和浓缩从而使得大量的低沸物从蒸发器顶端逸 出，冷凝器8用于对逸出的气体进行液化获得并排除富集低沸物的罐顶液。 根据本技术，所述装置将现有的加热和蒸发为一体的设备（中间进料、底部 加热、顶部冷凝）改为蒸发罐和蒸发分离段外加热强制循环和外冷凝的结构，更有效地节 能，并进一步提高易挥发有机组分的回收。 具体地，蒸发器包括蒸发罐4和位于蒸发罐4顶部的竖直分离段5,蒸发罐5的侧 壁上设置有进气口C且底壁上设置有出水口d和罐底液出口f，竖直分离段5的顶部设置有 出气口h和回液口i且侧壁上设置有物料进口g。蒸发罐4的直径大于竖直分离段5的直 径，蒸发罐4的高度小于竖直分离段5的直径，蒸发罐4可W对预加热的废水进行进一步的 蒸发浓缩，竖直分离段5可W延长气水之间的接触时间和接触紧密程度，并利用气体中氨 的分压与废水中氨的浓度相当的平衡分压之间的差值形成的推动力进行传质，使得低沸点 易挥发的有机物和氨氮随着气体的上行而富集并进入冷凝器中而被分离出来。 蒸发罐4的内部设置有与出水口d连接的中屯、导流管10,蒸发罐4上部设置有丝 网传质器9。丝网传质器9可W对有泡沫的水体拦截泡沫，提高水体纯净度；与常规蒸发罐 相比，设置了轴向的中屯、导流管10可W使液体短路溫差损失大幅度下降从而增加系统的 有效溫差，还可使料液循环系统的流体阻力大幅降低从而有效降低循环累的运行电耗。优 选地，中屯、导流管10具有漏斗状的入口管，并且入口管设置在蒸发罐4的中屯、轴处。 根据本技术的一个实施例，蒸发罐4的底壁上还设置有排污口e W进行污垢 的排放和处理，竖直分离段5中设置有多层塔板或填充有填料。也即，竖直分离段5可W是 板式塔结构或填料塔结构。具体地，废水在加热器2中预热后进入蒸发罐4中蒸发浓缩，产生的蒸汽自下而上 进入竖直分离段5,水体中的泡沫经丝网传质器9拦截，蒸本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种连续分离天然气及页岩气开采废水中低沸物的装置，其特征在于，所述装置包括通过管路连接成循环体系的循环泵、加热器、蒸发器和冷凝器，所述蒸发器包括蒸发罐和位于蒸发罐顶部的竖直分离段，所述蒸发罐的侧壁上设置有进气口且底壁上设置有出水口和罐底液出口，所述竖直分离段的顶部设置有出气口和回液口且侧壁上设置有物料进口，蒸发罐的内部设置有与出水口连接的中心导流管，蒸发罐上部设置有丝网传质器；所述加热器通过上循环管与所述蒸发罐的进气口连接并且通过下循环管与所述蒸发罐的出水口连接，所述循环泵设置在下循环管上；所述冷凝器通过上回流管与所述竖直分离段的出气口连接并且通过下回流管与所述竖直分离段的回液口连接，所述下回流管上设置有低沸物出口。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：彭传丰，符宇航，李波，蔡晓波，刘昌辉，许景媛，梁彬，李宇，
申请(专利权)人：自贡市轻工业设计研究院有限责任公司，
类型：新型
国别省市：四川;51
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