一種處理含油污水的蒸發(fā)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種處理含油污水的蒸發(fā)器，包括蒸發(fā)器殼體1，中間隔板3將蒸發(fā)器殼體1分為蒸發(fā)室2和冷凝室7；蒸發(fā)室2的頂壁或側(cè)壁的上部設(shè)置有二次蒸汽出口17和熱料液入口15，下部設(shè)置有濃水出口4；冷凝室7內(nèi)設(shè)置有第一管板5和第二管板11，管板之間固定連接有換熱管8，冷凝室7的側(cè)壁設(shè)置有料液進(jìn)水口6和料液出水口12，底壁上設(shè)置有冷凝水出水口9和加熱蒸汽入口10。本發(fā)明避免了水平管蒸發(fā)器管外污垢層難于清洗的問題以及垂直管降膜蒸發(fā)器安裝精度要求高、初始投資高等不足，大大降低了含油污水處理裝備的初始投資和運(yùn)行費(fèi)用，還可應(yīng)用于化工、食品、制藥等行業(yè)的料液濃縮、精制過程。
【專利說明】一種處理含油污水的蒸發(fā)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種處理含油污水的蒸發(fā)器。
技術(shù)背景
[0002]石油在開采過程會產(chǎn)生大量的廢水，據(jù)統(tǒng)計(jì)全球每生產(chǎn)8000萬桶原油，就有2. 5億桶采油廢水產(chǎn)生，以水油比3:1計(jì)算，含水率達(dá)到了 70%，全球石油開采含水率在過去的十年開始增加并且持續(xù)攀升。隨著石油開采技術(shù)的提高也使原油含水率不斷增加，我國大部分油田原油綜合含水率己達(dá)80%，有的甚至達(dá)到90%，每年采油廢水的產(chǎn)生量約為4. I億噸，成為主要的含油污水源。
[0003]采油廢水具有以下特點(diǎn)：⑴廢水的平均溫度為40_60°C，比一般水溫高；（2)廢水的礦化度能達(dá)到2000-5000mg/L，高礦化度容易加速腐蝕，對廢水的生化處理造成影響；
[3]pH值較高，一般為7.5-8. 5 ；(4)廢水中含有細(xì)菌，常見細(xì)菌有鐵細(xì)菌、腐生菌、硫酸鹽還原菌，且細(xì)菌平均含量為102-104個(gè)/mL，甚至達(dá)到108個(gè)/mL，細(xì)菌容易腐蝕管線而且堵塞底層；（5)廢水溶解氧含量和含鐵量較低；(6)廢水中殘存一定數(shù)量的化學(xué)試劑。受到油污染的廢水，不僅會污染水源和土壤，還會引起火災(zāi)威脅人生安全。因此，必須對采油廢水進(jìn)行有效處理，同時(shí)，如果能將采油廢水改性回注，不僅可以滿足油田注水開采所需用水,也可以節(jié)約水資源為油田帶來經(jīng)濟(jì)效益，有利于油田的發(fā)展。國內(nèi)油田采油污水處理一般采用隔油-混凝-過濾 即所謂的“老三套”進(jìn)行處理，其治理方法一般難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0004]機(jī)械壓縮蒸發(fā)是將水蒸汽通過蒸汽壓縮機(jī)壓縮至一定壓力進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器釋放出潛熱給原水加熱蒸餾，部分污水蒸發(fā)后與原水進(jìn)行換熱后冷凝成純水；其它含有高濃度的鹽和固體物質(zhì)的污水進(jìn)蒸發(fā)器底部集水池，通過泵升壓再循環(huán)再處理；濃縮到一定程度的液相成為濃縮水排除；蒸汽再經(jīng)蒸汽壓縮機(jī)壓縮，再換熱，如此反復(fù)。該工藝全部利用機(jī)械壓縮機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為熱能，因此，可不需要外部蒸汽的補(bǔ)給，系統(tǒng)獨(dú)立性強(qiáng)。機(jī)械壓縮蒸餾裝備用于含油污水處理，產(chǎn)出水能夠滿足回注水的水質(zhì)要求，對于節(jié)約淡水資源，提高油田經(jīng)濟(jì)效益具有重要的意義。
[0005]蒸發(fā)器是機(jī)械壓縮蒸餾裝備的關(guān)鍵設(shè)備之一，常用的蒸發(fā)器包括水平管降膜蒸發(fā)器和垂直管降膜蒸發(fā)器兩種。水平管降膜蒸發(fā)器水蒸汽在傳熱管內(nèi)冷凝，液膜在管外形成、蒸發(fā)，雖然其傳熱性能優(yōu)于垂直管降膜蒸發(fā)器，但成分復(fù)雜的含油污水易于在傳熱管外表面形成污垢層，嚴(yán)重影響降低傳熱效率，并且管外的污垢層難于清洗；垂直管降膜蒸發(fā)器料液經(jīng)分布在換熱管內(nèi)成膜，與管外的蒸汽進(jìn)行換熱而蒸發(fā)，管內(nèi)壁形成的污垢層易于清洗，但其存在諸如設(shè)備安裝精度要求高、初始投資高，操作性能主要取決于液體分布器性能等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于處理含油污水的蒸發(fā)器。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下：[0008]一種處理含油污水的蒸發(fā)器，包括蒸發(fā)器殼體1，蒸發(fā)器殼體I的中部固定連接有中間隔板3，中間隔板3將蒸發(fā)器殼體I分隔為蒸發(fā)室2和冷凝室7 ;在蒸發(fā)室2的頂壁或側(cè)壁的上部設(shè)置有二次蒸汽出口 17和熱料液入口 15 ;在蒸發(fā)室2的側(cè)壁的下部設(shè)置有濃水出口 4 ;在冷凝室7內(nèi)的兩個(gè)相對的近側(cè)壁處分別設(shè)置有第一管板5和第二管板11，在第一管板5和第二管板11之間固定連接有換熱管8,料液進(jìn)水口 6設(shè)置在近第一管板5的側(cè)壁的下部，料液出水口 12設(shè)置在近第二管板11的側(cè)壁的上部，冷凝水出水口 9和加熱蒸汽入口 10設(shè)置在冷凝室7的底壁上，且在第一管板5和第二管板11之間。
[0009]在蒸發(fā)室2的上部最好設(shè)置有布液裝置14，布液裝置14與熱料液入口 15連接。
[0010]布液裝置14優(yōu)選噴淋式液體分布器、管式液體分布器、盤式液體分布器、孔盤式液體分布器或槽式液體分布器。
[0011]在蒸發(fā)室2的上部最好設(shè)置有捕沫裝置16。
[0012]在蒸發(fā)室2的頂壁和布液裝置14之間最好設(shè)置有捕沫裝置16。
[0013]捕沫裝置16為優(yōu)選折流板除霧器或絲網(wǎng)捕沫器。
[0014]本發(fā)明具有以下積極效果: [0015]本發(fā)明的一種用于處理含油污水的蒸發(fā)器中的冷凝室采用蒸汽在換熱管外冷凝、含油污水在換熱管內(nèi)流動換熱，當(dāng)換熱管內(nèi)產(chǎn)生污垢時(shí)，可拆卸冷凝室側(cè)壁進(jìn)行清洗或采用膠球在線清洗，避免了現(xiàn)有技術(shù)蒸發(fā)器管外污垢層難于清洗的問題；換熱管水平布置，避免了現(xiàn)有技術(shù)垂直管降膜蒸發(fā)器安裝精度要求高、初始投資高等不足。除此之外，蒸發(fā)室采用閃蒸的原理提高了傳熱、傳質(zhì)效率，尤其是布液裝置的設(shè)置使本發(fā)明的蒸發(fā)器的效率有了更進(jìn)一步的提高。本發(fā)明能夠大大降低機(jī)械壓縮蒸餾法進(jìn)行含油污水處理裝備的初始投資和運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)還可應(yīng)用于化工、食品、制藥等行業(yè)的料液濃縮、精制過程，具有良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為處理含油污水的蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖中標(biāo)號為:
[0018]1-蒸發(fā)器殼體2-蒸發(fā)室
[0019]3-中間隔板4-濃水出口
[0020]5-第一管板6-料液進(jìn)水口
[0021]7-冷凝室8-換熱管
[0022]9-冷凝水出水口10-加熱蒸汽入口
[0023]11-第二管板12-料液出水口
[0024]13-噴嘴14-布液裝置
[0025]15-熱料液入口16-捕沫裝置
[0026]17-二次蒸汽出口
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。本發(fā)明的舉例是為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更好地理解本發(fā)明，但并不對本發(fā)明作任何限制。[0028]一種處理含油污水的蒸發(fā)器，包括蒸發(fā)器殼體1，蒸發(fā)器殼體I的中部固定連接有中間隔板3，中間隔板3可采用焊接、粘接或通過螺栓和膠墊連接的方式，將蒸發(fā)器殼體I分隔為蒸發(fā)室2和冷凝室7兩個(gè)完全獨(dú)立的密閉空間，蒸發(fā)室2和冷凝室7之間不能有液體或汽體的泄露；在蒸發(fā)室2的頂壁或側(cè)壁的上部設(shè)置有二次蒸汽出口 17和熱料液入口 15 ；在蒸發(fā)室2的側(cè)壁的下部設(shè)置有濃水出口 4 ;在冷凝室7內(nèi)的兩個(gè)相對的近側(cè)壁處分別設(shè)置有第一管板5和第二管板11，在第一管板5和第二管板11之間固定連接有換熱管8,兩個(gè)近管板的側(cè)壁可以做成可拆卸的封頭，以便于更換換熱管8，以及裝置長時(shí)間運(yùn)行產(chǎn)生的污垢的清洗。料液進(jìn)水口 6設(shè)置在近第一管板5的側(cè)壁的下部，料液出水口 12設(shè)置在近第二管板11的側(cè)壁的上部，冷凝水出水口 9和加熱蒸汽入口 10設(shè)置在冷凝室7的底壁上，且在第一管板5和第二管板11之間。
[0029]為提高系統(tǒng)的傳熱、傳質(zhì)效率，蒸發(fā)室2的內(nèi)部的上部最好設(shè)置有布液裝置14，布液裝置14與熱料液入口 15連接。
[0030]布液裝置14可以采用噴淋式液體分布器、 管式液體分布器、盤式液體分布器、孔盤式液體分布器或槽式液體分布器。
[0031]為提高產(chǎn)品水水質(zhì)在蒸發(fā)室2的頂壁和布液裝置14之間最好設(shè)置有捕沫裝置16。
[0032]捕沫裝置16可采用折流板除霧器或絲網(wǎng)捕沫器。
[0033]采用一種處理含油污水的蒸發(fā)器進(jìn)行機(jī)械壓縮蒸餾過程的步驟如下：
[0034]原料水從料液進(jìn)水口 6進(jìn)入到冷凝室7，在換熱管8吸收冷凝室7殼程蒸汽的潛熱升溫，升溫的原料水從料液出水口 12流出，從熱料液入口 15進(jìn)入到蒸發(fā)室2，或經(jīng)過布液裝置14從噴嘴13噴入到蒸發(fā)室2內(nèi)，蒸發(fā)室2的二次蒸汽出口 17與機(jī)械壓縮機(jī)入口連接，造成蒸發(fā)室2的負(fù)壓環(huán)境，從噴嘴13噴出的高溫原料水在負(fù)壓環(huán)境下蒸發(fā)產(chǎn)生二次蒸汽，未蒸發(fā)的原料水從濃水出口 4排出，產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)捕沫裝置16去除夾雜的液體后，經(jīng)二次蒸汽出口 17進(jìn)入到機(jī)械壓縮機(jī)后，變?yōu)楦邷馗邏旱倪^熱蒸汽經(jīng)冷凝室7底壁的加熱蒸汽入口 10進(jìn)入到冷凝室7內(nèi)，在冷凝室7內(nèi)高溫高壓的蒸汽釋放冷凝潛熱用于加熱原料水，蒸汽冷凝為產(chǎn)品水從冷凝水出水口 9排出。
[0035]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)該涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種處理含油污水的蒸發(fā)器，包括蒸發(fā)器殼體(1)，其特征是蒸發(fā)器殼體(1)的中部固定連接有中間隔板(3)，中間隔板(3)將蒸發(fā)器殼體(1)分隔為蒸發(fā)室(2)和冷凝室(7)；在蒸發(fā)室(2)的頂壁或側(cè)壁的上部設(shè)置有二次蒸汽出口(17)和熱料液入口(15);在蒸發(fā)室(2)的側(cè)壁的下部設(shè)置有濃水出口(4);在冷凝室(7)內(nèi)的兩個(gè)相對的近側(cè)壁處分別設(shè)置有第一管板(5)和第二管板(11)，在第一管板(5)和第二管板(11)之間固定連接有換熱管(8)，料液進(jìn)水口(6)設(shè)置在近第一管板(5)的側(cè)壁的下部，料液出水口(12)設(shè)置在近第二管板(11)的側(cè)壁的上部，冷凝水出水口(9)和加熱蒸汽入口(10)設(shè)置在冷凝室(7)的底壁上，且在第一管板(5)和第二管板(11)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理含油污水的蒸發(fā)器，其特征是在蒸發(fā)室(2)的上部設(shè)置有布液裝置(14)，布液裝置(14)與熱料液入口(15)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種處理含油污水的蒸發(fā)器，其特征是布液裝置(14)為噴淋式液體分布器、管式液體分布器、盤式液體分布器、孔盤式液體分布器或槽式液體分布器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理含油污水的蒸發(fā)器，其特征是在蒸發(fā)室(2)的上部設(shè)置有捕沫裝置(16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種處理含油污水的蒸發(fā)器，其特征是在蒸發(fā)室(2)的頂壁和布液裝置(14)之間設(shè)置有捕沫裝置(16)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種處理含油污水的蒸發(fā)器，其特征是所述捕沫裝置(16)為折流板 除霧器或絲網(wǎng)捕沫器。
【文檔編號】C02F1/40GK104030379SQ201410236244
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】張銘, 任建波, 張曉晨, 齊春華, 謝春剛, 呂慶春 申請人:國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所