申请日2017.08.18
公开(公告)日2017.11.07
IPC分类号C02F9/10; C02F9/14; C02F103/10
摘要
本发明公开了一种页岩气采出水处理系统及方法，系统包括：过滤器;预热单元，包括预换热器、原水箱及给水泵;循环蒸发单元，包括循环换热器、第一蒸发结晶器、循环泵、三通阀;回收换热单元，包括压缩机和汽提塔;方法包括将页岩气采出水的原水过滤除去杂质，并预加热至50～90℃;将蒸发结晶形成的蒸汽对预加热后的原水进行二次加热至95～130℃，并将二次加热形成的冷凝水对过滤后的原水进行预加热。本发明通过循环蒸发单元对页岩气采出水进行循环蒸发结晶，其缩短了处理流程，并通过回收换热单元将第一蒸发结晶器中蒸发结晶形成的蒸汽依次对待蒸发结晶的原水进行二次加热和预加热，其提高了蒸发结晶的能源利用率，降低了能源消耗。
权利要求书
1.一种页岩气采出水处理系统，其特征在于，包括：
过滤器;
预热单元，其包括预换热器、与过滤器连接的原水箱及一驱动原水箱内的原水进入预换热器的第一换热腔的给水泵;
循环蒸发单元，其包括循环换热器、第一蒸发结晶器、循环泵、三通阀及排料管;所述循环换热器的第一换热管一端与第一换热腔连通、另一端与所述第一蒸发结晶器连通，所述循环泵的进水端与所述第一蒸发结晶器底部连通、出水端通过三通阀分别与第一换热管和排料管连接;
回收换热单元，其包括与压缩机和汽提塔，所述压缩机一端与所述第一蒸发结晶器顶端连通、另一端与所述循环换热器的第二换热管的进水端连通，所述汽提塔一端与第二换热管的出水端连接、另一端与所述预换热器的第二换热腔连通。
2.根据权利要求1所述的页岩气采出水处理系统，其特征在于，所述页岩气采出水处理系统还包括一曝气生物滤池，其与所述预换热器的第二换热腔的出水端连通。
3.根据权利要求2所述的页岩气采出水处理系统，其特征在于，所述页岩气采出水处理系统还包括一后处理单元，其包括离心分离器和第二蒸发结晶器，所述离心分离器的进水端与所述排料管连接、出水端与所述第二蒸发结晶器连接。
4.根据权利要求3所述的页岩气采出水处理系统，其特征在于，所述第二蒸发结晶器的顶端与所述压缩机的进气端连通。
5.根据权利要求1所述的页岩气采出水处理系统，其特征在于，所述循环蒸发单元还包括一设于循环换热器与第一蒸发结晶器之间的节流阀。
6.根据权利要求1所述的页岩气采出水处理系统，其特征在于，所述过滤器为管式超滤膜。
7.一种页岩气采出水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将页岩气采出水的原水过滤除去杂质，并预加热至50～90℃;
(2)将蒸发结晶形成的蒸汽对预加热后的原水进行二次加热至95～130℃，并将二次加热形成的冷凝水对步骤(1)中过滤后的原水进行预加热。
8.根据权利要求7所述的页岩气采出水处理方法，其特征在于，所述页岩气采出水处理方法还包括步骤(3)将预加热后的冷凝水通过曝气生物滤池处理，并将蒸发结晶的液体进行离心分离。
9.根据权利要求7所述的页岩气采出水处理方法，其特征在于，所述步骤(2)还包括将蒸发结晶形成的蒸汽对蒸发结晶形成的浓缩废水进行循环加热。
说明书
一种页岩气采出水处理系统及方法
技术领域
本发明涉及页岩气采出水处理技术，尤其是涉及一种页岩气采出水处理系统及方法。
背景技术
页岩气作为一种清洁、低碳、高储量的非常规天然气能源，已成为全球油气资源勘探开发的新亮点。页岩气开采过程产生大量高含盐污水，如何经济高效处理页岩气采出废水，实现页岩气清洁生产，对页岩气的长足发展和环境保护具有重要意义。
目前，现有的页岩气采出水主要采用两种处理方法，一种是化学处理法，其需要加入多种反应药剂和催化药剂，其处理成本居高不下，另一种为蒸发结晶法，其需要进行多级蒸发导致处理流程复杂、处理流程长，且易消耗大量能源。有鉴于此，提供一种处理流程短、能源消耗量低的页岩气采出水处理系统成为现阶段亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种页岩气采出水处理系统及方法，解决现有技术中蒸发结晶法处理页岩气采出水的处理流程长、能源消耗大的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种页岩气采出水处理系统，包括：
过滤器;
预热单元，其包括预换热器、与过滤器连接的原水箱及一驱动原水箱内的原水进入预换热器的第一换热腔的给水泵;
循环蒸发单元，其包括循环换热器、第一蒸发结晶器、循环泵、三通阀及排料管;所述循环换热器的第一换热管一端与第一换热腔连通、另一端与所述第一蒸发结晶器连通，所述循环泵的进水端与所述第一蒸发结晶器底部连通、出水端通过三通阀分别与第一换热管和排料管连接;
回收换热单元，其包括与压缩机和汽提塔，所述压缩机一端与所述第一蒸发结晶器顶端连通、另一端与所述循环换热器的第二换热管的进水端连通，所述汽提塔一端与第二换热管的出水端连接、另一端与所述预换热器的第二换热腔连通。
同时，本发明还提供一种页岩气采出水处理方法，包括如下步骤：
(1)将页岩气采出水的原水过滤除去杂质，并预加热至50～90℃;
(2)将蒸发结晶形成的蒸汽对预加热后的原水进行二次加热至95～130℃，并将二次加热形成的冷凝水对步骤(1)中过滤后的原水进行预加热;
与现有技术相比，本发明通过循环蒸发单元对页岩气采出水进行循环蒸发结晶，其缩短了处理流程，并通过回收换热单元将第一蒸发结晶器中蒸发结晶形成的蒸汽依次对待蒸发结晶的原水进行二次加热和预加热，其提高了蒸发结晶的能源利用率，降低了能源消耗。