申请日2018.07.03
公开(公告)日2018.09.21
IPC分类号C02F9/10; C02F103/10
摘要
本发明涉及废水节能环保处理技术领域，尤其是一种稠油污水处理系统及方法，该系统包括依次连接的采油装置、油水分离装置、深度预处理装置、多效蒸发和MVR蒸发装置、盐干燥装置。采油装置采出的油水混合物经过油水装置分离出油，稠油污水经过深度预处理，除掉杂质，进一步回收污水中的油;深度预处理后的淡相污水进入多效蒸发和MVR蒸发装置进行蒸发浓缩，蒸发产生的二次蒸汽通过蒸汽压缩机提高热焓作为系统蒸发的热源循环利用，节能80%以上，节水90%以上;湿盐干燥后满足工业盐销售标准。本系统不仅对稠油废水中的油进行回收，提高资源回收利用率，还充分利用装置自身二次蒸汽的潜热，降低能耗，同时实现水资源的回收利用，节约用水。
权利要求书
1.一种稠油污水处理系统，其特征在于：该系统主要包括依次连接的深度预处理装置、多效蒸发和MVR蒸发装置、盐干燥装置;
所述深度预处理装置包括污水罐(1)、污水泵(2)、杂质罐(3)、油罐(4)、淡相泵(5)、粗级过滤器(6)、精密过滤器(7)，稠油污水从污水罐(1)的出口通过污水泵(2)与粗级过滤器(6)的进口相连通，粗级过滤器(6)的下端出口与杂质罐(3)上端进口相连通，粗级过滤器(6)的出口与精密过滤器(7)的进口相连通，精密过滤器(7)的下端出口与油罐(4)上端进口相连通;
所述的多效蒸发和MVR蒸发装置包括：板式预热器(8)、冷凝水罐(9)、真空泵(10)、冷凝水泵(11)、一效降膜循环泵(12)、一效降膜蒸发器(13)、管壳式预热器(14)、一效汽液分离器(15)、第一冷凝水罐(16)、二效降膜循环泵(17)、二效降膜蒸发器(18)、二效汽液分离器(19)、蒸汽压缩机(20)、第二冷凝水罐(21)、第一强制蒸发器(22)、强制循环泵(23)、第二强制蒸发器(24)、第三汽液分离器(25);精密过滤器(7)的出口通过淡相泵(5)与板式预热器(8)的左端进口相连通，板式预热器(8)右端出口与管壳式预热器(14)下端进口相连通，管壳式预热器(14)的下端出口通过一效降膜循环泵(12)与一效降膜蒸发器(13)的管程进口相连通，一效降膜蒸发器(13)下端管程出口通过一效降膜循环泵(12)与一效降膜蒸发器(13)管程进口相连通，一效降膜蒸发器(13)的管程侧面出口通过管道与一效汽液分离器(19)相连通，一效降膜蒸发器(13)管程侧面出口通过二效降膜循环泵(17)与二效降膜蒸发器(18)上端管程进口相连通，二效降膜蒸发器(18)下端管程出口通过二效降膜循环泵(17)与二效降膜蒸发器(18)上端管程进口相连通，二效降膜蒸发器(18)的管程侧面出口通过管道与二效汽液分离器(19)相连通，同时二效降膜蒸发器(18)下端管程液体出口通过二效降膜循环泵(17)与第一强制蒸发器(22)下端管程进口相连通，第一强制蒸发器(22)上端管程出口通过管道与第三汽液分离器(25)下端出口相连通，第三汽液分离器(25)下端出口通过管道于第二强制蒸发器(24)上端管程进口相连通，第二强制蒸发器(24)下端管程出口通过强制循环泵(23)与第一强制蒸发器(22)下端管程进口相连通，第三汽液分离器(25)的下端出口通过浓缩液泵(26)与固液分离机(27)进口相连通;
一效降膜蒸发器(13)的壳程出口和第一强制蒸发器的壳程出口与管壳式预热器(14)的左端进口相连通，一效汽液分离器(15)的上端出口和第一冷凝水罐(16)的上端出口通过管道与二效降膜蒸发器(18)的壳程进口相连通，二效汽液分离器(19)和第二冷凝水罐(21)上端出与蒸汽压缩机(20)的右端进口相连通，蒸汽压缩机(20)左端出口分别与第一强制蒸发器(22)和第一强制蒸发器(23)的壳程进口相连通，蒸汽压缩机(20)左端出口通过管道于一效降膜蒸发器(13)的壳程出口相连通，同时一效降膜蒸汽器(13)的壳程设置生蒸汽进口;
一效降膜蒸发器(13)的冷凝水出口通过管路与第一冷凝水罐(16)的上端进口相连通，第一强制蒸发器(22)和第二强制蒸发器(24)的两侧出口通过管道与第一冷凝水罐(16)的上端进口相连通，第一冷凝水罐(16)下端出口和二效降膜蒸发器(18)的左侧出口与第二冷凝水罐(21)的左端进口相连通，第二冷凝水罐(21)的下端出口与板式预热器(8)的右端进口相连通;
所述盐干燥装置包括浓缩液泵(26)、固液分离机(27)、收集器(28)、风机(31)、旋风分离器(32)、盐罐(33)、水泵(28)、加热器(30);第三汽液分离器(25)下端出口通过浓缩液泵(26)与固液分离机(27)的左端进口相连通，固液分离机(27)右端出口通过风机(31)与旋风分离器(32)的左端进口相连通，固液分离机(27)下端出口通过水泵(28)与冷凝水罐(9))的下端进口相连通，收集器(28)下端出口与加热器(30)进口相连通，加热器(30)的右端出口与旋风干燥器(30)的左端进口相连通，同时加热器(30)与风机(31)相连通，旋风干燥器(30)下端出口通过管道与盐罐(33)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种稠油污水处理系统，其特征在于所述的蒸汽压缩机(20)可以是罗茨风机、离心风机、离心压缩机中的任何一种。
3.根据权利要求1所述的一种稠油污水处理系统，其特征在于所述的精密处理器(7)可以是超滤处理器、纳滤处理器中的任何一种。
4.一种稠油污水处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)深度预处理：污水罐(1)中的稠油污水经过污水泵(2)进入到粗级过滤器(6)进行粗级处理，去除稠油污水中的杂质，过滤出的杂质进入杂质罐(3)，粗级处理后的溶液进入精密过滤器(7)过滤出淡相废水和油，淡相污水通过淡相泵(5)进入板式预热器(8)进行预热，油回收进油罐(4);
2)多效蒸发和MVR蒸发：深度预处理得到的淡相污水，经过到板式预热器(8)进行预热处理，预热后的淡相污水进入管壳式预热器(14)进一步预热，经过两次预热的淡相污水进入一效降膜蒸发器(13)蒸发浓缩，蒸发产生二次蒸汽和一次浓缩液，一效降膜蒸发器(13)内加热废水过程时产生的蒸汽冷凝水排至第一冷凝水罐(16);一效蒸发降膜器(13)中产生的一部分二次蒸汽和一次浓缩液进入一效汽液分离器(15)，在一效汽液分离器(15)中进行汽液分离，分离后的一次浓缩液返回一效降膜蒸发器(13)内;另一部分二次蒸汽和一次浓缩液进入第二降膜蒸发器(18);
进入二效降膜蒸发器(18)的一次浓缩液与来自第一汽液分离器(15)和第一冷凝水罐(16)的二次蒸汽进行换热，再次蒸发浓缩，蒸发浓缩产生的一部分二次蒸汽和二次浓缩液进入二效汽液分离器(19)，分离的二次浓缩液返回二效降膜蒸发器(18)内，分离的二次蒸汽进入压缩机压缩提高热焓，另一部分二次蒸汽和二次浓缩液进入第一强制蒸发器(22)，进行强制蒸发，二效降膜蒸发器(18)产生的冷凝水经过二效降膜蒸发器(18)下端冷凝水出口进入第二冷凝水罐(21);
进入第一强制蒸发器(22)的二次浓缩液，再次进行蒸发浓缩，蒸发产生二次蒸汽和三次浓缩液进入第三汽液分离器(25)中进行汽液分离，分离后的三次浓缩液进入第二强制蒸发器(24)中，产生的二次蒸汽和三次浓缩液通过强制循环泵(23)重新回到第一强制蒸发器(22)中，当浓缩液浓度饱和后通过浓缩液泵(26)进入固液分离机(27);
3)盐干燥：达到饱和的浓缩液进入固液分离机(27)的，进行液固分离，分离出的液体通过水泵(28)进入冷凝水罐(9)，分离出的固体进入收集器(28)，收集器(28)通过管道与加热器(30)进行干燥，干燥后进入旋风分离器(32)进行汽固分离，分离出的盐进入到盐罐(33)，分离出的汽体直接排出。
5.根据权利要求4所述的一种稠油污水处理方法，其特征在于所述的第二冷凝水罐(21)中的冷凝水通过冷凝水泵(11)进入到板式预热器(8)作为其热源。
6.根据权利要求4所述的一种稠油污水处理方法，其特征在于所述的进入到板式预热器(8)中冷凝水预热后进入冷凝水罐(9)中重新注入采油装置中，回收利用。
说明书
一种稠油污水处理系统及方法
技术领域
本发明涉及废水节能环保处理技术领域，尤其是一种稠油污水处理系统及方法。
背景技术
石油在采集过程中通常采用水驱动采油方式，采出的油经过油水分离装置之后会产生稠油污水。而稠油污水是含有重质原油的污水，其具有成分复杂、可生化性差、含盐量高、处理难度大等特点,如果直接排放会严重污染环境。因此如何对稠油污水进行高效节能环保绿色处理，提高油品回收利用率和水资源是非常重要的。
传统的稠油污水处理方法有催化氧化、活性炭吸附、传统蒸发法等方法，虽然有一定的效果，但是能耗高，耗水量大，资源回收利用率低。本系统不仅对稠油废水中的油类进行回收，提高资源回收利用率，还充分利用装置自身二次蒸汽的潜热，降低能耗，同时实现水资源的回收利用，节约用水。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决现有稠油污水处理技术油品回收效率低、能耗高、水资源浪费严重的问题，现提供一种稠油污水处理系统及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种稠油污水处理系统，其特征在于：该系统主要包括依次连接的深度预处理装置、多效蒸发和MVR蒸发装置、盐干燥装置;
所述深度预处理装置包括污水罐(1)、污水泵(2)、杂质罐(3)、油罐(4)、淡相泵(5)、粗级过滤器(6)、精密过滤器(7)，稠油污水从污水罐(1)的出口通过污水泵(2)与粗级过滤器(6)的进口相连通，粗级过滤器(6)的下端出口与杂质罐(3)上端进口相连通，粗级过滤器(6)的出口与精密过滤器(7)的进口相连通，精密过滤器(7)的下端出口与油罐(4)上端进口相连通;
所述的多效蒸发和MVR蒸发装置包括：板式预热器(8)、冷凝水罐(9)、真空泵(10)、冷凝水泵(11)、一效降膜循环泵(12)、一效降膜蒸发器(13)、管壳式预热器(14)、一效汽液分离器(15)、第一冷凝水罐(16)、二效降膜循环泵(17)、二效降膜蒸发器(18)、二效汽液分离器(19)、蒸汽压缩机(20)、第二冷凝水罐(21)、第一强制蒸发器(22)、强制循环泵(23)、第二强制蒸发器(24)、第三汽液分离器(25);精密过滤器(7)的出口通过淡相泵(5)与板式预热器(8)的左端进口相连通，板式预热器(8)右端出口与管壳式预热器(14)下端进口相连通，管壳式预热器(14)的下端出口通过一效降膜循环泵(12)与一效降膜蒸发器(13)的管程进口相连通，一效降膜蒸发器(13)下端管程出口通过一效降膜循环泵(12)与一效降膜蒸发器(13)管程进口相连通，一效降膜蒸发器(13)的管程侧面出口通过管道与一效汽液分离器(19)相连通，一效降膜蒸发器(13)管程侧面出口通过二效降膜循环泵(17)与二效降膜蒸发器(18)上端管程进口相连通，二效降膜蒸发器(18)下端管程出口通过二效降膜循环泵(17)与二效降膜蒸发器(18)上端管程进口相连通，二效降膜蒸发器(18)的管程侧面出口通过管道与二效汽液分离器(19)相连通，同时二效降膜蒸发器(18)下端管程液体出口通过二效降膜循环泵(17)与第一强制蒸发器(22)下端管程进口相连通，第一强制蒸发器(22)上端管程出口通过管道与第三汽液分离器(25)下端出口相连通，第三汽液分离器(25)下端出口通过管道于第二强制蒸发器(24)上端管程进口相连通，第二强制蒸发器(24)下端管程出口通过强制循环泵(23)与第一强制蒸发器(22)下端管程进口相连通，第三汽液分离器(25)的下端出口通过浓缩液泵(26)与固液分离机(27)进口相连通;
一效降膜蒸发器(13)的壳程出口和第一强制蒸发器的壳程出口与管壳式预热器(14)的左端进口相连通，一效汽液分离器(15)的上端出口和第一冷凝水罐(16)的上端出口通过管道与二效降膜蒸发器(18)的壳程进口相连通，二效汽液分离器(19)和第二冷凝水罐(21)上端出与蒸汽压缩机(20)的右端进口相连通，蒸汽压缩机(20)左端出口分别与第一强制蒸发器(22)和第一强制蒸发器(23)的壳程进口相连通，蒸汽压缩机(20)左端出口通过管道于一效降膜蒸发器(13)的壳程出口相连通，同时一效降膜蒸汽器(13)的壳程设置生蒸汽进口;
一效降膜蒸发器(13)的冷凝水出口通过管路与第一冷凝水罐(16)的上端进口相连通，第一强制蒸发器(22)和第二强制蒸发器(24)的两侧出口通过管道与第一冷凝水罐(16)的上端进口相连通，第一冷凝水罐(16)下端出口和二效降膜蒸发器(18)的左侧出口与第二冷凝水罐(21)的左端进口相连通，第二冷凝水罐(21)的下端出口与板式预热器(8)的右端进口相连通;
所述盐干燥装置包括浓缩液泵(26)、固液分离机(27)、收集器(28)、风机(31)、旋风分离器(32)、盐罐(33)、水泵(28)、加热器(30);第三汽液分离器(25)下端出口通过浓缩液泵(26)与固液分离机(27)的左端进口相连通，固液分离机(27)右端出口通过风机(31)与旋风分离器(32)的左端进口相连通，固液分离机(27)下端出口通过水泵(28)与冷凝水罐(9))的下端进口相连通，收集器(28)下端出口与加热器(30)进口相连通，加热器(30)的右端出口与旋风干燥器(30)的左端进口相连通，同时加热器(30)与风机(31)相连通，旋风干燥器(30)下端出口通过管道与盐罐(33)相连通;
进一步地，所述的一种稠油污水处理系统，其特征在于所述的蒸汽压缩机(20)可以是罗茨风机、离心风机、离心压缩机中的任何一种;
进一步地，所述的一种稠油污水处理系统，其特征在于所述的精密处理器(7)可以是超滤处理器、纳滤处理器中的任何一种;
一种稠油污水处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)深度预处理：污水罐(1)中的稠油污水经过污水泵(2)进入到粗级过滤器(6)进行粗级处理，去除稠油污水中的杂质，过滤出的杂质进入杂质罐(3)，粗级处理后的溶液进入精密过滤器(7)过滤出淡相废水和油，淡相污水通过淡相泵(5)进入板式预热器(8)进行预热，油回收进油罐(4);
2)多效蒸发和MVR蒸发：深度预处理得到的淡相污水，经过到板式预热器(8)进行预热处理，预热后的淡相污水进入管壳式预热器(14)进一步预热，经过两次预热的淡相污水进入一效降膜蒸发器(13)蒸发浓缩，蒸发产生二次蒸汽和一次浓缩液，一效降膜蒸发器(13)内加热废水过程时产生的蒸汽冷凝水排至第一冷凝水罐(16);一效蒸发降膜器(13)中产生的一部分二次蒸汽和一次浓缩液进入一效汽液分离器(15)，在一效汽液分离器(15)中进行汽液分离，分离后的一次浓缩液返回一效降膜蒸发器(13)内;另一部分二次蒸汽和一次浓缩液进入第二降膜蒸发器(18);
进入二效降膜蒸发器(18)的一次浓缩液与来自第一汽液分离器(15)和第一冷凝水罐(16)的二次蒸汽进行换热，再次蒸发浓缩，蒸发浓缩产生的一部分二次蒸汽和二次浓缩液进入二效汽液分离器(19)，分离的二次浓缩液返回二效降膜蒸发器(18)内，分离的二次蒸汽进入压缩机压缩提高热焓，另一部分二次蒸汽和二次浓缩液进入第一强制蒸发器(22)，进行强制蒸发，二效降膜蒸发器(18)产生的冷凝水经过二效降膜蒸发器(18)下端冷凝水出口进入第二冷凝水罐(21);
进入第一强制蒸发器(22)的二次浓缩液，再次进行蒸发浓缩，蒸发产生二次蒸汽和三次浓缩液进入第三汽液分离器(25)中进行汽液分离，分离后的三次浓缩液进入第二强制蒸发器(24)中，产生的二次蒸汽和三次浓缩液通过强制循环泵(23)重新回到第一强制蒸发器(22)中，当浓缩液浓度饱和后通过浓缩液泵(26)进入固液分离机(27);
3)盐干燥：达到饱和的浓缩液进入固液分离机(27)的，进行液固分离，分离出的液体通过水泵(28)进入冷凝水罐(9)，分离出的固体进入收集器(28)，收集器(28)通过管道与加热器(30)进行干燥，干燥后进入旋风分离器(32)进行汽固分离，分离出的盐进入到盐罐(33)，分离出的汽体直接排出;
进一步地，所述的一种稠油污水处理方法，其特征在于所述的第二冷凝水罐(21)中的冷凝水通过冷凝水泵(11)进入到板式预热器(8)作为其热源;
进一步地，所述的一种稠油污水处理方法，其特征在于所述的进入到板式预热器(8)中冷凝水预热后进入冷凝水罐(9)中重新注入采油装置中，回收利用;
本发明的有益效果是：本发明的一种稠油污水处理系统及方法，可深度处理采油装置产生的稠油污水，稠油污水通过深度预处理装置的处理，回收油品，提高采油率;预处理后的淡相污水通过多效蒸发和MVR蒸发装置进行蒸发浓缩，蒸发产生的二次蒸汽通过蒸汽压缩机提高热焓作为系统蒸发的热源循环利用，省掉鲜蒸汽，降低了系统运行能耗，节能80%以上;同时系统的二次蒸汽作为热源冷凝放出潜热冷凝成冷凝水后，提供给采油装置循环利用，并且蒸发系统省掉了二次蒸汽冷凝器，节水90%以上;蒸发浓缩的湿盐进入盐干燥装置进行干燥，干燥后的盐满足工业盐标准可作为副产生销售，实现了资源回收再利用。本系统不仅对稠油废水中的油类进行回收，提高资源回收利用率，还充分利用装置自身二次蒸汽的潜热，降低能耗，同时实现水资源的回收利用，节约用水。