[发明专利]一种处理含油污水的蒸发器

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及一种处理含油污水的蒸发器。

技术背景

石油在开采过程会产生大量的废水，据统计全球每生产8000万桶原油，就有2.5亿桶采油废水产生，以水油比3:1计算，含水率达到了70％，全球石油开采含水率在过去的十年开始增加并且持续攀升。随着石油开采技术的提高也使原油含水率不断增加，我国大部分油田原油综合含水率己达80％，有的甚至达到90％，每年采油废水的产生量约为4.1亿吨，成为主要的含油污水源。

采油废水具有以下特点：(1)废水的平均温度为40-60℃，比一般水温高；(2)废水的矿化度能达到2000-5000mg/L，高矿化度容易加速腐蚀，对废水的生化处理造成影响；(3)pH值较高，一般为7.5-8.5；(4)废水中含有细菌，常见细菌有铁细菌、腐生菌、硫酸盐还原菌，且细菌平均含量为102-104个/mL，甚至达到108个/mL，细菌容易腐蚀管线而且堵塞底层；(5)废水溶解氧含量和含铁量较低；(6)废水中残存一定数量的化学试剂。受到油污染的废水，不仅会污染水源和土壤，还会引起火灾威胁人生安全。因此，必须对采油废水进行有效处理，同时，如果能将采油废水改性回注，不仅可以满足油田注水开采所需用水，也可以节约水资源为油田带来经济效益，有利于油田的发展。国内油田采油污水处理一般采用隔油-混凝-过滤即所谓的“老三套”进行处理，其治理方法一般难以达到排放标准。

机械压缩蒸发是将水蒸汽通过蒸汽压缩机压缩至一定压力进入蒸发器，在蒸发器释放出潜热给原水加热蒸馏，部分污水蒸发后与原水进行换热后冷凝成纯水；其它含有高浓度的盐和固体物质的污水进蒸发器底部集水池，通过泵升压再循环再处理；浓缩到一定程度的液相成为浓缩水排除；蒸汽再经蒸汽压缩机压缩，再换热，如此反复。该工艺全部利用机械压缩机将电能转化为热能，因此，可不需要外部蒸汽的补给，系统独立性强。机械压缩蒸馏装备用于含油污水处理，产出水能够满足回注水的水质要求，对于节约淡水资源，提高油田经济效益具有重要的意义。

蒸发器是机械压缩蒸馏装备的关键设备之一，常用的蒸发器包括水平管降膜蒸发器和垂直管降膜蒸发器两种。水平管降膜蒸发器水蒸汽在传热管内冷凝，液膜在管外形成、蒸发，虽然其传热性能优于垂直管降膜蒸发器，但成分复杂的含油污水易于在传热管外表面形成污垢层，严重影响降低传热效率，并且管外的污垢层难于清洗；垂直管降膜蒸发器料液经分布在换热管内成膜，与管外的蒸汽进行换热而蒸发，管内壁形成的污垢层易于清洗，但其存在诸如设备安装精度要求高、初始投资高，操作性能主要取决于液体分布器性能等缺点。

发明内容

本发明是克服现有技术的不足，提供一种用于处理含油污水的蒸发器。

本发明的技术方案概述如下：

一种处理含油污水的蒸发器，包括蒸发器壳体1，蒸发器壳体1的中部固定连接有中间隔板3，中间隔板3将蒸发器壳体1分隔为蒸发室2和冷凝室7；在蒸发室2的顶壁或侧壁的上部设置有二次蒸汽出口17和热料液入口15；在蒸发室2的侧壁的下部设置有浓水出口4；在冷凝室7内的两个相对的近侧壁处分别设置有第一管板5和第二管板11，在第一管板5和第二管板11之间固定连接有换热管8，料液进水口6设置在近第一管板5的侧壁的下部，料液出水口12设置在近第二管板11的侧壁的上部，冷凝水出水口9和加热蒸汽入口10设置在冷凝室7的底壁上，且在第一管板5和第二管板11之间。

在蒸发室2的上部最好设置有布液装置14，布液装置14与热料液入口15连接。

布液装置14优选喷淋式液体分布器、管式液体分布器、盘式液体分布器、孔盘式液体分布器或槽式液体分布器。

在蒸发室2的上部最好设置有捕沫装置16。

在蒸发室2的顶壁和布液装置14之间最好设置有捕沫装置16。

捕沫装置16为优选折流板除雾器或丝网捕沫器。

本发明具有以下积极效果：

本发明的一种用于处理含油污水的蒸发器中的冷凝室采用蒸汽在换热管外冷凝、含油污水在换热管内流动换热，当换热管内产生污垢时，可拆卸冷凝室侧壁进行清洗或采用胶球在线清洗，避免了现有技术蒸发器管外污垢层难于清洗的问题；换热管水平布置，避免了现有技术垂直管降膜蒸发器安装精度要求高、初始投资高等不足。除此之外，蒸发室采用闪蒸的原理提高了传热、传质效率，尤其是布液装置的设置使本发明的蒸发器的效率有了更进一步的提高。本发明能够大大降低机械压缩蒸馏法进行含油污水处理装备的初始投资和运行费用，同时还可应用于化工、食品、制药等行业的料液浓缩、精制过程，具有良好的社会经济效益。