专利名称：一种机械压缩蒸发结晶器系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于工业废水处理技术领域，涉及一种机械压缩蒸发结晶器系统。
背景技术：
钻井废水是钻井液、采出液、地下水或原油等与生产无水混合后的产物，其组成、性质及危害与钻井液类型、处理剂组成有关，主要来源包括机械污水、冲洗污水、钻井液污水、作业污水(固井、压裂酸化、修井、洗井等井下作业产生的污水)。油气田钻井污水、废弃泥浆已成为石油天然气工业的主要污染源，如果不对这些污染物进行有效处理，将导致对土壤、地表和地下水的污染，对环境造成严重的影响和破坏，随着国家对环保要求的日益严格，解决钻井废液的污染问题已成为石油工业环境保护的重要课题之一。目前，钻井废水处理主要有化学处理法、电絮凝处理法、生化处理法一地层渗透处理法、钻井废水的深度处理法，钻井废水的喷雾干燥法，例如:CN102642995A、CN I02139971A、CN 102030435A等。但上述方法都各有一定的不足，都不能满足以下要求:(I)推行清洁生产:依照循环经济的理念，广泛开展清洁生产，从源头和生产过程中控制和削减污染物的产生。(2)开展废水资源化:将污染较轻的水(如蒸气冷凝水，锅炉排污水等)或经处理后的中水进行回用，提高水资源重复利用率。(3)强化末端治理:在积极推行清洁生产和废水资源化措施后，对无回用价值的废水采用经济高效的处理技术进行有效的末端治理，做到达标排放。同时，现有技术还存在以下难点:0)由于大多数的石油井都是建在野外露天，没有锅炉、冷却水等公用设施，只能利用电的能源。 另外石油井也是比较分散的，产生的废水有的量多、有的量少，这就决定了设备的利用率是个大问题。@由于本系统是废物处理，对系统的运行费用要求比较严格，同时也对设备投资、配套功率、设备材质都有严格的要求。
发明内容综合以上因素和治标不治本的方法，本实用新型提供一种机械压缩蒸发结晶器系统，该系统解决了上述问题，能达到国家规定的零排放、循环经济和废物利用的效果，蒸发出的蒸馏水达到国家一级排放标准。本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的:一种机械压缩蒸发结晶系统，包括储料罐、平衡罐、管式预热器、冷凝水罐、蒸发分离结晶装置、离心分离机，储料罐的出料口经管线与平衡罐的进料口连接，平衡罐的出料口经管线与管式预热器的进料口连接，管式预热器的出料口经管线与蒸发分离结晶装置连接，管式预热器的进水口经管线与冷凝水罐的出水口连接，冷凝水罐的进水口经管线与蒸发分离结晶装置的加热器出水口连接，蒸发分离结晶装置与离心分离机连接，离心分离机的母液出料口经管线与储料罐的进料口连接。本实用新型中，所述平衡罐与管式预热器之间连接有进料流量计。本实用新型中，所述蒸发分离结晶装置由蒸发分离结晶器、加热器、机械压缩机和强制循环轴流泵组成，强制循环轴流泵的输入端经管线分别与管式预热器的出料口和蒸发分离结晶器的母液出口连接，强制循环轴流泵的输出端经管线与加热器的进料口连接，力口热器的出料口经管线与蒸发分离结晶器的进料口连接，蒸发分离结晶器的蒸汽出口经管线与机械压缩机的进气端连接，机械压缩机的出气端经管线与加热器的进气口连接，加热器的出水口经管线与冷凝水罐的进水口连接，蒸发分离结晶器的晶浆出料口经管线与离心分尚机连接。本实用新型解决了石油废水经过前期处理后，含有高盐的浓废水无法从根本上处理达到零排放的目的，同时本系统是全部用电，不需要锅炉，就没有废弃和粉尘的排放，满足环保要求。而且设备的产物为冷凝水(相当于蒸馏水)和固体晶体，满足循环经济的要求。另外，本设备为全自动控制系统，所有的传动电机部分都是变频控制，这使生产能在高精度的控制和低的能量消耗下进行。
图1为本实用新型机械压缩蒸发结晶系统的结构示意图；图2为石油钻井废水零排放处理的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图详细阐述本实用新型的技术方案，但并不限定本实用新型的保护范围。如图1所示，机械压缩蒸发结晶系统包括储料罐1、平衡罐2、管式预热器3、冷凝水罐4、蒸发分离结晶器、离心分离机5，储料罐I的出料口经管线与平衡罐2的进料口连接，平衡罐2的出料口经管线与管式预热器3的进料口连接，所述蒸发分离结晶装置由蒸发分离结晶器7、加热器8、机械压缩机9和强制循环轴流泵10组成，强制循环轴流泵10的输入端经管线分别与管式预热器3的出料口和蒸发分离结晶器7的母液出口连接，强制循环轴流泵10的输出端经管线与加热器8的进料口连接，加热器8的出料口经管线与蒸发分离结晶器7的进料口连接，蒸发分离结晶器7的蒸汽出口经管线与机械压缩机9的进气端连接，机械压缩机9的出气端经管线与加热器8的进气口连接，加热器8的出水口经管线与冷凝水罐4的进水口连接，蒸发分离结晶器7的晶浆出料口经管线分别与离心分离机5和强制循环轴流泵10出料口连接，离心分离机5的出料口经管线与储料罐I的进料口连接。如图2所示，石油钻井废水经过前期生化、物化处理(曝气池曝气、絮凝除油、斜板沉降除污泥，活性碳脱色、膜法过滤等工艺)，除去绝大部分的油和大量的有机物、色度和全部的悬浮物，使溶液达到澄清透明，处理后变成了含高浓盐氯化钠和少量的氯化钙、硫酸钠的废水，这部分废水经过膜过滤后，含盐的浓度达到5%-8%。这种废水再用化工泵打入机械压缩蒸发结晶器系统中的储料罐I中储存，储料罐I的作用是平衡缓冲物料、使系统能够连续生产。储料罐I中的物料由原液进料泵11打进带有连续液位控制的小平衡罐2中进行缓冲，再由蒸发器进料泵12打出经过进料流量计6进行进料计量后进入管式预热器3进行和冷凝凝水换热，85-90°C的冷凝水换热到50-60°C排出，换热后物料温度升高5_8°C进入蒸发分离结晶器7中，待结晶器中的物料达到设定高度(此高度为料液一个循环量的高度，也就是有效容积的300-500mm)后，开启强制循环轴流泵10进行出料打入到加热器8里面加热，加热到沸点温度80-90°C，同时开启机械压缩机9开始工作，抽出蒸发分离结晶器7中的气体进入机械压缩机9，经过机械压缩机9压缩温度升高后的气体由机械压缩机9打入到加热器8的壳体内给加热器管内的物料加热，同时本身水蒸气发生相变后，变成高温冷凝水，由冷凝水泵13打出和进料的物料进行换热，回收显热后进入冷凝水罐4储存，用户可以根据要求进行回用或者直接排放。被高温蒸汽加热的物料在加热器管内以3m/s的流速进入到蒸发分离结晶器7中，在负压300-500mbar，温度80-90°C下开始蒸发，因为在蒸发分离结晶器中的气体连续的被机械压缩机9抽出，器内会产生一定的负压，这样物料进入蒸发分离结晶器7中后会发生闪蒸，连续的循环闪蒸使溶液达到过饱和，溶液里面的盐分就会结晶出来，变成小颗粒沉降到结晶器的底部，当晶体达到一定的量(肉眼可见或固液比达到40-50%时)后开动晶浆出料泵14出料，晶浆由晶浆出料泵14打入到离心分离机5中进行高速分离，离心分离机5要选用耐腐蚀的，转速在3000-5000rad/min、过滤目数在400目以上的三足离心机或卧螺离心机，分离出的饱和溶液经母液出料泵15打出再回到蒸发结晶系统中进行蒸发，分离出的固体颗粒含有3-5%的水分，可以进行包装。包装的晶体可以根据其纯度，用户可以出售或者回用，要是纯度达不到以上要求的可以进行固化填埋处理。上述蒸发分离结晶器7是一种母液循环式连续结晶器。操作的料液加到循环管中，与管内循环母液混合，由泵送至加热室。加热后的溶液在蒸发室中蒸发并达到过饱和，经中心管进入结晶室下方的晶体流化床。在晶体流化床内，溶液中过饱和的溶质沉积在悬浮颗粒表面，使晶体长大。晶体流化床对颗粒进行水力分级，大颗粒在下，而小颗粒在上，从流化床底部卸出粒度较为均匀的结晶产品。流化床中的细小颗粒随母液流入循环管，重新加热时溶去其中的微小晶体。
权利要求1.械压缩蒸发结晶器系统，其特征在于所述系统包括储料罐(I)、平衡罐(2)、管式预热器(3)、冷凝水罐(4)、蒸发分离结晶器、离心分离机(5)，储料罐(I)的出料口经管线与平衡罐(2)的进料口连接，平衡罐(2)的出料口经管线与管式预热器(3)的进料口连接，管式预热器(3)的出料口经管线与蒸发分离结晶器连接，管式预热器(3)的进水口经管线与冷凝水罐(4)的出水口连接，冷凝水罐(4)的进水口经管线与蒸发分离结晶装置的加热器出水口连接，蒸发分离结晶装置与离心分离机(5)连接，离心分离机(5)的母液出料口经管线与储料罐(I)的进料口连接。
2.根据权利要求1所述的机械压缩蒸发结晶器系统，其特征在于所述平衡罐(2)与管式预热器(3 )之间连接有进料流量计(6 )。
3.根据权利要求1所述的机械压缩蒸发结晶器系统，其特征在于所述蒸发分离结晶装置由蒸发分离结晶器(7)、加热器(8)、机械压缩机(9)和强制循环轴流泵(10)组成，强制循环轴流泵(10)的输入端经管线分别与管式预热器(3)的出料口和蒸发分离结晶器(7)的母液出口连接，强制循环轴流泵(10)的输出端经管线与加热器(8)的进料口连接，加热器(8)的出料口经管线与蒸发分离结晶器(7)的进料口连接，蒸发分离结晶器(7)的蒸汽出口经管线与机械压缩机(9)的进气端连接，机械压缩机(9)的出气端经管线与加热器(8)的进气口连接，加热器(8)的出水口经管线与冷凝水罐(4)的进水口连接，蒸发分离结晶器(7)的晶浆出料口经管线与离心分离机(5)连接。
专利摘要一种机械压缩蒸发结晶器系统，属于工业废水处理技术领域。本实用新型的机械压缩蒸发结晶系统包括储料罐、平衡罐、管式预热器、冷凝水罐、蒸发分离结晶器、离心分离机，储料罐的出料口经管线与平衡罐的进料口连接，平衡罐的出料口经管线与管式预热器的进料口连接，管式预热器的出料口经管线与蒸发分离结晶器连接，管式预热器的进水口经管线与冷凝水罐的出水口连接，冷凝水罐的进水口经管线与蒸发分离结晶装置的加热器出水口连接，蒸发分离结晶装置与离心分离机连接，离心分离机的母液出料口经管线与储料罐的进料口连接。本机械压缩蒸发结晶器系统能达到国家规定的零排放、循环经济和废物利用的效果，蒸发出的蒸馏水达到国家一级排放标准。
文档编号C02F9/10GK202924866SQ201220682990
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月12日 优先权日2012年12月12日
发明者孙国梁 申请人:黑龙江鑫达晟机械科技有限公司