一种页岩气返排污水节能处理系统的制作方法

本发明提供一种页岩气返排污水处理节能装置，属于页岩气开发技术领域。

背景技术：

目前页岩气的开发技术主要采用的是水力压裂，水力压裂方法是将部分化学物质、水和泥沙的混合物通过高压注入地下井，压裂附近的页岩储层构造，给吸附和游离的页岩气创造了孔裂隙通道，有利于收集页岩气。页岩气藏的储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征，气流的阻力比常规天然气大，页岩气开发所必需的水平井钻井和水力压裂技术耗水量巨大，而且压裂完成后要对压裂液进行返排，返排污水中cod的含量极高，大概为5000～10000mg/l，远高于国家标准gb18918-1002的一级b类的要求，由于页岩气区块分布较散，所以在处理返排污水的过程中会遇到难以统一处理的情况等各种问题，所以页岩气的污水处理一直是个难以解决的问题。

目前，页岩气返排污水处理设备大部分使用的是化学药剂，不仅对污水处理不彻底，成本高，而且还对水源进行了二次污染，达不到国家的标准要求，并且在处理过程中会造成能源浪费的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种页岩气返排污水节能处理系统，以解决现有方法不仅对污水处理不彻底，成本高，还对水源进行了二次污染，造成能源浪费等问题。

为解决上述问题，拟采用这样一种页岩气返排污水节能处理系统，包括换热器、蒸汽压缩机、蒸汽发生器和燃气发动机，废水管道与换热器的冷流体入口相连，换热器的冷流体出口通过管道与蒸汽压缩机相连，蒸汽压缩机也与蒸汽发生器通过管道相连，蒸汽发生器的蒸汽出口通过保温管道与换热器的热流体入口相连，燃气发动机与换热器和蒸汽压缩机的供电端相连。

前述污水处理节能系统中，蒸汽压缩机与蒸汽发生器之间的管道上均设置有过滤网；

前述污水处理节能系统中，蒸汽压缩机与蒸汽发生器之间的管道上，位于过滤网上、下游的管道上分别连通设置有排渣管和冲洗管，且排渣管与过滤网上游的管道的下侧相连通，排渣管的另一端对应设置有集渣槽，冲洗管对应设置有供水装置，排渣管和冲洗管上均设置有阀门，且排渣管上游的管道上和冲洗管下游的管道上也设置有阀门。

与现有技术相比，该系统无需使用化学药剂，不会对水源造成二次污染，对污水处理更为彻底，成本更低，利用蒸汽发生器的蒸汽余热将污水的温度升高，余热得到了利用，降低了蒸汽压缩机的使用功率，节省了能源，降低了成本，开采页岩气的井口一般位置分布较散并且偏僻，不便寻找动力源，因此采用天然气作为其运行的动力源，易于在不同井口进行返排污水处理，处理的污水能够达到国家标准要求。

附图说明

图1是本发明的系统原理图；

图2是过滤网处管道的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

实施例：

参照图1和图2，本实施例提供的一种页岩气返排污水节能处理系统，包括换热器1、蒸汽压缩机2、蒸汽发生器3和燃气发动机4，废水管道5与换热器1的冷流体入口相连，换热器1的冷流体出口通过管道6与蒸汽压缩机2相连，蒸汽压缩机2也与蒸汽发生器3通过管道6相连，蒸汽发生器3的蒸汽出口通过保温管道7与换热器1的热流体入口相连，燃气发动机4与换热器1和蒸汽压缩机2的供电端相连。

蒸汽压缩机2与蒸汽发生器3之间的管道6上均设置有过滤网8，位于过滤网8上、下游的管道6上分别连通设置有排渣管9和冲洗管10，且排渣管9与过滤网8上游的管道6的下侧相连通，排渣管9的另一端对应设置有集渣槽11，冲洗管10对应设置有供水装置12，排渣管9和冲洗管10上均设置有阀门13，且排渣管9上游的管道6上和冲洗管10下游的管道6上也设置有阀门13。

本装置工作原理和过程如下：

经过初步处理后的污水进入换热器1，换热器1利用蒸汽发生器3中蒸汽的余热将返排污水进行升温，高温返排污水经过蒸汽压缩机2增压并与高热量的蒸汽换热，使其气化结晶分离出污染物和水蒸气便于其在蒸汽发生器3中蒸发，再次通过滤网8过滤出污水中的固体颗粒物，然后进入蒸汽发生器3进一步蒸发，将污水中的其余有机物及盐类以固体形式排出，如此循环实现对返排污水的处理，直至达到国家标准，最后从蒸汽发生器3的蒸馏水排水口14排出。处理后的水质完全达到国家的要求，该污水处理装置处理1吨污水需要大约10-15nm³天然气，该污水处理装置的损耗天然气的量为天然气的生产量的1％左右。该设备安装方便，开采页岩气的井口一般位置分布较散并且偏僻，不便寻找动力源，因此采用天然气作为其运行的动力源，易于在不同井口进行返排污水处理，处理的污水能够达到国家标准要求，利用蒸汽发生器3的蒸汽余热将污水的温度升高，余热得到了利用，降低了蒸汽压缩机2的使用功率，节省了能源，降低了成本。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种页岩气返排污水节能处理系统，包括换热器、蒸汽压缩机、蒸汽发生器和燃气发动机，废水管道与换热器的冷流体入口相连，换热器的冷流体出口通过管道与蒸汽压缩机相连，蒸汽压缩机也与蒸汽发生器通过管道相连，蒸汽发生器的蒸汽出口通过保温管道与换热器的热流体入口相连，发动机与换热器和蒸汽压缩机的供电端相连。以解决现有页岩气返排污水处理方法造成较大能源浪费的问题。本发明属于页岩气开发技术领域。

技术研发人员：左宇军;孙文吉斌;邬忠虎;许云飞
受保护的技术使用者：贵州大学
技术研发日：2017.04.29
技术公布日：2017.07.14