述装置将现有的加热和蒸发为一体的设备（中间进料、底部加热、 顶部冷凝）改为蒸发罐和蒸发分离段外加热强制循环和外冷凝的结构，更有效地节能，并 进一步提尚易挥发有机组分的回收。
[0030] 具体地，蒸发器包括蒸发罐4和位于蒸发罐4顶部的竖直分离段5,蒸发罐5的侧 壁上设置有进气口c且底壁上设置有出水口d和罐底液出口f，竖直分离段5的顶部设置有 出气口h和回液口i且侧壁上设置有物料进口g。蒸发罐4的直径大于竖直分离段5的直 径，蒸发罐4的高度小于竖直分离段5的直径，蒸发罐4可以对预加热的废水进行进一步的 蒸发浓缩，竖直分离段5可以延长气水之间的接触时间和接触紧密程度，并利用气体中氨 的分压与废水中氨的浓度相当的平衡分压之间的差值形成的推动力进行传质，使得低沸点 易挥发的有机物和氨氮随着气体的上行而富集并进入冷凝器中而被分离出来。
[0031] 蒸发罐4的内部设置有与出水口d连接的中心导流管10,蒸发罐4上部设置有丝 网传质器9。丝网传质器9可以对有泡沫的水体拦截泡沫，提高水体纯净度；与常规蒸发罐 相比，设置的轴向中心导流管10可以使液体短路温差损失大幅度下降从而增加系统的有 效温差，还可使料液循环系统的流体阻力大幅降低从而有效降低循环栗的运行电耗。优选 地，中心导流管10具有漏斗状的入口管，并且入口管设置在蒸发罐4的中心轴处。
[0032] 根据本发明的一个实施例，蒸发罐4的底壁上还设置有排污口e以进行污垢的排 放和处理，竖直分离段5中设置有多层塔板或填充有填料。也即，竖直分离段5可以是板式 塔结构或填料塔结构。
[0033]具体地，废水在加热器2中预热后进入蒸发罐4中蒸发浓缩，产生的蒸汽自下而上 进入竖直分离段5,水体中的泡沫经丝网传质器9拦截，蒸发罐4中低沸点易挥发的有机组 分（C0D)和氨氮也随之一起进入竖直分离段5,并且气相越往上移，上部温度越低，则水蒸 汽冷凝为液相并逐层级回流。上升的气相与下降的液相进行逆流接触，在两相接触的过程 中，下降液中大部分低沸点易挥发组分不断地向气相中转移，气相愈接近塔顶，其中的低沸 点组分浓度愈高，而原料液中的难挥发有机组分则随着下降液回流并残留于罐底液中，从 而达到组分分离的目的。
[0034]加热器2通过上循环管3与蒸发罐4的进气口 c连接并且通过下循环管9与蒸发 罐4的出水口 d连接，循环栗1设置在下循环管9上。冷凝器8通过上回流管6与竖直分 离段5的出气口 h连接并且通过下回流管7与竖直分离段5的回液口 i连接，下回流管7 上设置有低沸物出口 1。
[0035]其中，加热器2包括加热室并且加热室上设置有加热蒸汽进口a和冷凝水出口b， 进入加热器2的废水的流动方向与加热蒸汽的流动方向相对，则废水可以与加热蒸汽换热 实现废水的预加热，预加热后的废水蒸汽进入蒸发罐4,加热蒸汽冷凝后得到的冷凝水则通 过冷凝水出口b排出。同样的，冷凝器8包括冷凝室并且冷凝室上设置有冷却水进口j、冷 却水出口k和真空栗接口m，进入冷凝器8的富集低沸物的蒸汽的流动方向与冷却水的流动 方向相对，则富集低沸物的蒸汽可以与冷却水换热实现蒸汽的冷凝，冷凝后的富集低沸物 的罐顶液从低沸物出口 1排出，升温的冷却水则从冷却水出口k排出。
[0036] 下面结合附图1对本发明连续分离天然气及页岩气开采废水中低沸物的装置的 使用方法和原理进行具体说明。
[0037]通过循环栗1将待处理的天然气及页岩气开采废水打入加热器2的加热室中预 热，预热后的废水蒸汽经上循环管3进入蒸发罐4中进一步蒸发浓缩，低沸点易挥发的有机 物（C0D)和氨氮以蒸汽的形式上升并通过蒸发分离段5,富集有机物和氨氮的蒸汽通过出 气口h和上回流管6进入冷凝器8中冷却为液相，从低沸物出口 1排出，收集得到富集低沸 物的罐顶液；其中，一大部分液体在竖直分离段中冷凝并通过多级回流回到蒸发罐4的罐 底，一小部分液体会在冷凝器8中冷凝之后通过下回流管7回流至竖直分离段5中并汇集 到蒸发罐4的罐底，蒸发罐4中汇集的液体再通过下循环管9继续栗入加热室2中进行循 环处理，达标后的罐底液则通过罐底液出口f?排出，收集得到基本不含有低沸物或含有很 少量低沸物的罐底液。
[0038]其中，开始进行连续分离时的天然气及页岩气开采废水可以通过物料进口g加入 蒸发器中，也可以通过循环栗1和暂不与蒸发罐4相连的下循环管9栗入加热器2中，之后 即可以进行连续分离处理。
[0039]本发明还提供了连续分离天然气及页岩气开采废水中低沸物的方法，其利用上述 连续分离天然气及页岩气开采废水中低沸物的装置，其中，天然气及页岩气开采废水经所 述装置连续分离后，从所述低沸物出口收集得到富集低沸物的罐顶液并从所述罐底液出口 收集得到罐底液。
[0040]本发明中方法的思路在于采用上述装置对天然气及页岩气开采废水先进行预蒸 馏，从而实现对废水中低沸物的有效分离，进一步使得分离低沸物之后的废水可以进行多 效蒸发脱盐等处理，进而获得达标的冷凝水。
[0041] 根据本发明的优选实施例，在对天然气及页岩气开采废水进行连续分离之前，先 对天然气及页岩气开采废水进行脱除悬浮物的预处理，得到预处理后的天然气及页岩气开 采废水。具体地，向天然气及页岩气开采废水中加入氢氧化钠和碳酸钠混合沉淀脱除钙镁 和悬浮物。
[0042] 根据本发明，在连续分离的过程中，控制加热器的加热温度为55~130°C，控制蒸 发罐与竖直分离段的温度为50~120°C，回流比为2:1~20:1。
[0043] 在获得罐底液和富集低沸物的罐顶液之后，就可以分别对其进行后续的处理。根 据本发明的示例性实施例，所述方法还包括再将所述罐底液进行多效蒸发得到达标冷凝水 和盐浆的步骤和将所述罐顶液回注或再处理的步骤，其中，回收或排放所述达标冷凝水，脱 水干燥所述盐浆。
[0044] 根据本发明，罐顶液中的低沸物含量占天然气及页岩气开采废水中低沸物总量的 90%以上。
[0045] 图2示出了根据本发明示例性实施例的连续分离天然气及页岩气开采废水中低 沸物的方法的工艺流程图。如图2所示，根据本发明的示例性实施例，先将天然气及页岩 气开采废水进行预处理以除去其中的钙镁和悬浮物，利用上述装置将预处理之后的天然气 及页岩气开采废水进行连续分离，获得罐底液和富集低沸物的罐顶液，将罐底液进行多效 蒸发处理获得冷凝水和盐浆，其中，将达标的冷凝水进行回用或排放，将盐浆脱水干燥后回 收，将罐顶液回注井下或再处理以深度脱除有机物或氨氮。
[0046] 下面将结合具体示例进一步对本发明的连续分离天然气及页岩气开采废水中低 沸物的方法和装置进行说明。
[0047]示例1:
[0048] 以表1所示水质指标的天然气开采废水为原料，先向其中加入NaOH和Na2C03去除 钙、镁和悬浮物。向图1所示的装置中连续栗入预处理后的天然气开采废水，控制蒸发器温 度为50°C、回流比为2:1，进行连续分离处理。
[0049] 运行8小时后，停止连续分离处理，分别收集罐顶液和罐底液。其中，罐顶液中氨 氮和有机物含量较高，可采用生化法或化学法进一步处理；罐底液则可以直接进入多效蒸 发，蒸发所得冷凝水可达标排放或回用。
[0050] 表1天然气开采废水的水质成分
[0051]
[0052] 取罐底液进行真空多效蒸发，控制沸点为50°C以上，浓缩析盐，同时收集冷凝水， 排出盐浆进入脱水干燥，各段出水的水质成分见表2。
[0053] 表2本示例中各段出水的水质成分
[0054]
[0055]
[0056] 由表2中结果可以看出，连续分离低沸物后，低沸点有机物和氨氮大量富集于罐 顶液中，高沸点有机物和盐留在罐底液中并最终富集于罐底液中，罐底液蒸发所得冷凝水 中有机物、氨氮和盐含量极低，完全能达到排放标准。也即大量的低沸点易挥发组分已进入 少量的罐顶液中，易于