集中处理。而罐底液中残留的基本为不易挥发组分，再使其进入多效 蒸发处理段，即可获得达标冷凝水并进行无害回收或排放。
[0057] 示例二：
[0058] 以表3所示水质指标的页岩气开采废水为原料，去除悬浮物后，向图1所示的装置 中连续栗入预处理后的页岩气开采废水，控制蒸发器中的温度为l〇2°C、回流比为11: 1，进 行连续分离处理。
[0059] 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。罐底液可以直接进 入多效蒸发，蒸发所得冷凝水可达标排放或回用。
[0060] 表3页岩气开米废水的水质成分
[0061]
[0062] 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， 排出固相进入脱水干燥，各段出水的水质成分见表4。
[0063] 表4本示例中各段出水的水质成分
[0064]
[0065] 由表4中结果可见，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着罐底液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。与示例一效果相同。
[0066] 示例三：
[0067] 以表5所示水质指标的页岩气开采废水为原料，去除悬浮物后，向图1所示的装置 中连续栗入预处理后的页岩气开采废水，控制蒸发器中的温度为120°C、回流比为20:1，进 行连续分离处理。
[0068] 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。罐底液可以直接进 入多效蒸发，蒸发所得冷凝水可达标排放或回用。
[0069] 表5页岩气开米废水的水质成分
[0070]
[0071] 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， 排出固相进入脱水干燥，各段出水的水质成分见表6。
[0072] 表6本示例中各段出水的水质成分
[0073]
[0074]由表6中结果可见，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着罐底液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。与示例一效果相同。
[0075] 对比例：
[0076] 以表7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。向普通蒸发装置中连续栗入预处理后的天然气开采废水，加热至95°C，进 行分段次蒸发。
[0077] 收集到一定量的冷凝液后停止蒸发，收集一次冷凝水。将第一次蒸发余液继续进 行多效蒸发，控制沸点为50°C以上，收集二次冷凝水和蒸发母液，各段出水的水质成分见表 8〇
[0078]表7天然气开采废水的水质成分
[0079]
[0080] 表8本对比例中各段出水的水质成分
[0081]
[0082] 由表8可见，采用现有蒸发装置和工艺，冷凝水均不能达到排放标准（COD彡60mg/ L，氨氮彡 15mg/L)。
[0083] 综上所述，本发明装置结构简单、易于操作、设备能耗低且方法的处理范围广，对 氨氮和C0D的去除率可达90%以上，有利于实现天然气及页岩气开采废水（含盐废水）中 低沸点成分的有效分离及废水的循环利用，具有较高的环保和经济价值。
[0084]本发明并不局限于前述的【具体实施方式】。本发明扩展到任何在本说明书中披露的 新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
【主权项】
1. 一种连续分离天然气及页岩气开采废水中低沸物的装置，其特征在于，所述装置包 括通过管路连接成循环体系的循环栗、加热器、蒸发器和冷凝器， 所述蒸发器包括蒸发罐和位于蒸发罐顶部的竖直分离段，所述蒸发罐的侧壁上设置有 进气口且底壁上设置有出水口和罐底液出口，所述竖直分离段的顶部设置有出气口和回液 口且侧壁上设置有物料进口，所述蒸发罐的内部设置有与所述出水口连接的中心导流管， 所述蒸发罐上部设置有丝网传质器； 所述加热器通过上循环管与所述蒸发罐的进气口连接并且通过下循环管与所述蒸发 罐的出水口连接，所述循环栗设置在下循环管上； 所述冷凝器通过上回流管与所述竖直分离段的出气口连接并且通过下回流管与所述 竖直分离段的回液口连接，所述下回流管上设置有低沸物出口。2. 根据权利要求1所述的连续分离天然气及页岩气开采废水中低沸物的装置，其特征 在于，所述加热器包括加热室并且所述加热室上设置有加热蒸汽进口和冷凝水出口，所述 冷凝器包括冷凝室并且所述冷凝室上设置有冷却水进口、冷却水出口和真空栗接口。3. 根据权利要求1所述的连续分离天然气及页岩气开采废水中低沸物的装置，其特征 在于，所述蒸发罐的底壁上还设置有排污口，所述竖直分离段中设置有多层塔板或填充有 填料。4. 一种连续分离天然气及页岩气开采废水中低沸物的方法，其特征在于，利用权利要 求1至3中任一项所述的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。5. 根据权利要求4所述的连续分离天然气及页岩气开采废水中低沸物的方法，其特征 在于，在对所述天然气及页岩气开采废水进行连续分离之前，先对所述天然气及页岩气开 采废水进行脱除钙镁和悬浮物的预处理，得到预处理后的天然气及页岩气开采废水。6. 根据权利要求5所述的连续分离天然气及页岩气开采废水中低沸物的方法，其特征 在于，向所述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。7. 根据权利要求4所述的连续分离天然气及页岩气开采废水中低沸物的方法，其特征 在于，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。8. 根据权利要求4所述的连续分离天然气及页岩气开采废水中低沸物的方法，其特征 在于，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。9. 根据权利要求4所述的连续分离天然气及页岩气开采废水中低沸物的方法，其特征 在于，所述低沸物包括氨氮和易挥发有机物，所述易挥发有机物以化学需氧量COD表示。10. 根据权利要求9所述的连续分离天然气及页岩气开采废水中低沸物的方法，其特 征在于，所述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。
【专利摘要】本发明公开了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，所述装置包括通过管路连接成循环体系的循环泵、加热器、蒸发器和冷凝器，蒸发器包括蒸发罐和位于蒸发罐顶部的竖直分离段，蒸发罐的侧壁上设置有进气口且底壁上设置有出水口和罐底液出口，竖直分离段的顶部设置有出气口和回液口且侧壁上设置有物料进口，蒸发罐的内部设置有与出水口连接的中心导流管，蒸发罐上部设置有丝网传质器；加热器通过上循环管与蒸发罐的进气口连接并且通过下循环管与蒸发罐的出水口连接，循环泵设置在下循环管上；冷凝器通过上回流管与竖直分离段的出气口连接并且通过下回流管与竖直分离段的回液口连接，下回流管上设置有低沸物出口。
【IPC分类】C02F101/16, C02F9/10, C02F103/10, C02F1/04, C02F101/30
【公开号】CN105110396
【申请号】CN201510606706
【发明人】彭传丰, 符宇航, 李波, 蔡晓波, 刘昌辉, 许景媛, 梁彬, 李宇
【申请人】自贡市轻工业设计研究院有限责任公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月22日