砂岩地热水处理的多功能一体化过滤元件组合装置的制造方法_2

文档序号:10259813阅读:来源:国知局
在进液过程中由旋流子底部旋流排出,增加液体搅动,形成对陶瓷平板膜外表面的冲刷清理,减少膜表面固体附着,实现过滤中膜表面实时在线同步清理;装置运行一段时间后,膜组件的内外差压达到使用上限,装置停止过滤,继而进行膜组件的反洗再生,滤后液由出液口倒灌反冲膜组件,进行液体反清洗同时由曝气口正向进气并经曝气管曝气,以气体搓洗清理清理膜组件外表面附着的固体;并且在反洗过程中,可以从出液口反向进气,以气体反吹、由内而外的清理膜组件上附着的固体。
[0014]与现有技术相比,针对回灌砂岩地热尾水的容杂特性,采用高精度的平板陶瓷膜过滤元件,其孔径规格为0.Snm-0.2μπι不等,过滤精度更高,涵盖微滤、超滤甚至纳滤;针对回灌砂岩地热尾水的开采及回灌水量较大的特点,采用高过滤通量的平板陶瓷膜过滤元件,过滤面积为所有过滤板两侧的表面积之和,过滤面积大,过滤速度快,分离效率高,可达到99.5%甚至以上;针对回灌砂岩地热尾水的能效及环保效益,采用多层结构的平板陶瓷膜过滤元件,具有多孔支撑层、中间过渡层及膜分离层的三层结构,膜的机械强度高、耐磨性能好,使用寿命长,可达3~5年,不必经常更换,降低经济投入;极大减少更换滤元劳动,保证现场工作环境清洁环保;针对回灌砂岩地热尾水的容杂粒径特点,采用不对称结构的平板陶瓷膜过滤元件,整个陶瓷膜过滤元件的孔径分布由支撑层到膜分离层逐渐减小,过滤方式为表面过滤,大分子物质被膜分离层截留,小分子物质透过膜分离层更易流出不易堵塞,再生能力强。
[0015]针对回灌砂岩地热尾水的含油性,陶瓷膜元件采用亲水疏油型的膜材料,因陶瓷膜本身就是一个筛子,大于微米级的油滴被膜挡住而分离,且膜材料选择亲水疏油型,当油分子要通过微孔时,由于膜材料对油分子产生阻挡的范德瓦尔斯力,使油分子不能通过,被阻挡在膜外,从而实现油水分离;针对回灌砂岩地热尾水的腐蚀特性,采用耐腐蚀性强的平板陶瓷膜过滤元件,耐酸、耐碱、尤其耐氯离子腐蚀,能够应用于几乎所有腐蚀性工况,尤其应用于氯离子腐蚀的工况,耐蚀性更好,性价比更高;针对回灌砂岩地热尾水的高温特性,采用的陶瓷膜平板滤元,耐温性好,可满足高温工况的要求;针对砂岩地热尾水回灌时对气体脱除的严格要求,采用超声波脱气,在介质中产生弹性波,其频率范围在20kHz?1MHz之间,高振动频率的超声波振动产生空化气泡,在振荡压和定向扩散的作用下不断生长,大的气泡聚集和漂浮到液体表面崩溃,于是溶液中的气体被脱除。
[0016]超声脱气能够在常温常压条件下进行,对环境清洁、价格低廉;针对砂岩地热尾水回灌时对气体脱除的严格要求,同时采用旋流子旋流脱气,旋流子内的高速涡旋流场中心形成低压区,密度较小的气泡以径向向压力较低的中心处流动,气泡不断聚合上升从顶部排出,旋流场边壁处的压力最高,密度较大的液体被驱向边壁并向下从底部流出,旋流脱气是一种离心式分离技术,可实现实时快速分离,具有结构体积小、分离效率高的优点,采用超声波脱气与旋流脱气一体化的装置及方法,在一个装置中两种方法同时实现,脱气效率更高、更完全;对砂岩地热尾水回灌处理的长周期运行要求,采用超声波在线同步清理膜板的方式,滤元外表面在超声波的振动清理下不易堵塞,压差小,压差上升慢。
[0017]针对砂岩地热尾水回灌处理的长周期运行要求,同时采用旋流子布液,进液由旋流子底部旋流排出,增加液体搅动,形成对陶瓷平板膜表面的冲刷,减少膜表面固体附着,实现膜表面实时在线清理;针对砂岩地热尾水回灌处理的长周期运行要求,并且采用曝气结构,在陶瓷平板膜组件下部设置曝气管,在膜板定期反洗时作正向曝气搓洗,膜板表面附着的固体清理更完全;
[0018]陶瓷膜组件采用超声振波清理、旋流布液冲刷清理。
[0019]曝气管曝气清理的一体化的装置及方法,在一个装置中实现三种清理方法:超声振波清理、旋流布液冲刷清理为过滤过程中同时在线实施,膜组件不易被固体附着,减小压差,过滤寿命更长;曝气管曝气清理为膜组件反洗过程中同步在线实施,膜组件清洗再生更彻底,采用旋流子与陶瓷膜板式组件交错布置,旋流子下部插入膜组件布置空隙,降低设备高度,结构更紧凑;采用自动排气阀排气,排气迅速及时,自动化程度高。
[0020]针对回灌砂岩地热尾水的腐蚀及含油、含气、携杂特性,采用旋流子、超声震子、无机陶瓷膜的组合式过滤元件,并采用特殊的结构形式,从而使该一体化装置不仅兼具脱气、除杂、除油的多种功能,并且装置结构紧凑、工艺简化、操作简单、空间小、效率高;采用气液固三相分尚的多管式悬液分尚机,将地热井开米上来的热水先经过固体,液体,气体三相的分离,将预处理放置在换热器之前,大大降低换热器的堵塞可能,与现有的砂岩地热尾水处理设备或系统,均是对回灌砂岩地热尾水进行脱气、除杂、除油的分离处理,目的是为了去除回灌砂岩地热尾水中的气体、过滤拦截固体杂质及油分,使滤后地热尾水符合回灌的环保指标、满足回灌或后续工艺的需要,从而避免因砂岩地热尾水的直接排放或含污回灌所导致的地热能源开发弊害,避免诸如热污染、水污染、土壤污染、放射性污染、地面沉降及诱发地震危害等,鉴于地热资源利用对促进生态文明建设具有重要意义,对城市治污减霾作用巨大,地热资源相关管理部门需要根据地热开发利用实际,制定流程简便、分工明确、监管有力的地热能开发利用项目管理办法,简化审批办法,提高行政效率,加强项目后续运行及环境保护监管,建立信息监测体系,完善设备检测认证制度等,在涉及地热资源应用政策制定、项目技术推广会商时,给予积极支持,同时,政府相关部门也应当大力支持地热资源技术应用,从政策、资金、技术推广等方面;对从事干热岩供热技术研发的企业加大支持力度,不断扩大市场份额,为节能减排、治污减霾发挥更大的作用。
[0021]本发明创新要点是:在国内首先采用气液固三相分离管式悬液分离器在地热水系统上,自动化过滤器采用塑料过滤滤芯,在耐氯离子腐蚀的情况下,改变了金属滤芯对金属的结垢清除难的问题,实现了有效的控制,提高了滤芯的使用寿命,本设计新开发的折叠膜滤芯,超大的过滤面积,相同的过滤面积下,过滤器体积更小,对场地要求小,折叠膜滤芯的安装方便,对维护空间的要求大大降低,更适合客户的操作现场需求,结构特点是:旋流、超声、平板微孔陶瓷膜三种过滤元件有效和巧妙联接,满足功能和规范要求(参考附图),方法特点是:使用旋流、超声和陶瓷膜版的拦截,一体化实现地热水中溶解气和侵入气体的分离,在高浓度的氯离子环境中拦截对环境有害的固体颗粒物。
[0022]技术方案
[0023]一种砂岩地热水处理的多功能一体化过滤元件组合装置,是由壳体I,浆液口 2,超声波发生器接口 3,曝气口 4,膜组件支撑5,膜组件6,布液管7,进液口 8,出液口 9,自动排气口 10,旋流子11,中心管12,汇液管13,人孔14,曝气管15,超声波震板16,支腿17组成;其特征在于:浆液口 2、超声波发生器接口 3、曝气口 4、进液口 8、出液口 9、自动排气口 10、人孔14、支腿17与壳体I焊接在壳体I外部,膜组件支撑5与壳体I焊接连接在壳体I内部,中心管12与汇液管13螺纹接口连接,中心管12与出液口 9用法兰螺栓连接,布液管7与进液口 8的内部接管焊接连接,旋流子11与布液管7的支管口法兰连接,曝气口4的内部接管与曝气管15焊接连接,超声波震板16的电缆经超声波发生器接口3穿出壳体I,采用经两侧法兰及压盖加压夹持的水密封件以密封,超声波震板16可经人孔14拆卸。
[0024]且膜组件6底部以螺钉穿孔固定在平行支撑梁架上,梁架两端随整体部件吊装压扣在壳体的膜组件支撑5上;布液管7在上封头内部与进液口 8的壳体内部接管焊接连接,作为可拆卸组件的旋流子11沿布液管7外沿、与布液管7的支管口以法兰连接,旋流子11与膜组件6于平面空间上交错布置,且于立面空间上旋流子11高于膜组件6的位高;其曝气组件的连接特征在于:曝气口4的壳体内部接管与盘管式曝气管15以焊接或法兰连接,曝气管可以是固定式的,也可以是可拆卸式的;其超声波振板组件的连接特征在于:超声波震板16的电缆经超声波发生器接口 3穿出壳体I,采用经两侧法兰及压盖加压夹持的水密密封件以密封,超声波震板16可经人孔1
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