本文摘要：本《 特種油氣藏 》論文提出油氣田高含鹽廢水無害化處理技術(shù)，利用低溫多效蒸餾室前效的蒸汽輸送到后效進(jìn)一步利用，同時(shí)控制每一效蒸餾室真空度，使其后一效為前一效的一半，相應(yīng)廢水的蒸發(fā)溫度逐效降低，達(dá)到節(jié)約能源的目的，比現(xiàn)有簡單的蒸餾廢水方法大大
本《特種油氣藏》論文提出油氣田高含鹽廢水無害化處理技術(shù)，利用低溫多效蒸餾室前效的蒸汽輸送到后效進(jìn)一步利用，同時(shí)控制每一效蒸餾室真空度，使其后一效為前一效的一半，相應(yīng)廢水的蒸發(fā)溫度逐效降低，達(dá)到節(jié)約能源的目的，比現(xiàn)有簡單的蒸餾廢水方法大大節(jié)約能源。并可實(shí)現(xiàn)廢水和鹽類的分離，廢水再經(jīng)澄清、過濾，其中的石膏、有機(jī)物等雜質(zhì)進(jìn)行高溫焚燒，液體進(jìn)行回注處理。分離后的鹽類作為工業(yè)鹽被回收利用，石膏、有機(jī)物等雜質(zhì)進(jìn)入高溫焚燒，未被蒸發(fā)液體進(jìn)行回注再蒸餾處理，實(shí)現(xiàn)了廢水無害化處理。
《特種油氣藏》是國內(nèi)唯一一份專門報(bào)道特種油氣藏新理論、新技術(shù)、新工藝、新方法、新動(dòng)向的國家級(jí)科技期刊。“特種油氣藏”即“非常規(guī)油氣藏”，系指稠油、高凝油、低滲秀和巖漿巖、變質(zhì)巖、裂縫、古潛山及其它一切特殊油氣藏。凡是反映與特種油氣藏的生成、產(chǎn)狀、分布規(guī)律、勘探與開發(fā)方法、儲(chǔ)運(yùn)加工、生態(tài)環(huán)境、科技信息、綜合論述等有關(guān)的科技論文均可向本刊投稿。同時(shí)征集學(xué)術(shù)活動(dòng)、會(huì)議簡訊等信息，并竭誠為各單位刊登廣告和各種技術(shù)轉(zhuǎn)讓、咨詢服務(wù)等。
摘要：隨著工業(yè)化進(jìn)程的提高，用氣量增加導(dǎo)致油氣田廢水產(chǎn)生量大大增加。傳統(tǒng)的處理方法對(duì)廢水中的高含鹽量無法去除。近年來發(fā)展了低溫多效蒸餾除鹽技術(shù)，但還未應(yīng)用于油氣田高含鹽廢水的處理中。文章首次報(bào)道了將低溫多效蒸餾脫鹽技術(shù)用于油氣田高含鹽廢水的處理。在大量調(diào)研的基礎(chǔ)上，我們確定了實(shí)驗(yàn)方法以及設(shè)備工藝參數(shù)。低溫多效蒸餾系統(tǒng)處理性能良好，經(jīng)低溫多效蒸餾系統(tǒng)處理的油氣田高含鹽廢水中氯化物含量達(dá)到排放要求，并且經(jīng)過四效蒸餾處理的廢水各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于三效蒸餾處理的效果。
關(guān)鍵詞：低溫多效蒸餾;油氣田;高含鹽廢水
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的不斷提高，各行各業(yè)用氣量不斷增加，油氣田廢水的產(chǎn)生量也大大增加。油氣田廢水中含有大量的有機(jī)物，COD的含量高達(dá)數(shù)千甚至上萬;通過一般的物理化學(xué)方法降解COD后，廢水中仍含有大量的Na、K、Cl等離子，其含鹽量大大超過了農(nóng)田灌溉水的標(biāo)準(zhǔn)。如果直接排放，必將對(duì)江河湖泊、飲用水及農(nóng)田造成極大的污染，甚至導(dǎo)致農(nóng)作物的減產(chǎn)。現(xiàn)有的化學(xué)處理方法脫鹽難度較大，即使脫了廢水中的鹽，但產(chǎn)生了新的污染物，還是不能直接排放。而采用簡單的蒸餾方法脫鹽，雖然能夠達(dá)到理想的脫鹽效果，但能耗太高，廢水處理成本高。尋找一種經(jīng)濟(jì)有效的治理辦法勢在
必行。
淡化常用的方法有蒸餾法和膜分離法，還有冷凍法、水合物法、溶劑萃取法、離子交換法等。蒸餾法又分多級(jí)閃蒸(MSF)、多效蒸發(fā)(MED)、壓汽蒸餾(VC)和太陽能蒸餾(SD);膜分離法分反滲透法(RO)和電滲析法(ED)。而常用的適用于大型的水質(zhì)淡化方法主要有反滲透(RO)法、多級(jí)閃蒸(MSF)法和多效蒸發(fā)(MED)法。反滲透和電滲析法投資大，運(yùn)行費(fèi)用較高。
低溫多效蒸餾技術(shù)是在低溫壓汽蒸餾技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，早期主要用于海水淡化，在國外，該技術(shù)已經(jīng)成功地用于鍋爐廢水的處理，但在油氣田高含鹽廢水處理上的應(yīng)用還是空白。
低溫多效技術(shù)是指鹽水的最高蒸發(fā)溫度低于70℃的淡化技術(shù)，其特征是將一系列的水平管噴淋降膜蒸發(fā)器串聯(lián)起來，用一定量的蒸汽輸入，通過多次的蒸發(fā)和冷凝，后面一效的蒸發(fā)溫度均低于前面一效，從而得到多倍于蒸汽量的蒸餾水的淡化過程。相比于高含鹽水淡化的其他技術(shù)，如膜技術(shù)中較先進(jìn)的反滲透，蒸餾技術(shù)中的多級(jí)閃蒸技術(shù)，其在投資、后期運(yùn)行和維護(hù)、處理效果、運(yùn)行成本及對(duì)廢水來水水質(zhì)的要求嚴(yán)格程度等多方面，具有其他技術(shù)不可比擬的綜合優(yōu)勢。本研究首次將低溫多效蒸餾技術(shù)用于油氣田高含鹽廢水脫鹽處理中。
1 實(shí)驗(yàn)方法
在油氣田高氯廢水中加入石膏，石膏加入量為每升廢水加入15~40g。
(1)本實(shí)驗(yàn)原料廢水中含有一定量的硫酸鈣(0.57g/L)，蒸發(fā)過程中容易在管壁上結(jié)垢，結(jié)垢層不但影響傳熱，而且可能導(dǎo)致被迫停車，造成大量熱能、電能浪費(fèi)。若采用化學(xué)方法除鈣，雖然能減輕結(jié)垢，達(dá)到長周期運(yùn)行的目的，但要增加廢水預(yù)處理裝置及增加生產(chǎn)費(fèi)用，在此僅采用石膏晶種防垢法生產(chǎn)即能滿足產(chǎn)品要求。石膏晶種防垢法是蒸發(fā)過程中，只要控制罐內(nèi)石膏含量15~40g/L，固液比15%~20%，即可達(dá)到較長周期運(yùn)行，減少刷罐次數(shù)的目的。
(2)廢水預(yù)熱后進(jìn)入低溫多效蒸餾室，低溫多效蒸餾室根據(jù)廢水濃縮要求確定使用效數(shù)，第一效低溫多效蒸餾室通過蒸汽熱源對(duì)廢水進(jìn)行蒸餾，控制蒸發(fā)溫度在100℃~105℃，真空度0.09~0.12MPa。
(3)將第一效蒸餾室產(chǎn)生的蒸汽輸送到第二效蒸餾室對(duì)廢水進(jìn)行蒸餾，控制第二效蒸餾室蒸發(fā)溫度比第一效蒸餾室蒸發(fā)溫度降低18℃~22℃，真空度為第一效低溫多效蒸餾室的一半，依此類推，后一效低溫多效蒸餾室利用前一效低溫多效蒸餾室產(chǎn)生的蒸汽，控制蒸發(fā)溫度比前一效蒸發(fā)溫度降18℃~22℃，真空度為前一效低溫多效蒸餾室的一半。
(4)末效蒸汽被冷凝后回收，末效低溫多效蒸餾室中未蒸餾的廢水利用離心分離裝置實(shí)現(xiàn)廢水和鹽類的分離。
2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
采用四效低溫多效蒸餾室，用2噸蒸汽鍋爐供蒸汽，在廢水中，石膏加入量為每升廢水加10.49g，相應(yīng)處理過程中各參數(shù)及性能指標(biāo)如表1。
處理后廢水各項(xiàng)性能指標(biāo)如表2。
采用三效低溫多效蒸餾室，用1噸蒸汽鍋爐供蒸汽，在廢水中，石膏加入量為每升廢水加8.56g，相應(yīng)處理過程中各參數(shù)及性能指標(biāo)如表3：
經(jīng)三效和四效蒸餾的實(shí)驗(yàn)比較，其效果性能如表4顯示，低溫三效蒸餾的效果優(yōu)于四效蒸餾的效果。
在本研究方案中第一效低溫多效蒸餾室產(chǎn)生的二次蒸汽再輸送到第二效低溫多效蒸餾室對(duì)廢水進(jìn)行蒸餾，第二效低溫多效蒸餾室產(chǎn)生的蒸汽再輸送到第三效低溫多效蒸餾室對(duì)廢水進(jìn)行蒸餾，依此類推達(dá)到節(jié)約能源的目的。同時(shí)控制每一效蒸餾室真空度，使其后一效為前一效的一半，相應(yīng)廢水的蒸發(fā)溫度逐效降低，達(dá)到節(jié)約能源的目的。在反復(fù)的蒸發(fā)、冷凝過程下，得到多倍于蒸汽量的蒸餾水。蒸餾水通過降溫冷凝后，作為工業(yè)蒸餾水回收利用。由于原料廢水中大多含有一定量的硫酸鈣，蒸發(fā)過程中容易在管壁上結(jié)垢，結(jié)垢層不但影響傳熱，而且可能導(dǎo)致被迫停車，造成大量熱能、電能浪費(fèi)。若采用化學(xué)方法除鈣，能減輕結(jié)垢和達(dá)到長周期運(yùn)行的目的，但要增加廢水預(yù)處理裝置及增加生產(chǎn)費(fèi)用。本實(shí)驗(yàn)為從環(huán)保和節(jié)能角度出發(fā)，采用在廢水中加入石膏，可防止蒸發(fā)管壁上結(jié)垢，達(dá)到較長周期運(yùn)行，減少刷罐次數(shù)的目的。
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