基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)，包括槽式聚光鏡場、集熱管、污水處理系統(tǒng)；其中，待加熱的吸熱介質(zhì)從集熱管的入口進(jìn)入集熱管，實(shí)時跟蹤太陽的槽式聚光鏡場將所采集的太陽光聚焦到集熱管上，吸熱介質(zhì)在集熱管內(nèi)流動并不斷地被加熱，最后變成高溫吸熱介質(zhì)并從集熱管的出口流出，高溫吸熱介質(zhì)進(jìn)入吸熱介質(zhì)-水換熱器與水換熱所得到的蒸汽進(jìn)入污水處理系統(tǒng)進(jìn)行污水處理過程。本發(fā)明的基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)利用聚光太陽能產(chǎn)生污水處理所需的蒸汽，帶有儲熱系統(tǒng)時可實(shí)現(xiàn)太陽落山后持續(xù)產(chǎn)蒸汽，運(yùn)行時間長，同時還能與常規(guī)燃料互補(bǔ)運(yùn)行，污水處理過程效率高，系統(tǒng)具有節(jié)能環(huán)保無污染的特點(diǎn)。
【專利說明】基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油田污水處理領(lǐng)域，特別涉及一種基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]我國油田大多數(shù)為注水開發(fā)油田，隨著油田開發(fā)進(jìn)入高含水期開采階段后，油田采出液中的含水率高達(dá)70%，有的甚至超出90%，出現(xiàn)了產(chǎn)液量大，含油污水量大，注水量大和能耗高的“三大一高”情況。油田中現(xiàn)有的聯(lián)合站、中轉(zhuǎn)站超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，處理水質(zhì)難以達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致污水回注地層壓力增大，能耗增高。嚴(yán)重時導(dǎo)致回注工藝的失敗，直接影響了油田穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。另外，由于采出液含水量的增加,處理后的污水不能全部回注地層，大量含油污水需處理達(dá)標(biāo)后方能排放。據(jù)統(tǒng)計，每生產(chǎn)It原油就要產(chǎn)生3.5t水，或者說大概注入4.5t水才能換出It原油，隨著更多油田進(jìn)入開采的中、后期，含水率還將不斷上升，將產(chǎn)生更多的污水，同時也必須向地層注入更多的水。
[0003]油田注水開發(fā)帶來了兩大問題:一是注入水的水源問題，人們希望得到能提供供水量大而穩(wěn)定的水源，油田注水開發(fā)初期注水水源是通過開采淺層地下水或地表水來解決，過量開采清水會引起局部地層水位下降，影響生態(tài)環(huán)境；二是原油含水量不斷上升，含油污水量越來越大，污水的排放和處理是個大問題，大量含油污水不合理排放會引起受納水體的潛移性侵害，污染生態(tài)環(huán)境。因此，對油田污水深度處理及回用，不僅是保護(hù)環(huán)境的迫切需要，而且已成為油田生產(chǎn)的當(dāng)務(wù)之急。
[0004]目前，各油田的污水處理技術(shù)的針對性較強(qiáng)，而且處理技術(shù)的效果均不理想，國內(nèi)外油田常用的污水處理方法可大致分為三類:物理法、化學(xué)法和生物法。傳統(tǒng)的工藝、技術(shù)和設(shè)備因處理效率低，工程投資大、處理成本高，既不能滿足排水水質(zhì)指標(biāo)，也不能達(dá)到油田污水處理的需要，更不能達(dá)到采出水回注地層的水質(zhì)要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中效率低、能耗大、成本高的缺陷，從而提供一種基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)，包括:槽式聚光鏡場1、集熱管2、熱力蒸汽壓縮器10、第一蒸發(fā)器組13、第二蒸發(fā)器組14、冷凝器20、淡水罐22、污水罐23 ;所述第一蒸發(fā)器組13或第二蒸發(fā)器組14內(nèi)包括多個蒸發(fā)器；其中，
[0007]淡水12從所述集熱管2的入口進(jìn)入集熱管2，實(shí)時跟蹤太陽的槽式聚光鏡場I將所采集的太陽光聚焦到集熱管2上，淡水12在所述集熱管2內(nèi)流動并不斷地被加熱，最后變成生蒸汽9從集熱管2的出口流出；所述生蒸汽9首先流入所述熱力蒸汽壓縮器10，熱力蒸汽壓縮器10以生蒸汽9為動力，將從第一蒸發(fā)器組13、第二蒸發(fā)器組14中的一個或多個蒸發(fā)器或者冷凝器20中抽出的低壓蒸汽17壓縮，使其壓力有一定的升高，產(chǎn)生加壓后的蒸汽11并輸入至第一蒸發(fā)器組13內(nèi)；
[0008]來自污水罐23的油田污水經(jīng)預(yù)處理后通過泵進(jìn)入冷凝器20中預(yù)熱、脫氣，加入阻垢劑后變?yōu)槲鬯?9，污水19經(jīng)噴嘴被均勻分布到第二蒸發(fā)器組14的頂排管上，然后沿頂排管以薄膜形式向下流動，部分污水沿蒸發(fā)器間污水管道15進(jìn)入第一蒸發(fā)器組13內(nèi)，在第一蒸發(fā)器組13內(nèi)沿頂排管以薄膜形式向下流動；來自熱力蒸汽壓縮器10的加壓后的蒸汽11首先進(jìn)入第一蒸發(fā)器組13內(nèi)，并在第一蒸發(fā)器組13的蒸發(fā)管內(nèi)冷凝成淡水25，這些淡水流入淡水匯集管18 ;第一蒸發(fā)器組13內(nèi)的部分污水吸收第一蒸發(fā)器組13的蒸發(fā)管內(nèi)的冷凝蒸汽的潛熱而蒸發(fā)，產(chǎn)生的再生蒸汽16進(jìn)入第二蒸發(fā)器組14的蒸發(fā)管內(nèi)并在管內(nèi)冷凝成淡水25，淡水25流入淡水匯集管18，同時第二蒸發(fā)器組14內(nèi)的部分污水吸收管內(nèi)冷凝蒸汽的潛熱而蒸發(fā)，產(chǎn)生的部分再生蒸汽進(jìn)入冷凝器20內(nèi)；再生蒸汽在冷凝器20內(nèi)對來自污水罐23的油田污水進(jìn)行預(yù)熱、脫氣，冷凝器20內(nèi)的凝結(jié)水流入淡水匯集管18內(nèi)，淡水匯集管18將淡水儲存到淡水罐22中，未蒸發(fā)的污水在第一蒸發(fā)器13內(nèi)流出成為濃污水21排放。
[0009]上述技術(shù)方案中，還包括輔助鍋爐24，所述輔助鍋爐24位于傳輸生蒸汽9的管路上，用于生成生蒸汽9或?qū)σ延械纳羝?做進(jìn)一步的加熱。
[0010]上述技術(shù)方案中，所述淡水罐22和污水罐23各有一個或多個。
[0011]上述技術(shù)方案中，所述第一蒸發(fā)器組13或第二蒸發(fā)器組14中的蒸發(fā)器為水平管降膜蒸發(fā)器或垂直管降膜蒸發(fā)器；所述第一蒸發(fā)器組13中的各個蒸發(fā)器較第二蒸發(fā)器組14中的各個蒸發(fā)器具有更高的運(yùn)行溫度，且所述第一蒸發(fā)器組13中的各個蒸發(fā)器較第二蒸發(fā)器組14中的各個蒸發(fā)器具有更高的運(yùn)行壓力；單個蒸發(fā)器組中的各個蒸發(fā)器具有相同的運(yùn)行溫度和運(yùn)行壓力。
[0012]上述技術(shù)方案中，該系統(tǒng)還包括:吸熱介質(zhì)-水換熱器8 ;其中，
[0013]吸熱介質(zhì)3從集熱管2的入口進(jìn)入集熱管2，實(shí)時跟蹤太陽的槽式聚光鏡場I將所采集的太陽光聚焦到集熱管2上，所述吸熱介質(zhì)3在集熱管2內(nèi)保持流動并不斷地被加熱，處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)3從集熱管2的出口流出；處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)3進(jìn)入吸熱介質(zhì)-水換熱器8，與淡水12進(jìn)行換熱，從而產(chǎn)生生蒸汽9 ;換熱后的吸熱介質(zhì)3又變回低溫狀態(tài)，從吸熱介質(zhì)-水換熱器8返回到槽式聚光鏡場I和集熱管2進(jìn)行循環(huán)；
[0014]所述生蒸汽9先流入所述熱力蒸汽壓縮器10，熱力蒸汽壓縮器10以生蒸汽9為動力，將從第一蒸發(fā)器組13、第二蒸發(fā)器組14中的一個或多個蒸發(fā)器或者冷凝器20中抽出的低壓蒸汽17壓縮，使其壓力有一定的升高，產(chǎn)生加壓后的蒸汽11并輸入至第一蒸發(fā)器組13內(nèi)；
[0015]來自污水罐23的油田污水經(jīng)預(yù)處理后通過泵進(jìn)入冷凝器20中預(yù)熱、脫氣，加入阻垢劑后變?yōu)槲鬯?9，污水19經(jīng)噴嘴被均勻分布到第二蒸發(fā)器組14的頂排管上，然后沿頂排管以薄膜形式向下流動，部分污水沿蒸發(fā)器間污水管道15進(jìn)入第一蒸發(fā)器組13內(nèi)，同樣在第一蒸發(fā)器組13內(nèi)沿頂排管以薄膜形式向下流動；來自熱力蒸汽壓縮器10的加壓后的蒸汽11首先進(jìn)入第一蒸發(fā)器組13內(nèi)，并在第一蒸發(fā)器組13的蒸發(fā)管內(nèi)冷凝成淡水25，其中淡水25的一部分淡水12返回吸熱介質(zhì)-水換熱器8內(nèi)進(jìn)行循環(huán)以產(chǎn)生生蒸汽9，另一部分淡水流入淡水匯集管18 ;第一蒸發(fā)器組13內(nèi)的部分污水吸收第一蒸發(fā)器組13的蒸發(fā)管內(nèi)的冷凝蒸汽的潛熱而蒸發(fā)，產(chǎn)生的再生蒸汽16進(jìn)入第二蒸發(fā)器組14的蒸發(fā)管內(nèi)并在管內(nèi)冷凝成淡水25，淡水25流入淡水匯集管18，同時第二蒸發(fā)器組14內(nèi)的部分污水吸收管內(nèi)冷凝蒸汽的潛熱而蒸發(fā)，產(chǎn)生的部分再生蒸汽進(jìn)入冷凝器20內(nèi)；再生蒸汽在冷凝器20內(nèi)對來自污水罐23的油田污水進(jìn)行預(yù)熱、脫氣，冷凝器20內(nèi)的凝結(jié)水流入淡水匯集管18內(nèi)，淡水匯集管18將淡水儲存到淡水罐22中，未蒸發(fā)的污水在第一蒸發(fā)器13內(nèi)流出成為濃污水21排放。
[0016]上述技術(shù)方案中，所述吸熱介質(zhì)-水換熱器8的吸熱介質(zhì)流量與水流量均能通過調(diào)節(jié)閥或變頻泵調(diào)節(jié)，進(jìn)而調(diào)節(jié)吸熱介質(zhì)-水換熱器8出口的生蒸汽9的參數(shù)。
[0017]上述技術(shù)方案中，該系統(tǒng)還包括吸熱介質(zhì)-儲熱介質(zhì)換熱器4、高溫儲熱罐5、低溫儲熱罐6;其中，
[0018]處于低溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)3從集熱管2的入口進(jìn)入集熱管2，實(shí)時跟蹤太陽的槽式聚光鏡場I將所采集的太陽光聚焦到集熱管2上，吸熱介質(zhì)3在集熱管2內(nèi)流動并不斷地被加熱，處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)3從集熱管2的出口流出；處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)3 —方面直接進(jìn)入吸熱介質(zhì)-水換熱器8，在該吸熱介質(zhì)-水換熱器8中與淡水12換熱，從而產(chǎn)生生蒸汽9，該生蒸汽9進(jìn)入熱力蒸汽壓縮器10并進(jìn)行后續(xù)污水處理過程，換熱后的吸熱介質(zhì)3又變回低溫狀態(tài)，從吸熱介質(zhì)-水換熱器8返回到集熱管2進(jìn)行循環(huán)；另一方面，被加熱的吸熱介質(zhì)3進(jìn)入吸熱介質(zhì)-儲熱介質(zhì)換熱器4，與來自低溫儲熱罐6的儲熱介質(zhì)7進(jìn)行換熱，儲熱介質(zhì)7被加熱后進(jìn)入高溫儲熱罐5進(jìn)行儲熱，參與換熱的吸熱介質(zhì)3返回集熱管2進(jìn)行循環(huán)，當(dāng)太陽落山后，來自高溫儲熱罐5的處于高溫狀態(tài)的儲熱介質(zhì)7與處于低溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)3通過吸熱介質(zhì)-儲熱介質(zhì)換熱器4換熱,產(chǎn)生處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)3,該處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)3再進(jìn)入吸熱介質(zhì)-水換熱器8與水12進(jìn)行換熱，產(chǎn)生生蒸汽9進(jìn)入熱力蒸汽壓縮器10并進(jìn)行后續(xù)污水處理過程。
[0019]上述技術(shù)方案中，該系統(tǒng)還包括多個蒸發(fā)器組，該多個蒸發(fā)器組與所述第一蒸發(fā)器組13、第二蒸發(fā)器組14級聯(lián)；不同的蒸發(fā)器組具有不同的運(yùn)行溫度和壓力，前一級蒸發(fā)器組的運(yùn)行溫度和壓力比后一級蒸發(fā)器組的運(yùn)行溫度和壓力高，同一蒸發(fā)器組內(nèi)的蒸發(fā)器具有相同的運(yùn)行溫度和壓力。
[0020]上述技術(shù)方案中，所述高溫儲熱罐5和低溫儲熱罐6各有一個或多個。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0022]本發(fā)明的基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)利用太陽能產(chǎn)生油田污水處理所需的蒸汽，帶有儲熱系統(tǒng)時可實(shí)現(xiàn)太陽落山后持續(xù)產(chǎn)蒸汽，運(yùn)行時間長，具有節(jié)能環(huán)保無污染的特點(diǎn)，同時還能與常規(guī)燃料互補(bǔ)運(yùn)行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為一個實(shí)施例中本發(fā)明的基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為另一個實(shí)施例中本發(fā)明的基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為又一個實(shí)施例中本發(fā)明的基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖面說明
[0027]I槽式聚光鏡場2集熱管
[0028]3吸熱介質(zhì)4吸熱介質(zhì)-儲熱介質(zhì)換熱器
[0029]5高溫儲熱罐6低溫儲熱罐
[0030]7儲熱介質(zhì)8吸熱介質(zhì)-水換熱器
[0031]9生蒸汽10熱力蒸汽壓縮器
[0032]11蒸汽12淡水
[0033]13、14、……、n蒸發(fā)器組15蒸發(fā)器間污水管道
[0034]16再生蒸汽17抽取蒸汽
[0035]18淡水匯集管道19處理過的污水
[0036]20冷凝器21濃污水
[0037]22淡水罐23污水罐
[0038]24輔助鍋爐25淡水

【具體實(shí)施方式】
[0039]現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0040]圖1為本發(fā)明的基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)的一個實(shí)施例，該系統(tǒng)包括槽式聚光鏡場1、集熱管2、熱力蒸汽壓縮器10、輔助鍋爐24、第一蒸發(fā)器組13、第二蒸發(fā)器組14、冷凝器20、淡水罐22、污水罐23 ;其中，所述第一蒸發(fā)器組13或第二蒸發(fā)器組14內(nèi)包括多個蒸發(fā)器；淡水12從所述集熱管2的入口進(jìn)入集熱管2，實(shí)時跟蹤太陽的槽式聚光鏡場I將所采集的太陽光聚焦到集熱管2上，淡水12在所述集熱管2內(nèi)流動并不斷地被加熱，最后變成生蒸汽9從集熱管2的出口流出；所述生蒸汽9首先流入所述熱力蒸汽壓縮器10，熱力蒸汽壓縮器10以生蒸汽9為動力，將從第一蒸發(fā)器組13、第二蒸發(fā)器組14中的一個或多個蒸發(fā)器或者冷凝器20中抽出的低壓蒸汽17壓縮，使其壓力有一定的升高，產(chǎn)生加壓后的蒸汽11并輸入至第一蒸發(fā)器組13內(nèi)；
[0041]來自污水罐23的油田污水經(jīng)預(yù)處理后通過泵進(jìn)入冷凝器20中預(yù)熱、脫氣，加入阻垢劑后變?yōu)槲鬯?9，污水19經(jīng)噴嘴被均勻分布到第二蒸發(fā)器組14的頂排管上，然后沿頂排管以薄膜形式向下流動，部分污水沿蒸發(fā)器間污水管道15進(jìn)入第一蒸發(fā)器組13內(nèi)，同樣在第一蒸發(fā)器組13內(nèi)沿頂排管以薄膜形式向下流動；來自熱力蒸汽壓縮器10的加壓后的蒸汽11首先進(jìn)入第一蒸發(fā)器組13內(nèi)，并在第一蒸發(fā)器組13的蒸發(fā)管內(nèi)冷凝成淡水25，這些淡水流入淡水匯集管18 ;第一蒸發(fā)器組13內(nèi)的部分污水吸收第一蒸發(fā)器組13的蒸發(fā)管內(nèi)的冷凝蒸汽的潛熱而蒸發(fā)，產(chǎn)生的再生蒸汽16進(jìn)入第二蒸發(fā)器組14的蒸發(fā)管內(nèi)并在管內(nèi)冷凝成淡水25，淡水25流入淡水匯集管18，同時第二蒸發(fā)器組14內(nèi)的部分污水吸收管內(nèi)冷凝蒸汽的潛熱而蒸發(fā)，產(chǎn)生的部分再生蒸汽進(jìn)入冷凝器20內(nèi)；再生蒸汽在冷凝器20內(nèi)對來自污水罐23的油田污水進(jìn)行預(yù)熱、脫氣，冷凝器20內(nèi)的凝結(jié)水流入淡水匯集管18內(nèi)，淡水匯集管18將淡水儲存到淡水罐22中，未蒸發(fā)的污水在第一蒸發(fā)器13內(nèi)流出成為濃污水21排放。
[0042]所述集熱管2的入口處設(shè)有變頻泵或者調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)水12的流量，進(jìn)而調(diào)節(jié)生蒸汽9的參數(shù)，如生蒸汽9的流量、溫度、壓力等，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。
[0043]所述輔助鍋爐24位于傳輸生蒸汽9的管路上，用于生成生蒸汽9或?qū)σ延械纳羝?做進(jìn)一步的加熱。所述的輔助鍋爐24可以為燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃?xì)忮仩t、廢熱(余熱)鍋爐等。如果太陽輻射不足而導(dǎo)致從集熱管2的出口出來的生蒸汽9的參數(shù)無法滿足油田污水處理的要求，可通過輔助鍋爐24對生蒸汽9繼續(xù)加熱，以提高生蒸汽9的參數(shù)，如溫度和壓力等；輔助鍋爐24還可在太陽落山后維持生蒸汽9的持續(xù)生產(chǎn)。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，根據(jù)實(shí)際情況，本發(fā)明的基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)也可不包含輔助鍋爐，這樣有助于降低成本。
[0044]所述淡水罐22和污水罐23分別用于儲存淡水和污水，可以為一個或多個。
[0045]所述的熱力蒸汽壓縮器10是以具有一定壓力的蒸汽為動力，將低壓蒸汽壓縮，使其壓力有一定的升高，實(shí)現(xiàn)低壓蒸汽再利用的設(shè)備，具有兩個作用:一是回抽一部分再生蒸汽，提高系統(tǒng)熱效率；二是抽汽時提高并維持系統(tǒng)的真空，加速蒸汽向后續(xù)蒸發(fā)器組流動，提高后續(xù)蒸發(fā)器組的產(chǎn)水能力。
[0046]所述第一蒸發(fā)器組13或第二蒸發(fā)器組14中的蒸發(fā)器為水平管降膜蒸發(fā)器或垂直管降膜蒸發(fā)器。所述第一蒸發(fā)器組13中的各個蒸發(fā)器較第二蒸發(fā)器組14中的各個蒸發(fā)器具有更高的運(yùn)行溫度，且所述第一蒸發(fā)器組13中的各個蒸發(fā)器較第二蒸發(fā)器組14中的各個蒸發(fā)器具有更高的運(yùn)行壓力，但單個蒸發(fā)器組中的各個蒸發(fā)器具有相同的運(yùn)行溫度和壓力。
[0047]所述蒸發(fā)器組的個數(shù)、運(yùn)行參數(shù)以及熱力蒸汽壓縮器10的數(shù)量、抽汽位置、參數(shù)可根據(jù)所要處理的污水量、處理污水的經(jīng)濟(jì)性等因素而定，并不局限于本實(shí)施例中所描述的內(nèi)容。
[0048]圖2為本發(fā)明的基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)的另一個實(shí)施例，該系統(tǒng)包括槽式聚光鏡場1、集熱管2、吸熱介質(zhì)-水換熱器8、熱力蒸汽壓縮器10、第一蒸發(fā)器組13、第二蒸發(fā)器組14、冷凝器20、淡水罐22、污水罐23 ;其中，吸熱介質(zhì)3從集熱管2的入口進(jìn)入集熱管2，實(shí)時跟蹤太陽的槽式聚光鏡場I將所采集的太陽光聚焦到集熱管2上，吸熱介質(zhì)3在集熱管2內(nèi)保持流動并不斷地被加熱，處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)3從集熱管2的出口流出；處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)3進(jìn)入吸熱介質(zhì)-水換熱器8，與淡水12進(jìn)行換熱，從而產(chǎn)生生蒸汽9，該生蒸汽9進(jìn)入熱力蒸汽壓縮器10以進(jìn)行后續(xù)污水處理過程；換熱后的吸熱介質(zhì)3又變回低溫狀態(tài)，從吸熱介質(zhì)-水換熱器8返回到槽式聚光鏡場I和集熱管2進(jìn)行循環(huán)；
[0049]所述生蒸汽9先流入所述熱力蒸汽壓縮器10，熱力蒸汽壓縮器10以生蒸汽9為動力，將從第一蒸發(fā)器組13、第二蒸發(fā)器組14中的一個或多個蒸發(fā)器或者冷凝器20中抽出的低壓蒸汽17壓縮，使其壓力有一定的升高，產(chǎn)生加壓后的蒸汽11并輸入至第一蒸發(fā)器組13內(nèi)；
[0050]來自污水罐23的油田污水經(jīng)預(yù)處理后通過泵進(jìn)入冷凝器20中預(yù)熱、脫氣，加入阻垢劑后變?yōu)槲鬯?9，污水19經(jīng)噴嘴被均勻分布到第二蒸發(fā)器組14的頂排管上，然后沿頂排管以薄膜形式向下流動，部分污水沿蒸發(fā)器間污水管道15進(jìn)入第一蒸發(fā)器組13內(nèi)，同樣在第一蒸發(fā)器組13內(nèi)沿頂排管以薄膜形式向下流動；來自熱力蒸汽壓縮器10的加壓后的蒸汽11首先進(jìn)入第一蒸發(fā)器組13內(nèi)，并在第一蒸發(fā)器組13的蒸發(fā)管內(nèi)冷凝成淡水25，其中淡水25的一部分淡水12返回吸熱介質(zhì)-水換熱器8內(nèi)進(jìn)行循環(huán)以產(chǎn)生生蒸汽9，另一部分淡水流入淡水匯集管18 ;第一蒸發(fā)器組13內(nèi)的部分污水吸收第一蒸發(fā)器組13的蒸發(fā)管內(nèi)的冷凝蒸汽的潛熱而蒸發(fā)，產(chǎn)生的再生蒸汽16進(jìn)入第二蒸發(fā)器組14的蒸發(fā)管內(nèi)并在管內(nèi)冷凝成淡水25，淡水25流入淡水匯集管18，同時第二蒸發(fā)器組14內(nèi)的部分污水吸收管內(nèi)冷凝蒸汽的潛熱而蒸發(fā)，產(chǎn)生的部分再生蒸汽進(jìn)入冷凝器20內(nèi)；再生蒸汽在冷凝器20內(nèi)對來自污水罐23的油田污水進(jìn)行預(yù)熱、脫氣，冷凝器20內(nèi)的凝結(jié)水流入淡水匯集管18內(nèi)，淡水匯集管18將淡水儲存到淡水罐22中，未蒸發(fā)的污水在第一蒸發(fā)器13內(nèi)流出成為濃污水21排放。
[0051]所述吸熱介質(zhì)-水換熱器8的吸熱介質(zhì)流量與水流量均可通過調(diào)節(jié)閥或變頻泵調(diào)節(jié)，進(jìn)而調(diào)節(jié)吸熱介質(zhì)-水換熱器8出口的生蒸汽9的參數(shù)。
[0052]所述的吸熱介質(zhì)3可以為導(dǎo)熱油、熔融鹽、空氣或固體顆粒等。
[0053]圖3為本發(fā)明的基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)的又一個實(shí)施例，該系統(tǒng)包括槽式聚光鏡場1、集熱管2、吸熱介質(zhì)-儲熱介質(zhì)換熱器4、高溫儲熱罐5、低溫儲熱罐6、吸熱介質(zhì)-水換熱器8、多個蒸發(fā)器組、冷凝器20、淡水罐22、污水罐23 ;其中，處于低溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)3從集熱管2的入口進(jìn)入集熱管2，實(shí)時跟蹤太陽的槽式聚光鏡場I將所采集的太陽光聚焦到集熱管2上，吸熱介質(zhì)3在集熱管2內(nèi)流動并不斷地被加熱，處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)3從集熱管2的出口流出；處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)3 —方面可以直接進(jìn)入吸熱介質(zhì)-水換熱器8，在該吸熱介質(zhì)-水換熱器8中與淡水12換熱，從而產(chǎn)生生蒸汽9，該生蒸汽9進(jìn)入熱力蒸汽壓縮器10并進(jìn)行后續(xù)污水處理過程(后續(xù)污水處理過程與圖2所示實(shí)施例中的污水處理過程基本相同)，換熱后的吸熱介質(zhì)3又變回低溫狀態(tài)，從吸熱介質(zhì)-水換熱器8返回到集熱管2進(jìn)行循環(huán)；另一方面，被加熱的吸熱介質(zhì)3進(jìn)入吸熱介質(zhì)-儲熱介質(zhì)換熱器4，與來自低溫儲熱罐6的儲熱介質(zhì)7進(jìn)行換熱，儲熱介質(zhì)7被加熱后進(jìn)入高溫儲熱罐5進(jìn)行儲熱，參與換熱的吸熱介質(zhì)3返回集熱管2進(jìn)行循環(huán)，當(dāng)太陽落山后，來自高溫儲熱罐5的處于高溫狀態(tài)的儲熱介質(zhì)7與處于低溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)3通過吸熱介質(zhì)-儲熱介質(zhì)換熱器4換熱，產(chǎn)生處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)3，該處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)3再進(jìn)入吸熱介質(zhì)-水換熱器8與水12進(jìn)行換熱，產(chǎn)生生蒸汽9進(jìn)入熱力蒸汽壓縮器10并進(jìn)行后續(xù)污水處理過程。
[0054]本實(shí)施例中，多個蒸發(fā)器組包括:第一蒸發(fā)器組13、第二蒸發(fā)器組14、……、第η蒸發(fā)器組η ;所述多個蒸發(fā)器組的個數(shù)X，X滿足:2 < X < 14，每個蒸發(fā)器組具有不同的運(yùn)行溫度和壓力，前一級蒸發(fā)器組的運(yùn)行溫度和壓力比后一級蒸發(fā)器組的運(yùn)行溫度和壓力高，同一組蒸發(fā)器具有相同的運(yùn)行溫度和壓力；
[0055]所述高溫儲熱罐5和低溫儲熱罐6用于實(shí)現(xiàn)熱量的存儲，它們一般具有不同的設(shè)計儲熱溫度。高溫儲熱罐5和低溫儲熱罐6的數(shù)量分別可以為一個或多個，當(dāng)有多個高溫儲熱罐5時，每個高溫儲熱罐5的設(shè)計儲熱溫度可以相同也可以不同；當(dāng)有多個低溫儲熱罐6時，每個低溫儲熱罐6的設(shè)計儲熱溫度可以不同也可以不同。所述高溫儲熱罐5和低溫儲熱罐6儲存的熱量可以實(shí)現(xiàn)太陽落山后系統(tǒng)持續(xù)產(chǎn)蒸汽，大容量的高溫儲熱罐5和低溫儲熱罐6可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的24小時不間斷產(chǎn)蒸汽。此外，高溫儲熱罐5和低溫儲熱罐6的使用還有助于穩(wěn)定吸熱介質(zhì)-水換熱器8所生成的生蒸汽9的參數(shù)，避免圖1所示實(shí)施例中的系統(tǒng)所產(chǎn)生的生蒸汽9的參數(shù)隨太陽輻射波動較大的缺陷。
[0056]所述的吸熱介質(zhì)3可以為導(dǎo)熱油、熔融鹽、空氣或固體顆粒等。
[0057]所述的儲熱介質(zhì)7為熔融鹽、砂石，或其他成本低、儲熱效果好的材料。與圖1和圖2所示實(shí)施例中的系統(tǒng)相比，該實(shí)施例對儲熱介質(zhì)7的使用有助于降低整個系統(tǒng)的儲熱成本。
[0058]最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括:槽式聚光鏡場(I)、集熱管(2)、熱力蒸汽壓縮器(10)、第一蒸發(fā)器組(13)、第二蒸發(fā)器組(14)、冷凝器(20)、淡水罐(22)、污水罐(23);所述第一蒸發(fā)器組(13)或第二蒸發(fā)器組(14)內(nèi)包括多個蒸發(fā)器；其中， 淡水(12)從所述集熱管(2)的入口進(jìn)入集熱管(2)，實(shí)時跟蹤太陽的槽式聚光鏡場(1)將所采集的太陽光聚焦到集熱管(2)上，淡水(12)在所述集熱管(2)內(nèi)流動并不斷地被加熱，最后變成生蒸汽(9)從集熱管(2)的出口流出；所述生蒸汽(9)首先流入所述熱力蒸汽壓縮器(10)，熱力蒸汽壓縮器(10)以生蒸汽(9)為動力，將從第一蒸發(fā)器組(13)、第二蒸發(fā)器組(14)中的一個或多個蒸發(fā)器或者冷凝器(20)中抽出的低壓蒸汽(17)壓縮，使其壓力有一定的升高，產(chǎn)生加壓后的蒸汽(11)并輸入至第一蒸發(fā)器組(13)內(nèi)； 來自污水罐(23)的油田污水經(jīng)預(yù)處理后通過泵進(jìn)入冷凝器(20)中預(yù)熱、脫氣，加入阻垢劑后變?yōu)槲鬯?19)，污水(19)經(jīng)噴嘴被均勻分布到第二蒸發(fā)器組(14)的頂排管上，然后沿頂排管以薄膜形式向下流動，部分污水沿蒸發(fā)器間污水管道(15)進(jìn)入第一蒸發(fā)器組(13)內(nèi)，在第一蒸發(fā)器組(13)內(nèi)沿頂排管以薄膜形式向下流動；來自熱力蒸汽壓縮器(10)的加壓后的蒸汽(11)首先進(jìn)入第一蒸發(fā)器組(13)內(nèi)，并在第一蒸發(fā)器組(13)的蒸發(fā)管內(nèi)冷凝成淡水(25)，這些淡水一部分流入淡水匯集管(18)，另一部分為淡水(12)進(jìn)入集熱管(2)循環(huán)加熱；第一蒸發(fā)器組(13)內(nèi)的部分污水吸收第一蒸發(fā)器組(13)的蒸發(fā)管內(nèi)的冷凝蒸汽的潛熱而蒸發(fā)，產(chǎn)生的再生蒸汽(16)進(jìn)入第二蒸發(fā)器組(14)的蒸發(fā)管內(nèi)并在管內(nèi)冷凝成淡水(25)，淡水(25)流入淡水匯集管(18)，同時第二蒸發(fā)器組(14)內(nèi)的部分污水吸收管內(nèi)冷凝蒸汽的潛熱而蒸發(fā)，產(chǎn)生的部分再生蒸汽進(jìn)入冷凝器(20)內(nèi)；再生蒸汽在冷凝器(20)內(nèi)對來自污水罐(23)的油田污水進(jìn)行預(yù)熱、脫氣，冷凝器(20)內(nèi)的凝結(jié)水流入淡水匯集管(18)內(nèi)，淡水匯集管(18)將淡水儲存到淡水罐(22)中，未蒸發(fā)的污水在第一蒸發(fā)器組(13)內(nèi)流出成為濃污水(21)排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括輔助鍋爐(24)，所述輔助鍋爐(24)位于傳輸生蒸汽(9)的管路上，用于生成生蒸汽(9)或?qū)σ延械纳羝?9)做進(jìn)一步的加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述淡水罐(22)和污水罐(23)各有一個或多個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一蒸發(fā)器組(13)或第二蒸發(fā)器組(14)中的蒸發(fā)器為水平管降膜蒸發(fā)器或垂直管降膜蒸發(fā)器；所述第一蒸發(fā)器組(13)中的各個蒸發(fā)器較第二蒸發(fā)器組(14)中的各個蒸發(fā)器具有更高的運(yùn)行溫度，且所述第一蒸發(fā)器組(13)中的各個蒸發(fā)器較第二蒸發(fā)器組(14)中的各個蒸發(fā)器具有更高的運(yùn)行壓力；單個蒸發(fā)器組中的各個蒸發(fā)器具有相同的運(yùn)行溫度和運(yùn)行壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括:吸熱介質(zhì)-水換熱器(8);其中， 吸熱介質(zhì)(3)從集熱管(2)的入口進(jìn)入集熱管(2)，實(shí)時跟蹤太陽的槽式聚光鏡場(I)將所采集的太陽光聚焦到集熱管⑵上，所述吸熱介質(zhì)⑶在集熱管⑵內(nèi)保持流動并不斷地被加熱，處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)(3)從集熱管(2)的出口流出；處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)(3)進(jìn)入吸熱介質(zhì)-水換熱器(8)，與淡水(12)進(jìn)行換熱，從而產(chǎn)生生蒸汽(9);換熱后的吸熱介質(zhì)(3)又變回低溫狀態(tài)，從吸熱介質(zhì)-水換熱器(8)返回到槽式聚光鏡場(I)和集熱管(2)進(jìn)行循環(huán)； 所述生蒸汽(9)先流入所述熱力蒸汽壓縮器(10)，熱力蒸汽壓縮器(10)以生蒸汽(9)為動力，將從第一蒸發(fā)器組(13)、第二蒸發(fā)器組(14)中的一個或多個蒸發(fā)器或者冷凝器(20)中抽出的低壓蒸汽(17)壓縮，使其壓力有一定的升高，產(chǎn)生加壓后的蒸汽(11)并輸入至第一蒸發(fā)器組(13)內(nèi)； 來自污水罐(23)的油田污水經(jīng)預(yù)處理后通過泵進(jìn)入冷凝器(20)中預(yù)熱、脫氣，加入阻垢劑后變?yōu)槲鬯?19)，污水(19)經(jīng)噴嘴被均勻分布到第二蒸發(fā)器組(14)的頂排管上，然后沿頂排管以薄膜形式向下流動，部分污水沿蒸發(fā)器間污水管道(15)進(jìn)入第一蒸發(fā)器組(13)內(nèi)，同樣在第一蒸發(fā)器組(13)內(nèi)沿頂排管以薄膜形式向下流動；來自熱力蒸汽壓縮器(10)的加壓后的蒸汽(11)首先進(jìn)入第一蒸發(fā)器組(13)內(nèi)，并在第一蒸發(fā)器組(13)的蒸發(fā)管內(nèi)冷凝成淡水(25)，其中淡水(25)的一部分淡水(12)返回吸熱介質(zhì)-水換熱器(8)內(nèi)進(jìn)行循環(huán)以產(chǎn)生生蒸汽(9)，另一部分淡水流入淡水匯集管(18);第一蒸發(fā)器組(13)內(nèi)的部分污水吸收第一蒸發(fā)器組(13)的蒸發(fā)管內(nèi)的冷凝蒸汽的潛熱而蒸發(fā)，產(chǎn)生的再生蒸汽(16)進(jìn)入第二蒸發(fā)器組(14)的蒸發(fā)管內(nèi)并在管內(nèi)冷凝成淡水(25)，淡水(25)流入淡水匯集管(18)，同時第二蒸發(fā)器組(14)內(nèi)的部分污水吸收管內(nèi)冷凝蒸汽的潛熱而蒸發(fā)，產(chǎn)生的部分再生蒸汽進(jìn)入冷凝器(20)內(nèi)；再生蒸汽在冷凝器(20)內(nèi)對來自污水罐(23)的油田污水進(jìn)行預(yù)熱、脫氣，冷凝器(20)內(nèi)的凝結(jié)水流入淡水匯集管(18)內(nèi)，淡水匯集管(18)將淡水儲存到淡水罐(22)中，未蒸發(fā)的污水在第一蒸發(fā)器(13)內(nèi)流出成為濃污水(21)排放。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述吸熱介質(zhì)-水換熱器(8)的吸熱介質(zhì)流量與水流量均能通過調(diào)節(jié)閥或變頻泵調(diào)節(jié)，進(jìn)而調(diào)節(jié)吸熱介質(zhì)-水換熱器(8)出口的生蒸汽(9)的參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括吸熱介質(zhì)-儲熱介質(zhì)換熱器(4)、高溫儲熱罐(5)、低溫儲熱罐￠);其中， 處于低溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)(3)從集熱管(2)的入口進(jìn)入集熱管(2)，實(shí)時跟蹤太陽的槽式聚光鏡場⑴將所采集的太陽光聚焦到集熱管⑵上，吸熱介質(zhì)⑶在集熱管⑵內(nèi)流動并不斷地被加熱，處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)(3)從集熱管(2)的出口流出；處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)(3) —方面直接進(jìn)入吸熱介質(zhì)-水換熱器(8)，在該吸熱介質(zhì)-水換熱器(8)中與淡水(12)換熱，從而產(chǎn)生生蒸汽(9)，該生蒸汽(9)進(jìn)入熱力蒸汽壓縮器(10)并進(jìn)行后續(xù)污水處理過程，換熱后的吸熱介質(zhì)(3)又變回低溫狀態(tài)，從吸熱介質(zhì)-水換熱器(8)返回到集熱管(2)進(jìn)行循環(huán)；另一方面，被加熱的吸熱介質(zhì)(3)進(jìn)入吸熱介質(zhì)-儲熱介質(zhì)換熱器(4)，與來自低溫儲熱罐￠)的儲熱介質(zhì)(7)進(jìn)行換熱，儲熱介質(zhì)(7)被加熱后進(jìn)入高溫儲熱罐(5)進(jìn)行儲熱，參與換熱的吸熱介質(zhì)(3)返回集熱管(2)進(jìn)行循環(huán)，當(dāng)太陽落山后，來自高溫儲熱罐(5)的處于高溫狀態(tài)的儲熱介質(zhì)(7)與處于低溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)(3)通過吸熱介質(zhì)-儲熱介質(zhì)換熱器(4)換熱，產(chǎn)生處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)(3)，該處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)(3)再進(jìn)入吸熱介質(zhì)-水換熱器(8)與水(12)進(jìn)行換熱，產(chǎn)生生蒸汽(9)進(jìn)入熱力蒸汽壓縮器(10)并進(jìn)行后續(xù)污水處理過程。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括多個蒸發(fā)器組，該多個蒸發(fā)器組與所述第一蒸發(fā)器組(13)、第二蒸發(fā)器組(14)級聯(lián)；不同的蒸發(fā)器組具有不同的運(yùn)行溫度和壓力，前一級蒸發(fā)器組的運(yùn)行溫度和壓力比后一級蒸發(fā)器組的運(yùn)行溫度和壓力高，同一蒸發(fā)器組內(nèi)的蒸發(fā)器具有相同的運(yùn)行溫度和壓力。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的基于槽式聚光太陽能的油田污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述高溫儲熱罐(5)和低溫儲熱罐(6)各有一個或多個。
【文檔編號】C02F9/10GK104326613SQ201410588664
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】姚志豪, 張亞南 申請人:首航節(jié)能光熱技術(shù)股份有限公司