明】
[0027]圖1是本發(fā)明專利的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 如圖1所示，一種高溫高壓對鉆井廢液的處理裝置，它包括依次連接的樣品罐1與 進(jìn)樣控制閥302，儲氣罐2與進(jìn)氣控制閥301，增壓栗4，單向閥303，反應(yīng)釜7，高溫高壓電磁閥 304，常壓氣液分離器11，以下以設(shè)計(jì)兩個反應(yīng)釜7對本發(fā)明的裝置進(jìn)行說明。
[0029] 樣品罐1、儲氣罐2與反應(yīng)釜7之間通過管線連接，且反應(yīng)釜7外側(cè)設(shè)置加熱器8,本 實(shí)施方式中，反應(yīng)釜設(shè)計(jì)容積為1L。并聯(lián)兩個反應(yīng)釜7,交替使用，通過控制單元6調(diào)節(jié)閥門 開關(guān)，使處理過程連續(xù)進(jìn)行。
[0030] 常壓氣液分離器11上部設(shè)置排氣孔與氣體收集裝置10,下部連接出樣管線，設(shè)置 樣品采集閥305;
[0031] 處理裝置還設(shè)有檢測所述反應(yīng)釜壓力的壓力表與壓力傳感器5,檢測所述反應(yīng)釜 溫度的溫度傳感器9以及根據(jù)壓力表與壓力傳感器與溫度傳感器的信號驅(qū)動進(jìn)樣控制閥 302、進(jìn)氣控制閥301、增壓栗4、加熱器8與高溫高壓電磁閥304的控制單元6。
[0032] 控制單元6優(yōu)選為可編程邏輯控制器PLC，設(shè)定進(jìn)樣時間、進(jìn)氣時間、升溫時間、反 應(yīng)時間與泄壓時間，PLC采集各系統(tǒng)的設(shè)定信號斌分析，控制選樣控制閥302、進(jìn)氣控制閥 301、增壓栗4、加熱器8與高溫高壓電磁閥304的打開或關(guān)閉，使多個反應(yīng)釜進(jìn)行鉆井廢液高 溫高壓處理和反應(yīng)釜常壓氣液分離過程能夠同時進(jìn)行，依次啟動各個反應(yīng)釜7,使廢水的處 理連續(xù)進(jìn)行。
[0033]反應(yīng)釜的個數(shù)N根據(jù)進(jìn)樣時間、進(jìn)氣時間與升溫時間總和與反應(yīng)時間與泄壓時間 總和的比例確定，優(yōu)選地，當(dāng)進(jìn)樣時間、進(jìn)氣時間與升溫時間總和與反應(yīng)時間與泄壓時間總 和的比例為m:l或l:m時，N = m+1，其中m優(yōu)選為2或3,即N優(yōu)選為3或4,本實(shí)施例1與實(shí)施例2 中，分別設(shè)置反應(yīng)釜個數(shù)為三個與四個。
[0034]儲氣罐2所儲氣體為C〇2、N2、〇2或空氣，本實(shí)施例1與實(shí)施例2中儲氣罐所儲氣體為 N2o
[0035] 反應(yīng)釜7處理鉆井廢液時控制工作壓力為2 0.2MPa，溫度為2 100°C，操作時間5~ 40min〇
[0036] 反應(yīng)釜7泄壓速率為2 10m/s。
[0037]以兩個反應(yīng)釜為例，本發(fā)明處理控制過程如下：
[0038] 設(shè)置相互并聯(lián)的2個反應(yīng)釜，首先將鉆井廢液通過增壓栗4打入第一個反應(yīng)釜7中， 充入氣體加壓，然后達(dá)到預(yù)設(shè)壓力與溫度時停留一定時間，接著打開第一個反應(yīng)釜7的高溫 高壓電磁閥304泄壓，同時鉆井廢液隨泄壓形成的空化氣流高速進(jìn)入常壓氣液分離器11，部 分氣體從排氣孔10進(jìn)入氣體收集裝置循環(huán)利用，最后處理后的鉆井廢液通過樣品采集閥 305排出收集。
[0039] 針對每一個反應(yīng)釜均交替的進(jìn)行進(jìn)樣、加壓、升溫、反應(yīng)、泄壓空化射流的過程，且 所有反應(yīng)釜按順序依次啟動，使啟動第二個反應(yīng)釜進(jìn)行鉆井廢液高溫高壓處理時，第一個 反應(yīng)釜恰好完成常壓氣液分離過程。
[0040] 處理裝置在運(yùn)行一定時間12~48h后，需進(jìn)行清洗，預(yù)防設(shè)備腐蝕。
[0041] 本發(fā)明中，為了提高反應(yīng)效率，反應(yīng)釜的設(shè)置數(shù)量根據(jù)進(jìn)樣時間、進(jìn)氣時間與升溫 時間總和與反應(yīng)時間與泄壓時間總和的比例進(jìn)行調(diào)整，可同時設(shè)置多個并聯(lián)的反應(yīng)釜，使 多個反應(yīng)釜依次進(jìn)行工作，以下實(shí)施例1和實(shí)施例2為根據(jù)時間總和比例分別設(shè)置三個和四 和反應(yīng)釜的工作過程和處理效果。
[0042] 實(shí)施例1
[0043]反應(yīng)釜設(shè)計(jì)容積為IL，儲氣罐所儲氣體為N2，反應(yīng)釜7處理鉆井廢液時控制工作壓 力為0.5MPa，溫度為150°C，操作時間30min，反應(yīng)釜泄壓速率為2 20m/s，進(jìn)樣時間、進(jìn)氣時 間與升溫時間總和與反應(yīng)時間與泄壓時間總和的比例接近1:2，分別約為15.5min和3 Imin， 根據(jù)時間和之比，需并聯(lián)三個反應(yīng)釜，當(dāng)?shù)谝粋€反應(yīng)釜開始工作15.5min后，開啟第二個反 應(yīng)釜進(jìn)行進(jìn)樣、進(jìn)氣、升溫同時第一個反應(yīng)釜進(jìn)行高溫反應(yīng)與泄壓過程，在第二個反應(yīng)釜工 作15.5min之后，開啟第三個反應(yīng)釜進(jìn)行進(jìn)樣、進(jìn)氣、升溫同時第二個反應(yīng)釜進(jìn)行高溫高壓 反應(yīng)與泄壓過程，當(dāng)?shù)谌齻€反應(yīng)釜開始工作15.5min后，關(guān)閉第一個反應(yīng)釜高溫高壓電磁閥 進(jìn)行進(jìn)樣、進(jìn)氣、升溫同時第三個反應(yīng)釜進(jìn)行高溫高壓反應(yīng)與泄壓過程，當(dāng)?shù)谝粋€反應(yīng)釜開 始工作15.5min后，關(guān)閉第二個反應(yīng)釜高溫高壓電磁閥進(jìn)行進(jìn)樣、進(jìn)氣、升溫同時第一個反 應(yīng)釜進(jìn)行高溫高壓反應(yīng)與泄壓過程，反應(yīng)釜工作依次進(jìn)行。定期根據(jù)水樣出水COD與理化性 質(zhì)確定系統(tǒng)的進(jìn)樣時間、進(jìn)氣時間與升溫時間總和與反應(yīng)時間與泄壓時間總和的比例，保 證出水水質(zhì)。試驗(yàn)結(jié)果如表1所示：
[0044] 表1鉆井廢液高溫高壓處理效果
[0046]此系統(tǒng)運(yùn)行24h后，需進(jìn)行清洗，預(yù)防設(shè)備腐蝕。設(shè)備運(yùn)行一個月后，處理后出水 B0D/C0D比值較為穩(wěn)定，提高鉆井廢液的后期生化處理性能。
[0047] 實(shí)施例2
[0048]反應(yīng)釜設(shè)計(jì)容積為IL，儲氣罐所儲氣體為N2,加量為IOOmg/!反應(yīng)釜7處理鉆井廢 液時控制工作壓力為7.5MPa，溫度為200°C，操作時間30min，反應(yīng)釜泄壓速率為2 25m/s，進(jìn) 樣時間、進(jìn)氣時間與升溫時間總和與反應(yīng)時間與泄壓時間總和的比例接近1:3,分別約為 I Imin和33min，根據(jù)時間和之比，需并聯(lián)四個反應(yīng)爸，當(dāng)?shù)谝粋€反應(yīng)爸開始工作I Imin后，開 啟第二個反應(yīng)釜進(jìn)行進(jìn)樣、進(jìn)氣、升溫同時第一個反應(yīng)釜進(jìn)行高溫反應(yīng)與泄壓過程，在第二 個反應(yīng)釜工作Ilmin之后，開啟第三個反應(yīng)釜進(jìn)行進(jìn)樣、進(jìn)氣、升溫同時第二個反應(yīng)釜進(jìn)行 高溫高壓反應(yīng)與泄壓過程，當(dāng)?shù)谌齻€反應(yīng)釜開始工作Ilmin后，開啟第四個反應(yīng)釜進(jìn)行進(jìn) 樣、進(jìn)氣、升溫同時第三個反應(yīng)釜進(jìn)行高溫高壓反應(yīng)與泄壓過程，第四個反應(yīng)釜工作Ilmin 后，關(guān)閉第一個反應(yīng)釜高溫高壓電磁閥進(jìn)行進(jìn)樣、進(jìn)氣、升溫同時第四個反應(yīng)釜進(jìn)行高溫高 壓反應(yīng)與泄壓過程，當(dāng)?shù)谝粋€反應(yīng)釜開始工作Ilmin后，關(guān)閉第二個反應(yīng)釜高溫高壓電磁閥 進(jìn)行進(jìn)樣、進(jìn)氣、升溫同時第一個反應(yīng)釜進(jìn)行高溫高壓反應(yīng)與泄壓過程，反應(yīng)釜工作依次進(jìn) 行。定期根據(jù)水樣出水COD與理化性質(zhì)確定系統(tǒng)的進(jìn)樣時間、進(jìn)氣時間與升溫時間總和與反 應(yīng)時間與泄壓時間總和的比例，保證出水水質(zhì)。試驗(yàn)結(jié)果如表2所示：
[0049] 表2鉆井廢液高溫高壓處理效果
[0051]此系統(tǒng)運(yùn)行12h后，需進(jìn)行清洗，預(yù)防設(shè)備腐蝕。設(shè)備運(yùn)行一個月后，處理后出水 B0D/C0D比值較為穩(wěn)定，提高鉆井廢液的后期生化處理性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高溫高壓對鉆井廢液的處理裝置，其特征在于:它包括依次連接的樣品罐（1)與 進(jìn)樣控制閥（302)，儲氣罐(2)與進(jìn)氣控制閥（301)，增壓栗(4)，單向閥（303)，反應(yīng)釜(7)，高 溫高壓電磁閥（304)，常壓氣液分離器(11); 所述樣品罐（1)、儲氣罐(2)與反應(yīng)釜(7)之間通過管線連接，且反應(yīng)釜(7)外側(cè)設(shè)置加 熱器(8); 所述反應(yīng)釜（7)至少并聯(lián)兩個，交替使用，通過控制單元調(diào)節(jié)閥門開關(guān)，使處理過程連 續(xù)進(jìn)行； 所述常壓氣液分離器（11)上部設(shè)置排氣孔與氣體收集裝置（10)，下部連接出樣管線， 設(shè)置樣品采集閥（305); 所述處理裝置還設(shè)有檢測所述反應(yīng)釜(7)壓力的壓力表與壓力傳感器(5)，檢測所述反 應(yīng)釜(7)溫度的溫度傳感器(9)以及根據(jù)壓力表與壓力傳感器(5)與溫度傳感器(9)的信號 驅(qū)動進(jìn)樣控制閥（302)、進(jìn)氣控制閥（301)、增壓栗(4)、加熱器(8)與高溫高壓電磁閥（304) 的控制單元(6)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理裝置，其特征在于，所述儲氣罐(2)所儲氣體為C02、N2、0 2 或空氣。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫高壓對鉆井廢液的處理裝置，其特征在于，所述控制 單元(6)為可編程邏輯控制器。4. 一種高溫高壓對鉆井廢液的處理方法，其特征在于，包括:設(shè)置相互并聯(lián)的N個反應(yīng) 釜，其中N為大于等于2的整數(shù)，首先將鉆井廢液通過增壓栗打入第一個反應(yīng)釜中，充入氣體 加壓，然后達(dá)到預(yù)設(shè)壓力與溫度時停留一定時間，接著打開第一個反應(yīng)釜的高溫高壓電磁 閥泄壓，同時鉆井廢液隨泄壓形成的空化氣流高速進(jìn)入常壓氣液分離器，部分氣體從排氣 孔進(jìn)入氣體收集裝置循環(huán)利用，最后處理后的鉆井廢液通過樣品采集閥排出收集； 針對每一個反應(yīng)釜均交替的進(jìn)行進(jìn)樣、加壓、升溫、反應(yīng)、泄壓空化射流的過程，且所有 反應(yīng)釜按順序依次啟動，使啟動第N個反應(yīng)釜進(jìn)行鉆井廢液高溫高壓處理時，第一個反應(yīng)釜 恰好完成常壓氣液分離過程。5. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的處理方法，其特征在于，所述反應(yīng)釜(7)工作壓力為2 0.2MPa， 溫度為2 l〇〇°C，操作時間5~40min。6. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的處理方法，其特征在于，所述反應(yīng)釜(7)泄壓速率為2 lOm/s。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的處理方法，其特征在于，所述處理裝置在運(yùn)行一定時間12~ 48h后，需進(jìn)行清洗，預(yù)防設(shè)備腐蝕。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高溫高壓對鉆井廢液的處理裝置及方法，設(shè)置兩個或多個并聯(lián)的反應(yīng)釜，在并聯(lián)反應(yīng)釜內(nèi)均設(shè)置進(jìn)樣、控溫、控壓、泄壓系統(tǒng)，通過自動控制系統(tǒng)控制多個反應(yīng)釜同時進(jìn)行高溫高壓反應(yīng)與常壓氣液分離過程。本發(fā)明成功改進(jìn)了目前國內(nèi)現(xiàn)有鉆井廢液的處理技術(shù)，在原處理單元的基礎(chǔ)上，增設(shè)高溫高壓處理裝置，有效降低鉆井廢液的高濃度的有機(jī)污染物，改變有機(jī)物污染物分子結(jié)構(gòu)，提高鉆井廢液BOD/COD比值，增加鉆井廢液的可生化性，節(jié)約成本。與國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)相比具有結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)約空間、自動化程度高、操作簡便、便于運(yùn)輸流動、處理效率高、具備大規(guī)模應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)，因此，本發(fā)明具有很高的實(shí)際應(yīng)用價值。
【IPC分類】C02F103/10, C02F1/00, C02F101/30
【公開號】CN105540697
【申請?zhí)枴緾N201610037196
【發(fā)明人】杜國勇, 張洪銘, 汪倩, 朱盟翔, 李趙, 張姝琳, 楊露, 朱成旺, 蔣昕, 任燕玲
【申請人】西南石油大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年1月21日