一种页岩气污水处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种页岩气污水处理装置，包括污水入口、电化学撬、预热换热器、余热换热器、蒸发器、蒸汽压缩机、固体废物出口、大气出口、发电机、发动机、天然气入口、蒸馏水出口和管道，所述电化学撬、预热换热器、余热换热器和蒸发器依次通过管道连接，电化学撬设有污水入口，预热换热器上设有蒸馏水出口，余热换热器上设有大气出口，余热换热器与发动机连接，发动机上设有天然气入口，发动机与发电机连接，蒸发器上设有固体废物出口和蒸汽压缩机。本发明专利技术的优点和有益效果：该设备方便安装，操作简单，易于分散在不同井口进行处理，处理的污水能够达到国家标准要求，利用燃气发动机余热降低能耗，运行成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种页岩气污水处理装置
本专利技术涉及开采页岩气的设备领域，尤其涉及一种页岩气污水处理装置。
技术介绍
页岩气是页岩层中蕴藏的天然气，其开采的方法主要是水力压裂法，即将化学物质、水和泥沙的混合物通过高压注入地下井，压裂附近的岩石构造，然后收集天然气。在开采出来的天然气中含有部分水，以20000nm3/d的井口为例，每天产生污水约为20吨。然而该污水中又含有压裂时添加的化学物质(盐酸、戊二醛、过硫酸铵、甲酰胺、硼酸盐、氯化钾、柠檬酸等)，使污水中COD的含量极高，大概为5000?10000mg/L，远高于国家标准GB18918-1002的一级B类的要求，且其中的含盐量为海水的10?20倍。由于页岩气井分布较分散，很难将其集中统一处理，设备的动力源使用不方便，所以页岩气的污水处理被世界公认为较难处理的污水。目前所使用的页岩气污水处理设备大多使用化学药剂进行处理，不但对污水处理不彻底，成本高，还对水源进行了二次污染，不能达到国家的标准要求。
技术实现思路
本专利技术需要解决的问题是提供一种页岩气污水处理装置，该设备方便安装，易于分散在不同井口进行处理，利用燃气发动机余热降低能耗，运行成本低。 为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是:一种页岩气污水处理装置，包括污水入口、电化学撬、预热换热器、余热换热器、蒸发器、蒸汽压缩机、固体废物出口、大气出口、发电机、发动机、天然气入口、蒸馏水出口和管道，所述电化学撬、预热换热器、余热换热器和蒸发器依次通过管道连接，所述电化学撬设有污水入口，所述预热换热器上设有蒸馏水出口，所述余热换热器上设有大气出口，余热换热器与发动机连接，所述发动机上设有天然气入口，所述发动机与发电机连接，所述蒸发器上设有固体废物出口和蒸汽压缩机。 污水依次经过电化学撬、预热换热器、余热换热器和蒸发器等一系列的化学和物理处理过程，将污水中的有机物及盐类以固体形式排出，预热换热器利用蒸发器中的蒸汽将污水进行初步升温；由于页岩气开采井口分散，供电不变，因此采用天然气作为动力源，为燃气发动机和发电机提供动力能源，将燃气发动机的尾气进行回收进入余热换热器，污水的温度得到升高，降低了蒸汽压缩机的使用功率，节省了能源，降低了成本。 进一步，所述蒸发器为MVR蒸发器。 进一步，所述蒸汽压缩机为MVR蒸汽压缩机。 进一步，所述发动机为燃气发动机。 本专利技术具有的优点和积极效果是:该设备为集装箱式，安装方便，由于井口分布不均且分布较偏僻，供电不便，因此采用天然气作为其运行的动力源，易于分散在不同井口进行污水处理，处理的污水能够达到国家标准要求；利用燃气发动机的余热将污水的温度升高，不仅余热得到了利用而且还降低了蒸汽压缩机的使用功率；本设备还具有操作简单、维护少、运行成本低、占地小、投资低等优点。 【附图说明】 图1为本专利技术整体结构示意图。 图中: 1-污水入口，2-电化学橇，3-预热换热器，4-余热换热器，5-蒸发器，6_蒸汽压缩机、7-固体废物出口、8-大气出口、9-发电机、10-发动机、11-天然气入口、12-蒸馏水出口、13-管道。 【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细说明。 如图1所示，本专利技术提供一种页岩气污水处理装置，包括污水入口 1、电化学撬2、预热换热器3、余热换热器4、蒸发器5、蒸汽压缩机6、固体废物出口 7、大气出口 8、发电机 9、发动机10、天然气入口 11、蒸馏水出口 12和管道13，所述电化学撬2、预热换热器3、余热换热器4和蒸发器5依次通过管道13连接，所述电化学撬2设有污水入口 I，所述预热换热器3上设有蒸馏水出口 12，所述余热换热器4上设有大气出口 8，余热换热器4与发动机9连接，所述发动机9上设有天然气入口 11，所述发动机9与发电机9连接，所述蒸发器5上设有固体废物出口 7和蒸汽压缩机6。 所述蒸发器5为MVR蒸发器。 所述蒸汽压缩机6为MVR蒸汽压缩机。 所述发动机9为燃气发动机。 本实例的工作过程:污水先经过初步沉淀后进入电化学撬2进行处理，通过电极反应以及由此而引起的一系列的化学反应、电化学过程和物理过程，达到污染物降解转化的目的，使污水中的COD下降一半，并通过滤网过滤出污水中的固体颗粒物。经过初步处理后的污水进入预热换热器3，换热至80度左右，并将蒸发器5内出来的蒸汽冷凝成达标的蒸馏水排放。经过预热换热器3的污水进入余热换热器4与燃气发动机9产生的高温尾气换热将温度进一步升高至100度，便于其在蒸发器5中蒸发。污水进入蒸发器5蒸发，将污水中的其余有机物及盐类以固体形式排出，进入蒸发器5的污水与经过蒸汽压缩机6增压具有高热量的蒸汽换热，使其气化结晶分离出污染物和水蒸气。如此循环实现对污水的处理，并将能源高效利用。发电机9产生的电能供给电化学撬2和蒸汽压缩机6使用。处理后的水质完全达到国家的要求，固体污染物定期交由国家的固体污染物处理中心处理。由于井口分布不均且较偏僻，供电不便，所以采用燃气发电机9发电，该污水处理装置处理I吨污水需要大约1nm3天然气，而生产100nm 3的天然气产生I吨污水，因此该污水处理装置的损耗天然气的量为天然气的生产量的I %左右，本设备中燃气发电机9的转换效率一般为33%，也就是说还有60%以上的能量以尾热方式浪费，本装置将此余热加以回收，用在MVR蒸发流程中，不仅余热得到了利用而且降低了 MVR蒸汽压缩机6的功率。 以上对本专利技术的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本专利技术的较佳实施例，不能被认为用于限定本专利技术的实施范围。凡依本专利技术申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利技术的专利涵盖范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种页岩气污水处理装置，其特征在于：包括污水入口、电化学撬、预热换热器、余热换热器、蒸发器、蒸汽压缩机、固体废物出口、大气出口、发电机、发动机、天然气入口、蒸馏水出口和管道，所述电化学撬、预热换热器、余热换热器和蒸发器依次通过管道连接，所述电化学撬设有污水入口，所述预热换热器上设有蒸馏水出口，所述余热换热器上设有大气出口，余热换热器与发动机连接，所述发动机上设有天然气入口，所述发动机与发电机连接，所述蒸发器上设有固体废物出口和蒸汽压缩机。

【技术特征摘要】
1.一种页岩气污水处理装置，其特征在于:包括污水入口、电化学撬、预热换热器、余热换热器、蒸发器、蒸汽压缩机、固体废物出口、大气出口、发电机、发动机、天然气入口、蒸馏水出口和管道，所述电化学撬、预热换热器、余热换热器和蒸发器依次通过管道连接，所述电化学撬设有污水入口，所述预热换热器上设有蒸馏水出口，所述余热换热器上设有大气出口，余热换热器与发动机连接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：万云生，郭佳栋，
申请(专利权)人：依水天津环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12