[发明专利]一种用于页岩气返排污水处理的热回收系统

说明书

技术领域

本发明提供一种页岩气返排污水处理节能装置，属于页岩气开发技术领域。

背景技术

目前页岩气的开发技术主要采用的是水力压裂，水力压裂方法是将部分化学物质、水和泥沙的混合物通过高压注入地下井，压裂附近的页岩储层构造，给吸附和游离的页岩气创造了孔裂隙通道，有利于收集页岩气。页岩气藏的储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征，气流的阻力比常规天然气大，页岩气开发所必需的水平井钻井和水力压裂技术耗水量巨大，而且压裂完成后要对压裂液进行返排，返排污水中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，由于页岩气区块分布较散，所以在处理返排污水的过程中会遇到难以统一处理的情况等各种问题，所以页岩气的污水处理一直是个难以解决的问题。

目前，页岩气返排污水处理设备大部分使用的是化学药剂，不仅对污水处理不彻底，成本高，而且还对水源进行了二次污染，达不到国家的标准要求，并且在处理过程中会造成能源浪费的问题。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种用于页岩气返排污水处理的热回收系统，以解决现有页岩气返排污水处理方法造成较大能源浪费的问题。

为解决上述问题，拟采用这样一种用于页岩气返排污水处理的热回收系统，包括换热器、蒸汽发生器和燃气发动机，废水管道与换热器的冷流体入口相连，换热器的冷流体出口通过管道与蒸汽发生器相连，燃气发动机上罩设有集热罩，集热罩的下端与地面之间留有缝隙，集热罩的上端以及蒸汽发生器的蒸汽出口均通过保温管道与换热器的供热流体入口相连，燃气发动机与换热器的供电端相连，为换热器供电。

前述热回收系统中，换热器与蒸汽发生器之间的管道上还设置有蒸汽压缩机，燃气发动机也与蒸汽压缩机的供电端相连，为蒸汽压缩机供电。

前述热回收系统中，保温管道上设置有引风机。

与现有技术相比，本发明利用蒸汽发生器的蒸汽余热和燃气发动机散发的热量将污水的温度升高，余热得到了充分利用，提高了系统能量利用率，节省了能源，降低了成本，开采页岩气的井口一般位置分布较散并且偏僻，不便寻找动力源，因此采用天然气作为其运行的动力源，易于在不同井口进行返排污水处理，处理的污水能够达到国家标准要求。

附图说明

图1是本发明的系统原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

实施例：

参照图1，本实施例提供的一种用于页岩气返排污水处理的热回收系统，包括换热器1、蒸汽发生器2和燃气发动机3，废水管道4与换热器1的冷流体入口相连，换热器1的冷流体出口通过管道5与蒸汽发生器2相连，燃气发动机3上罩设有集热罩5，集热罩5的下端与地面之间留有缝隙，集热罩5的上端以及蒸汽发生器2的蒸汽出口均通过保温管道6与换热器1的供热流体入口相连，燃气发动机3与换热器1的供电端相连，为换热器1供电，换热器1与蒸汽发生器2之间的管道5上还设置有蒸汽压缩机7，燃气发动机3也与蒸汽压缩机7的供电端相连，为蒸汽压缩机7供电，保温管道6上设置有引风机8。

本装置工作原理和过程如下：

经过初步处理后的污水进入换热器1，换热器1利用蒸汽发生器3中蒸汽的余热将返排污水进行升温，高温返排污水经过蒸汽压缩机7增压并与高热量的蒸汽换热，使其气化结晶分离出污染物和水蒸气便于其在蒸汽发生器2中蒸发，进入蒸汽发生器2进一步蒸发，将污水中的其余有机物及盐类以固体形式排出，如此循环实现对返排污水的处理，直至达到国家标准，最后从换热器1的供热流体出口排出。处理后的水质完全达到国家的要求，该污水处理装置处理1吨污水需要大约10-15nm³天然气，该污水处理装置的损耗天然气的量为天然气的生产量的1％左右。该设备安装方便，开采页岩气的井口一般位置分布较散并且偏僻，不便寻找动力源，因此采用天然气作为其运行的动力源，易于在不同井口进行返排污水处理，处理的污水能够达到国家标准要求，利用蒸汽发生器2的蒸汽余热将污水的温度升高，余热得到了利用，降低了蒸汽压缩机7的使用功率，节省了能源，降低了成本。