[发明专利]一种页岩气压裂返排液絮凝处理反应器

说明书

本发明公开的一种页岩气压裂返排液絮凝处理反应器，涉及絮凝反应器技术领域。该反应器包括一级絮凝反应室、二级絮凝反应室、三级絮凝反应室和溢流收集槽；一级絮凝反应室两侧对称连接有第一进水管和第二进水管，两个进水管以相反流向切向进入一级絮凝反应室，形成撞击流，产生撞击流絮凝反应；二级絮凝反应室为旋转流絮凝反应室；三级絮凝反应室为升推流絮凝反应室；一级絮凝反应室、二级絮凝反应室、三级絮凝反应室容积逐级增大。本发明采用多种颗粒碰撞方式、多级速度梯度强化絮凝反应、反应器主流容积逐级放大的结构设计，提高了絮凝效率，缩短了絮凝时间，降低了运行成本，解决了页岩气压裂返排液微细颗粒和胶体脱稳、絮凝的问题。

技术领域

本发明涉及絮凝反应器技术领域，具体涉及一种页岩气压裂返排液絮凝处理反应器。

背景技术

页岩气是非常规天然气战略清洁低碳资源，页岩气开发中产生的压裂返排液组分复杂、悬浮物含量高、有机物含量高、矿化度高，处理难度大。减少页岩气资源开发水资源消耗量，合理处理处置体量大、复杂难处理的压裂返排液已成为页岩气规模化、可持续开发的瓶颈问题之一。现有页岩气压裂返排液处理存在工艺流程长、效率低、成本偏高等问题，开发先进、高效的页岩气压裂返排液处理技术、设备及工艺。

国内处理页岩气压裂返排液的主要方式为自然风干和深井回注，深井回注前预处理主要采用加药混凝、过滤等方法。近年来，国内加大了处理技术研发力度，采用絮凝沉降、氧化、吸附等技术处理后回用，也开发了一些模块化移动式处理设备。国内页岩气压裂返排液处理技术总体上还处于研究和应用起步阶段，随着国内页岩气的大规模开发，压裂配液用水和返排液处理已成为制约页岩气发展瓶颈。

絮凝是页岩气压裂返排液处理技术中不可缺少的处理环节，其效果对后续工艺的处理效果、运行工况和费用成本具有直接的影响。但由于页岩气压裂返排液组分复杂、悬浮物含量高、有机物含量高，处理难度大，因此，亟需发展高效絮凝反应器。

发明内容

鉴于此，本发明公开了一种页岩气压裂返排液絮凝处理反应器，以解决页岩气压裂返排液微细颗粒和胶体脱稳、絮凝的问题。

根据本发明的目的提出的一种页岩气压裂返排液絮凝处理反应器，包括依次相连的一级絮凝反应室、二级絮凝反应室和三级絮凝反应室以及设置于三级絮凝反应室外的溢流收集槽；所述一级絮凝反应室为撞击流絮凝反应室，其两侧对称连接有第一进水管和第二进水管，页岩气压裂返排液通过离心泵增压分流后，分别通过两个进水管以相反流向、对称切向进入一级絮凝反应室，形成撞击流，产生撞击流絮凝反应；所述二级絮凝反应室为旋转流絮凝反应室，其与一级絮凝反应室的连接处设有第一导流板，经过撞击流絮凝反应的页岩气压裂返排液通过第一导流板进入二级絮凝反应室产生旋转流絮凝反应；所述三级絮凝反应室为升推流絮凝反应室，其与二级絮凝反应室的连接处设有第二导流板，经过旋转流絮凝反应的页岩气压裂返排液通过第二导流板进入三级絮凝反应室产生升推流絮凝反应；经过升推流絮凝反应的含有絮体的页岩气压裂返排液在反应器顶部形成溢流，进入溢流收集槽排出；所述一级絮凝反应室、二级絮凝反应室、三级絮凝反应室容积逐级增大。

优选的，所述第一进水管和第二进水管与一级絮凝反应室切向相连，第一进水管和第二进水管中页岩气压裂返排液分别以顺时针、逆时针切向进入一级絮凝反应室。

优选的，所述第一导流板设置于一级絮凝反应室上边缘，与水平面夹角为30°～45°，数量为3～6片，整体呈倒锥型。

优选的，所述第二导流板设置于二级絮凝反应室上边缘，与水平面夹角为30°～45°，数量为5～10片，整体呈倒锥型。

优选的，所述一级絮凝反应室、二级絮凝反应室、三级絮凝反应室的容积比为1:4:16。

与现有技术相比，本发明公开的一种页岩气压裂返排液絮凝处理反应器的优点是：