CN108217795A - 高盐气田水蒸发结晶处理装置 - Google Patents

高盐气田水蒸发结晶处理装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高盐气田水蒸发结晶处理装置，其包括动力***、预热***、脱气***、蒸发冷凝***、蒸汽压缩***、蒸发结晶***、冷凝水回收利用***、结晶制盐***、蒸汽发生***及余热回收***。动力***包括燃气发动机、发电机及供配电机构。预热***包括第一预热器、第二预热器和第三预热器。脱气***包括脱气罐和真空泵。蒸发冷凝***包括浓液循环泵、降膜蒸发器及气液分离器。蒸汽压缩***包括电机、压缩机及喷淋器。蒸发结晶***包括结晶器、卤液循环泵、强制循环蒸发器及蒸汽喷射泵。冷凝水回收利用***包括净化水罐及净化水泵。结晶制盐***包括稠厚器、离心机、母液罐、母液泵及干燥床。蒸汽发生***包括给水泵和余热锅炉。

Description

高盐气田水蒸发结晶处理装置
技术领域
本发明涉及高盐气田水处理领域，尤其涉及一种高盐气田水蒸发结晶处理装置。
背景技术
油气田在开采过程中产生的采出水组分复杂、处理难度大特点，若直接排放会造成严重的环境污染和生态破坏。现有技术尚未形成对气田采出水处理的高效解决方案，实际设计方案多采用独立的锅炉、蒸发处理模块，模块之间耦合性较差，全部装置占地面积大，总体投资高，维护人员多，运行成本高。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高盐气田水蒸发结晶处理装置，其能提高能源利用率并降低成本。
为了实现上述目的，本发明提供了一种高盐气田水蒸发结晶处理装置，其包括动力***、预热***、脱气***、蒸发冷凝***、蒸汽压缩***、蒸发结晶***、冷凝水回收利用***、结晶制盐***、蒸汽发生***以及余热回收***。
动力***包括燃气发动机、发电机以及供配电机构；外部燃气和空气进入燃气发动机燃烧并产生高温的烟气，高温的烟气进入蒸汽发生***；燃气发动机工作并驱动发电机发电，发电机发电的电流通过供配电机构输出。
预热***包括第一预热器、第二预热器和第三预热器，气田水分成两部分并分别进入第一预热器和第二预热器加热，然后再汇合到第三预热器并在第三预热器内加热至饱和状态。
脱气***包括脱气罐和真空泵，经过第三预热器加热后的气田水进入脱气罐并在脱气罐内自上而下流动，同时脱出不凝气，脱出的不凝气在真空泵的抽吸作用下排出。
蒸发冷凝***包括浓液循环泵、降膜蒸发器以及气液分离器；脱气后的气田水进入浓液循环泵增压并形成浓缩液，浓缩液分为两部分，一部分浓缩液进入降膜蒸发器，另一部分浓缩液进入蒸发结晶***；进入降膜蒸发器内的浓缩液吸热并蒸发为气液两相的蒸发液；蒸发液进入气液分离器并分离为二次蒸汽和分离液，分离液从气液分离器排出并在汇入脱气后的气田水后一同进入浓液循环泵增压，所述二次蒸汽从气液分离器排出并进入蒸汽压缩***。
蒸汽压缩***包括电机、压缩机以及喷淋器；电机与供配电机构相连以接收供配电机构输出的电流并驱动压缩机工作；气液分离器分离出二次蒸汽进入压缩机中压缩，压缩后的高压蒸汽进入降膜蒸发器；喷淋器与冷凝水回收利用***相连并设置在压缩机入口处，喷淋器用于将冷凝水回收利用***中的净化水喷入压缩机内；进入降膜蒸发器内的高压蒸汽对降膜蒸发器内的浓缩液加热，然后冷凝后的水流入冷凝水回收利用***，剩余的不凝气携带部分蒸汽从降膜蒸发器流入第三预热器。
蒸发结晶***包括结晶器、卤液循环泵、强制循环蒸发器以及蒸汽喷射泵；浓液循环泵增压后的所述另一部分浓缩液进入强制循环蒸发器中加热，升温后的浓缩液进入结晶器中闪蒸；浓缩液闪蒸后形成的二次蒸汽流入蒸汽喷射泵；闪蒸产生的结晶盐沉积到结晶器底部以形成盐浆，盐浆通过管道进入结晶制盐***；闪蒸剩余的饱和卤液流入卤液循环泵，并在卤液循环泵的驱动下重新进入强制循环蒸发器；蒸汽喷射泵向强制循环蒸发器中喷射热源蒸汽，所述热源蒸汽进入强制循环蒸发器放热并冷凝，冷凝后的水流入冷凝水回收利用***，剩余的不凝气携带部分蒸汽从强制循环蒸发器流入第三预热器。
降膜蒸发器排出的携有蒸汽的不凝气以及强制循环蒸发器排出的携有蒸汽的不凝气进入第三预热器内放热，以将第三预热器内气田水加热至所述饱和状态；不凝气携带的蒸汽在第三预热器中放热后冷凝为水并流入冷凝水回收利用***，剩余的不凝气流入脱气罐，并在脱气罐中自下而上流动以冲击脱气罐内的气田水，从而将气田水内的不凝气吹脱；所有脱气罐内的所有不凝气在真空泵的抽吸作用下排出。
冷凝水回收利用***包括净化水罐以及净化水泵；第三预热器冷凝出的水、降膜蒸发器冷凝出的水以及强制循环蒸发器冷凝出的水流入净化水罐以作为所述净化水；净化水泵与净化水罐相连并将净化水送入第一预热器和喷淋器，流过第一预热器的净化水放热以加热第一预热器内的气田水，喷淋器将净化水喷入压缩机。
结晶制盐***包括稠厚器、离心机、母液罐、母液泵以及干燥床；结晶器形成的盐浆依次进入稠厚器、离心机和干燥床；盐浆在稠厚器中沉降分层，上层的清液流入母液罐，下层的高浓度盐浆进入离心机；高浓度盐浆在离心机中离心脱水并形成湿盐，所述湿盐进入干燥床干燥成粗盐；离心机分离出的浓液流入母液罐并与流入母液罐且来自的稠厚器的清液混合形成混合液；母液泵将母液罐中的混合液送入结晶器重新结晶。
蒸汽发生***包括给水泵和余热锅炉；给水泵连通净化水罐和余热锅炉，并将净化水罐内的净化水送入余热锅炉；燃气发动机排出的高温的烟气流过余热锅炉并加热余热锅炉内的净化水，净化水吸热后产生高压蒸汽，高压蒸汽进入蒸汽喷射泵，并在与进入蒸汽喷射泵内的二次蒸汽混合后形成所述热源蒸汽。
余热回收***包括冷却回路和空气预热器；冷却回路连通燃气发动机和第二预热器，冷却回路内部的冷却水吸收的燃气发动机的热量并热交换给第二预热器内的气田水以加热第二预热器内的气田水；高温的烟气穿过余热锅炉后进入空气预热器并放热，外部的冷空气进入空气预热器并在吸热后进入干燥床。
本发明的有益效果如下：
本发明的高盐气田水蒸发结晶处理装置充分利用燃气发动机的烟气和高温冷却水的余热，热能梯级利用更合理，用能效率高；将烟气加热冷空气形成的热空气作为干燥床的吹脱工质和助燃剂，免去了公用热能资源的消耗；设置在压缩机入口处的喷淋器可以在全部压缩过程中消除蒸汽过热，防止压缩机高温损坏；通过设置第三预热器既可以回收不凝气中热量，又可回收不凝气所携带的蒸汽；将回收蒸汽后剩余的不凝气作为脱气罐的加热和吹脱工质，即充分回收了不凝气的显热，又能高效的排出***；设置蒸汽喷射泵既能全部回收结晶器排出二次蒸汽的潜热，又可节省余热锅炉产生的高压蒸汽的消耗量，大大降低了运行成本。
附图说明
图1为根据本发明的高盐气田水蒸发结晶处理装置的示意图。
其中，附图标记说明如下：
1动力*** 6蒸发结晶***
11燃气发动机 61结晶器
12发电机 62卤液循环泵
13供配电机构 63强制循环蒸发器
2预热*** 64蒸汽喷射泵
21第一预热器 7冷凝水回收利用***
22第二预热器 71净化水罐
23第三预热器 72净化水泵
3脱气*** 8结晶制盐***
31脱气罐 81稠厚器
32真空泵 82离心机
4蒸发冷凝*** 83母液罐
41浓液循环泵 84母液泵
42降膜蒸发器 85干燥床
43气液分离器 9蒸汽发生***
5蒸汽压缩*** 91给水泵
51电机 92余热锅炉
52压缩机 A余热回收***
53喷淋器 A1冷却回路
54湿度检测器 A2空气预热器
具体实施方式
下面参照附图来详细说明本发明的高盐气田水蒸发结晶处理装置。
参照图1，根据本发明的高盐气田水蒸发结晶处理装置包括动力***1、预热***2、脱气***3、蒸发冷凝***4、蒸汽压缩***5、蒸发结晶***6、冷凝水回收利用***7、结晶制盐***8、蒸汽发生***9以及余热回收***A。
动力***1包括燃气发动机11、发电机12以及供配电机构13；外部燃气和空气进入燃气发动机11燃烧并产生高温的烟气，高温的烟气进入蒸汽发生***9；燃气发动机11工作并驱动发电机12发电，发电机12发电的电流通过供配电机构13输出。
预热***2包括第一预热器21、第二预热器22和第三预热器23，气田水分成两部分并分别进入第一预热器21和第二预热器22加热，然后再汇合到第三预热器23并在第三预热器23内加热至饱和状态。
脱气***3包括脱气罐31和真空泵32，经过第三预热器23加热后的气田水进入脱气罐31并在脱气罐31内自上而下流动，同时脱出不凝气，脱出的不凝气在真空泵32的抽吸作用下排出。
蒸发冷凝***4包括浓液循环泵41、降膜蒸发器42以及气液分离器43；脱气后的气田水进入浓液循环泵41增压并形成浓缩液，浓缩液分为两部分，一部分浓缩液进入降膜蒸发器42，另一部分浓缩液进入蒸发结晶***6；进入降膜蒸发器42内的浓缩液吸热并蒸发为气液两相的蒸发液；蒸发液进入气液分离器43并分离为二次蒸汽和分离液，分离液从气液分离器43排出并在汇入脱气后的气田水后一同进入浓液循环泵41增压，所述二次蒸汽从气液分离器43排出并进入蒸汽压缩***5。
蒸汽压缩***5包括电机51、压缩机52以及喷淋器53；电机51与供配电机构13相连以接收供配电机构13输出的电流并驱动压缩机52工作；气液分离器43分离出二次蒸汽进入压缩机52中压缩，压缩后的高压蒸汽进入降膜蒸发器42；喷淋器53与冷凝水回收利用***7相连并设置在压缩机52入口处，喷淋器53用于将冷凝水回收利用***7中的净化水喷入压缩机52内；进入降膜蒸发器42内的高压蒸汽对降膜蒸发器42内的浓缩液加热，然后冷凝后的水流入冷凝水回收利用***7，剩余的不凝气携带部分蒸汽从降膜蒸发器42流入第三预热器23。
蒸发结晶***6包括结晶器61、卤液循环泵62、强制循环蒸发器63以及蒸汽喷射泵64；浓液循环泵41增压后的所述另一部分浓缩液进入强制循环蒸发器63中加热，升温后的浓缩液进入结晶器61中闪蒸；浓缩液闪蒸后形成的二次蒸汽流入蒸汽喷射泵64；闪蒸产生的结晶盐沉积到结晶器61底部以形成盐浆，盐浆通过管道进入结晶制盐***8；闪蒸剩余的饱和卤液流入卤液循环泵62，并在卤液循环泵62的驱动下重新进入强制循环蒸发器63；蒸汽喷射泵64向强制循环蒸发器63中喷射热源蒸汽，所述热源蒸汽进入强制循环蒸发器63放热并冷凝，冷凝后的水流入冷凝水回收利用***7，剩余的不凝气携带部分蒸汽从强制循环蒸发器63流入第三预热器23。
降膜蒸发器42排出的携有蒸汽的不凝气以及强制循环蒸发器63排出的携有蒸汽的不凝气进入第三预热器23内放热，以将第三预热器23内气田水加热至所述饱和状态；不凝气携带的蒸汽在第三预热器23中放热后冷凝为水并流入冷凝水回收利用***7，剩余的不凝气流入脱气罐31，并在脱气罐31中自下而上流动以冲击脱气罐31内的气田水，从而将气田水内的不凝气吹脱；所有脱气罐31内的所有不凝气在真空泵32的抽吸作用下排出。
冷凝水回收利用***7包括净化水罐71以及净化水泵72；第三预热器23冷凝出的水、降膜蒸发器42冷凝出的水以及强制循环蒸发器63冷凝出的水流入净化水罐71以作为所述净化水；净化水泵72与净化水罐71相连并将净化水送入第一预热器21和喷淋器53，流过第一预热器21的净化水放热以加热第一预热器21内的气田水，喷淋器53将净化水喷入压缩机52。
结晶制盐***8包括稠厚器81、离心机82、母液罐83、母液泵84以及干燥床85；结晶器61形成的盐浆依次进入稠厚器81、离心机82和干燥床85；盐浆在稠厚器81中沉降分层，上层的清液流入母液罐83，下层的高浓度盐浆进入离心机82；高浓度盐浆在离心机82中离心脱水并形成湿盐，所述湿盐进入干燥床85干燥成粗盐；离心机82分离出的浓液流入母液罐83并与流入母液罐83且来自的稠厚器81的清液混合形成混合液；母液泵84将母液罐83中的混合液送入结晶器61重新结晶。
蒸汽发生***9包括给水泵91和余热锅炉92；给水泵91连通净化水罐71和余热锅炉92，并将净化水罐71内的净化水送入余热锅炉92；燃气发动机11排出的高温的烟气流过余热锅炉92并加热余热锅炉92内的净化水，净化水吸热后产生高压蒸汽，高压蒸汽进入蒸汽喷射泵64，并在与进入蒸汽喷射泵64内的二次蒸汽混合后形成所述热源蒸汽。
余热回收***A包括冷却回路A1和空气预热器A2；冷却回路A1连通燃气发动机11和第二预热器22，冷却回路A1内部的冷却水吸收的燃气发动机11的热量并热交换给第二预热器22内的气田水以加热第二预热器22内的气田水；高温的烟气穿过余热锅炉92后进入空气预热器A2并放热，外部的冷空气进入空气预热器A2并在吸热后进入干燥床85。冷却水冷却燃气发动机11后吸热升温，然后进入第二预热器222内放热降温，降温后重新流入燃气发动机11以进行下一个循环。
本发明的高盐气田水蒸发结晶处理装置以燃气发动机11做功发电提供动力来源，驱动压缩机52和机泵(给水泵91、浓液循环泵41等)；以燃气发动机11的高温冷却水作为预热热源，采用机械压缩蒸发技术对气田水进行蒸发处理，并在回收大量的冷凝水后，产生部分浓缩液；然后再利用余热锅炉92回收燃气发动机11做功后剩余的高温烟气的热量并产生高压蒸汽，以此高压蒸汽作为驱动蒸汽喷射泵64的动力蒸汽；采用热力压缩蒸发技术对浓缩液进行进一步蒸发结晶处理，并在回收大量的冷凝水后排出部分盐浆；最后再利用燃气做功所发的部分电能驱动离心机82和母液泵84，对盐浆进行增稠、脱水处理产生湿盐；采用余热锅炉92排出的中温烟气(120℃-180℃)加热环境冷空气，进而产生热空气，以热空气为热源对湿盐进行干燥除湿产生粗盐。
具体地，本发明的高盐气田水蒸发结晶处理装置对高盐气田水的处理步骤如下：
(1)预热脱气：进料的气田水分为两路同时进入到第一预热器21和第二预热器22进行加热，受热后的气田水再进入到第三预热器23汇合，并受到来自降膜蒸发器42和强制循环蒸发器63所排出携有蒸汽的不凝气体加热，然后进入到脱气罐31中喷淋雾化，形成饱和水并从上至下流动，流动过程受到底部不凝气体(来自第三预热器23)的接触传热，并吹脱掉饱和气田水中的不凝成分。
(2)循环蒸发：脱气罐31底部流出的饱和气田水则与气液分离器43底部排出的分离液汇合后进入到浓液循环泵41增压后，形成浓缩液并分为两路，其中一路浓缩液从顶部进入到降膜蒸发器42中并在其中受热蒸发形成气液两相的蒸发液，该股蒸发液再进入到气液分离器43中，并在其中进行气液两相分离，由气液分离器43底部排出的分离液，则在与升温脱气后的气田水混合后进行下一次循环。
(3)压缩冷凝：气液分离器43中分出的二次蒸汽进入到压缩机52中，压缩过程中同时受到喷淋器53喷水增湿，从而保证压缩蒸汽始终处于饱和状态，压缩机52出口形成饱和的高压蒸汽；该股高压蒸汽接着进入到降膜蒸发器42，并在降膜蒸发器42中释放热量后冷凝下来并回流到净化水罐71中。剩余的不凝气则夹带部分蒸汽进入到第三预热器23加热气田水，残余蒸汽冷凝下来并回流到净化水罐71中。剩余的不凝气再进入到脱气罐31中加热吹脱饱和气田水并携带脱出的不凝气从脱气罐31顶部进入到真空泵32，最后排入大气。
(4)冷凝水回用：净化水罐71中存储的一部分净化水在经过净化水泵72增压后分为两路，一路净化水进入第一预热器21加热气田水并在释放热量后排出***，另外一路净化水进入到喷淋器53中为过热的蒸汽增湿减温。另外一部分净化水则在经过给水泵91增压后进入余热锅炉92，吸热产生的高压蒸汽作为蒸汽喷射泵64的动力蒸汽。
(5)浓缩结晶：由浓液循环泵41排出的另外一路浓缩液在与卤液循环泵62增压后的饱和卤液汇合后进入到强制循环蒸发器63中受热，再进入到结晶器61中，并在其中进行闪蒸、气液两相分离并结晶，其中的结晶部分在结晶器61底部形成盐浆并由结晶器61底部的排管排出，中下部的排管排出饱和卤液则在与蒸发冷凝***4来的浓缩液混合后进行下一次循环。
(6)干燥制盐：由结晶器61排出的盐浆则进入到稠厚器81中重力沉降并分层，底部的高浓度盐浆排出并进入离心机82中离心脱水，进而形成湿盐；湿盐进入到干燥床85内受到底部热空气的加热和吹脱，将湿盐中的水分全部吹脱出来并排入大气，最后由干燥床85产出的固形物即为粗盐产品。稠厚器81上层的清液和离心机82排出的浓液再回流到母液罐83中收集，并在通过母液泵84增压后回到结晶器61进行下一次结晶制盐。
本发明的高盐气田水蒸发结晶处理装置对燃气发动机11热能的利用步骤为：
(1)燃气发电供热：由加热后的助燃空气和燃气进入到燃气发动机11中燃烧后产生高温高压烟气，该烟气推动发电机12做功发电，为***自控和机泵***供电；做功后剩余的烟气以(400℃-600℃)的高温离开，并进入到余热锅炉92中作为热源加热净化水以形成高压蒸汽，该股高压蒸汽可作为动力蒸汽驱动蒸汽喷射泵64工作。
(2)冷却水余热回收：由燃气发动机11排出的高温冷却水进入第二预热器22，并在对气田水加热后降温，然后再回到燃气发动机11进行循环冷却。
(3)烟气余热回收。由余热锅炉92排出的中温烟气(120℃-180℃)，经过空气预热器A2，并在加热冷空气后再排入大气。加热后的空气分别进入干燥床85去干燥湿盐并吹脱其中的水份和杂质，然后排入大气。
综上所述，本发明的高盐气田水蒸发结晶处理装置充分利用燃气发动机11的烟气和高温冷却水的余热，热能梯级利用更合理，用能效率高；将烟气加热冷空气形成的热空气作为干燥床85的吹脱工质和助燃剂，免去了公用热能资源的消耗；设置在压缩机52入口处的喷淋器53可以在全部压缩过程中消除蒸汽过热，防止压缩机52高温损坏；通过设置第三预热器23既可以回收不凝气中热量，又可回收不凝气所携带的蒸汽；将回收蒸汽后剩余的不凝气作为脱气罐31的加热和吹脱工质，即充分回收了不凝气的显热，又能高效的排出***；设置蒸汽喷射泵64既能全部回收结晶器61排出二次蒸汽的潜热，又可节省余热锅炉92产生的高压蒸汽的消耗量，大大降低了运行成本。
本发明的高盐气田水蒸发结晶处理装置适用于现场有丰富清洁能源的高盐高硬废水的处理工程。例如，可用于处理井场气田采出水。
本发明的高盐气田水蒸发结晶处理装置以井场自有的天然气作为能源，以燃气发动机11和余热锅炉92为主要供能设备，以压缩机52的机械压缩和蒸汽喷射泵64的热力喷射为主要工艺，通过燃气能量的热-电输出优化配置和对烟气、高温冷却水等余热充分利用，驱动气田水的高效蒸发浓缩和结晶制盐，从而实现热能的高效梯级利用，缩小装置规模和减少中间过程，减少综合运行能耗，降低整体水处理综合运行成本。由于最终产品主要为净化水和粗盐，整个采出水的处理接近零排放。另外，本发明的高盐气田水蒸发结晶处理装置主要依靠自身实现热、电联供，外部能耗依赖较少，运行成本低，独立性较强；工况适应性好，装置紧凑占地小，维护人员少，投资额度低，易于实现。
所述外部燃气为气田自产的天然气、凝析气、页岩气或石油伴生气，当然，也可为外部供应的压缩天然气、液化天然气等甲烷含量较高的气体。
燃气发动机11可微燃机、燃气轮机或者内燃机，具体取决于现场处理规模。
压缩机52可以为罗茨式压缩机、离心式压缩机、风机、螺杆式压缩机或往复式压缩机，具体取决于蒸发量和增压比。
燃气发动机11其主要目的在于将外界的燃气和热空气引入到燃气发动机11，利用燃气燃烧对外做功，从而将燃气化学能转化为动能。发电机12用于将燃气所做的功转化为交流电。供配电***则包括变压器、供电线路、发电机供电柜、负载配电柜，主要用于于对交流电进行整流变压等处理，并按照需求参数向负载供电。燃气在燃气发动机11内进行高温燃烧后产生高温烟气，通过对外做功，燃气的内能部分转为动能并驱动发电机12工作，进而产生高品位的交流电；通过供电线路和供电电柜，将交流电变为具有一定电压的稳定的电力输出，并通过配电柜作为接口，将电能转化为机泵需要的参数输出给用电设备。
第一预热器21为净化水—气田水换热器，其目的在于利用净化水加热部分气田水，从而回收净化水余热。第二预热器22为冷却水—气田水换热器，其目的在于利用燃气发动机11排出的高温冷却水加热部分进料气田水，从而回收冷却水的余热。第三预热器23为不凝气—气田水换热器，其目的在于利用携带部分水蒸汽的高温不凝气加热气田水，使得气田水达到饱和状态，从而回收不凝气体的余热和回收部分冷凝水。脱气罐31的目的在于将气田水通过喷淋雾化变为小液滴，使其向下流动并受到从下向上流动的不凝气的冲击，通过传热传质使得部分液滴蒸发，降低气田水中不凝气体的溶解度，从而将气田水中的CO2、O2、N2、H2S、有机挥发分等不凝气体全部吹脱，并通过脱气罐31罐顶排出***，脱气罐31底部收集到脱气后的气田水。
第一预热器21和第二预热器22可为板式换热器或管壳式换热器，第三预热器23为管壳式换热器。
脱气罐31可以为热力式脱气罐、真空除氧器或鼓风式脱气罐。
降膜蒸发器42其目的在于将部分浓缩液蒸发出来并产生含有气液两相流的蒸发液，同时将经过压缩机52增压后的蒸汽冷凝下来。气液分离器43其目的在于将蒸发液进行气液分离，其内部安装有丝网除沫器和折流板，用于除去二次蒸汽夹带的雾沫，捕沫产生的水回流到气液分离器43底部的分离液中，从而消除二次蒸汽携带液量，降低分离液的泡沫量。所述浓液循环泵41主要采用低扬程大流量的化工泵，其目的在于为混合后的浓缩液提供动能，使其克服流阻并按照一定流速循环流动。
降膜蒸发器42为竖管降膜蒸发器、板式降膜蒸发器或者横管降膜蒸发器；
气液分离器43可以为立式气液分离器、卧式气液分离器、重力式气液分离器或者旋风式气液分离器。
压缩机52主要目的在于将气液分离器中分离出来的二次蒸汽吸入压缩机52中进行增压并升温。电机51主要将供电电能转化为压缩机52所需要的机械能。喷淋器53用于对二次蒸汽喷淋净化水以消除蒸汽的过热度。
电机51可以为三相同步电机、三相异步电机、变频电机、高转差电机、永磁无刷电机、开关磁阻电机。
喷淋器53在压缩机52的入口处喷水减温，使进入压缩机52的二次蒸汽在过热度消除后再进行压缩增压升温；喷入压缩机52的减温水吸收过热蒸汽的显热进而汽化变为饱和蒸汽，减少了蒸汽过热度，降低了蒸汽温度，并变为高压饱和蒸汽排出压缩机52，消除过热度后的蒸汽传热效果更好。由于喷淋器53在压缩机52的入口处喷水减温，所以更能保证蒸汽在整个压缩过程中不会出现过热度太高，避免过热损坏压缩部件，从而延长了压缩机52使用寿命。
优选地，蒸汽压缩***5还包括湿度检测器54，检测压缩机52出口处的湿度并反馈控制喷淋器53的喷水量。湿度检测器54对压缩机52出口蒸汽的含湿量进行检测，并通过PLC控制柜控制喷淋器53的减温水输送流量(即喷水量)。湿度检测器54检测到多余液态水则表明蒸汽已达到干饱和状态，其过热度已完全消除。由于湿度检测器54只需检测一个参数(湿度)，所以检测成本低；只需检测是否出现液态水，精度要求低；无需对检测参数进行计算，检测更为灵敏快捷；即使由于湿度检测器54失灵而导致喷入多余的水分，所述多余水分也会通过压缩机52底部的排水装置排出，保证压缩机52出口蒸汽为饱和状态，并使压缩机52始终处于安全状态。
结晶器61采用立式的分离器，其目的在于将高温高浓缩的盐溶液进行闪蒸和结晶，并进行汽、液两相分离。结晶器61顶部安装有除沫丝网和折流板，其目的在于降低二次蒸汽夹带雾沫。卤液循环泵62用于将结晶后余下的饱和卤液进行增压以为后续流动提供动力。强制循环蒸发器63用于对循环的卤液加热升温，为二次蒸汽的产生提供给足够的热能。蒸汽喷射泵64的目的在于利用高压动力蒸汽回收结晶器61排出的二次蒸汽，进而产生强制对流蒸发器63的热源蒸汽。
强制循环蒸发器63可以为立式或者卧式。蒸汽喷射泵64的蒸汽增压比为1.2～2.5。
结晶器61顶部排出的二次蒸汽进入到蒸汽喷射泵64的引射口作为卷吸蒸汽，由余热锅炉92产生的高压蒸汽则作为动力蒸汽以卷吸所述二次蒸汽，进而产生中压的热源蒸汽，该股热源蒸汽作为强制性循环蒸发器63的热源。
稠厚器81通过重力作用沉降盐浆中的浓缩悬浮的固体，形成高浓度盐浆；离心机82通过高速离心作用脱除高浓度盐浆中的水分，形成湿盐。干燥床85用于吹脱湿盐中的水分和杂质。存储在母液罐83中的混合液积累一定量的时候，在母液泵84的推动作用下回流到结晶器61中继续循环受热分水和结晶。
余热锅炉92主要用于将燃气发动机11排出的高温(400℃-600℃)烟气作为热源为给净化水提供热量。空气预热器A2主要用于利用余热锅炉92排出的中温(120℃-180℃)烟气作为热源为冷空气的加热提供热量。第二预热器22用于将发动机排出的高温冷却水(80℃)作为热源给气田水提供热量。
真空泵32主要用于将脱气罐31中累积的不凝气排出***，并维持***设备的真空度。

Claims (10)

1.一种高盐气田水蒸发结晶处理装置，其特征在于，包括动力***(1)、预热***(2)、脱气***(3)、蒸发冷凝***(4)、蒸汽压缩***(5)、蒸发结晶***(6)、冷凝水回收利用***(7)、结晶制盐***(8)、蒸汽发生***(9)以及余热回收***(A)；
动力***(1)包括燃气发动机(11)、发电机(12)以及供配电机构(13)；外部燃气和空气进入燃气发动机(11)燃烧并产生高温的烟气，高温的烟气进入蒸汽发生***(9)；燃气发动机(11)工作并驱动发电机(12)发电，发电机(12)发电的电流通过供配电机构(13)输出；
预热***(2)包括第一预热器(21)、第二预热器(22)和第三预热器(23)，气田水分成两部分并分别进入第一预热器(21)和第二预热器(22)加热，然后再汇合到第三预热器(23)并在第三预热器(23)内加热至饱和状态；
脱气***(3)包括脱气罐(31)和真空泵(32)，经过第三预热器(23)加热后的气田水进入脱气罐(31)并在脱气罐(31)内自上而下流动，同时脱出不凝气，脱出的不凝气在真空泵(32)的抽吸作用下排出；
蒸发冷凝***(4)包括浓液循环泵(41)、降膜蒸发器(42)以及气液分离器(43)；脱气后的气田水进入浓液循环泵(41)增压并形成浓缩液，浓缩液分为两部分，一部分浓缩液进入降膜蒸发器(42)，另一部分浓缩液进入蒸发结晶***(6)；进入降膜蒸发器(42)内的浓缩液吸热并蒸发为气液两相的蒸发液；蒸发液进入气液分离器(43)并分离为二次蒸汽和分离液，分离液从气液分离器(43)排出并在汇入脱气后的气田水后一同进入浓液循环泵(41)增压，所述二次蒸汽从气液分离器(43)排出并进入蒸汽压缩***(5)；
蒸汽压缩***(5)包括电机(51)、压缩机(52)以及喷淋器(53)；电机(51)与供配电机构(13)相连以接收供配电机构(13)输出的电流并驱动压缩机(52)工作；气液分离器(43)分离出二次蒸汽进入压缩机(52)中压缩，压缩后的高压蒸汽进入降膜蒸发器(42)；喷淋器(53)与冷凝水回收利用***(7)相连并设置在压缩机(52)入口处，喷淋器(53)用于将冷凝水回收利用***(7)中的净化水喷入压缩机(52)内；进入降膜蒸发器(42)内的高压蒸汽对降膜蒸发器(42)内的浓缩液加热，然后冷凝后的水流入冷凝水回收利用***(7)，剩余的不凝气携带部分蒸汽从降膜蒸发器(42)流入第三预热器(23)；
蒸发结晶***(6)包括结晶器(61)、卤液循环泵(62)、强制循环蒸发器(63)以及蒸汽喷射泵(64)；浓液循环泵(41)增压后的所述另一部分浓缩液进入强制循环蒸发器(63)中加热，升温后的浓缩液进入结晶器(61)中闪蒸；浓缩液闪蒸后形成的二次蒸汽流入蒸汽喷射泵(64)；闪蒸产生的结晶盐沉积到结晶器(61)底部以形成盐浆，盐浆通过管道进入结晶制盐***(8)；闪蒸剩余的饱和卤液流入卤液循环泵(62)，并在卤液循环泵(62)的驱动下重新进入强制循环蒸发器(63)；蒸汽喷射泵(64)向强制循环蒸发器(63)中喷射热源蒸汽，所述热源蒸汽进入强制循环蒸发器(63)放热并冷凝，冷凝后的水流入冷凝水回收利用***(7)，剩余的不凝气携带部分蒸汽从强制循环蒸发器(63)流入第三预热器(23)；
降膜蒸发器(42)排出的携有蒸汽的不凝气以及强制循环蒸发器(63)排出的携有蒸汽的不凝气进入第三预热器(23)内放热，以将第三预热器(23)内气田水加热至所述饱和状态；不凝气携带的蒸汽在第三预热器(23)中放热后冷凝为水并流入冷凝水回收利用***(7)，剩余的不凝气流入脱气罐(31)，并在脱气罐(31)中自下而上流动以冲击脱气罐(31)内的气田水，从而将气田水内的不凝气吹脱；所有脱气罐(31)内的所有不凝气在真空泵(32)的抽吸作用下排出；
冷凝水回收利用***(7)包括净化水罐(71)以及净化水泵(72)；第三预热器(23)冷凝出的水、降膜蒸发器(42)冷凝出的水以及强制循环蒸发器(63)冷凝出的水流入净化水罐(71)以作为所述净化水；净化水泵(72)与净化水罐(71)相连并将净化水送入第一预热器(21)和喷淋器(53)，流过第一预热器(21)的净化水放热以加热第一预热器(21)内的气田水，喷淋器(53)将净化水喷入压缩机(52)；
结晶制盐***(8)包括稠厚器(81)、离心机(82)、母液罐(83)、母液泵(84)以及干燥床(85)；结晶器(61)形成的盐浆依次进入稠厚器(81)、离心机(82)和干燥床(85)；盐浆在稠厚器(81)中沉降分层，上层的清液流入母液罐(83)，下层的高浓度盐浆进入离心机(82)；高浓度盐浆在离心机(82)中离心脱水并形成湿盐，所述湿盐进入干燥床(85)干燥成粗盐；离心机(82)分离出的浓液流入母液罐(83)并与流入母液罐(83)且来自的稠厚器(81)的清液混合形成混合液；母液泵(84)将母液罐(83)中的混合液送入结晶器(61)重新结晶；
蒸汽发生***(9)包括给水泵(91)和余热锅炉(92)；给水泵(91)连通净化水罐(71)和余热锅炉(92)，并将净化水罐(71)内的净化水送入余热锅炉(92)；燃气发动机(11)排出的高温的烟气流过余热锅炉(92)并加热余热锅炉(92)内的净化水，净化水吸热后产生高压蒸汽，高压蒸汽进入蒸汽喷射泵(64)，并在与进入蒸汽喷射泵(64)内的二次蒸汽混合后形成所述热源蒸汽；
余热回收***(A)包括冷却回路(A1)和空气预热器(A2)；冷却回路(A1)连通燃气发动机(11)和第二预热器(22)，冷却回路(A1)内部的冷却水吸收的燃气发动机(11)的热量并热交换给第二预热器(22)内的气田水以加热第二预热器(22)内的气田水；高温的烟气穿过余热锅炉(92)后进入空气预热器(A2)并放热，外部的冷空气进入空气预热器(A2)并在吸热后进入干燥床(85)。
2.根据权利要求1所述的高盐气田水蒸发结晶处理装置，其特征在于，供配电机构(13)包括变压器、供电线路、发电机供电柜、负载配电柜；
燃气发动机(11)为微燃机、燃气轮机或者内燃机；
所述外部燃气为气田自产的天然气、凝析气、页岩气或石油伴生气。
3.根据权利要求1所述的高盐气田水蒸发结晶处理装置，其特征在于，第一预热器(21)和第二预热器(22)为板式换热器或管壳式换热器，第三预热器(23)为管壳式换热器。
4.根据权利要求1所述的高盐气田水蒸发结晶处理装置，其特征在于，脱气罐(31)可以为热力式脱气罐、真空除氧器或鼓风式脱气罐。
5.根据权利要求1所述的高盐气田水蒸发结晶处理装置，其特征在于，
降膜蒸发器(42)为竖管降膜蒸发器、板式降膜蒸发器或者横管降膜蒸发器；
气液分离器(43)可以为立式气液分离器、卧式气液分离器、重力式气液分离器或者旋风式气液分离器。
6.根据权利要求1所述的高盐气田水蒸发结晶处理装置，其特征在于，气液分离器(43)内部设有丝网除沫器和折流板。
7.根据权利要求1所述的高盐气田水蒸发结晶处理装置，其特征在于，蒸汽压缩***(5)还包括湿度检测器(54)，检测压缩机(52)出口处的湿度并反馈控制喷淋器(53)的喷水量。
8.根据权利要求1所述的高盐气田水蒸发结晶处理装置，其特征在于，压缩机(52)可以为罗茨式压缩机、离心式压缩机、风机、螺杆式压缩机或往复式压缩机。
9.根据权利要求1所述的高盐气田水蒸发结晶处理装置，其特征在于，蒸汽喷射泵(64)的蒸汽增压比为1.2～2.5。
10.根据权利要求1所述的高盐气田水蒸发结晶处理装置，其特征在于，强制循环蒸发器(63)为立式或卧式。
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