一种含硫气田污水自动除硫装置和方法与流程

1.本发明涉及一种含硫气田污水自动除硫装置和方法，属于含硫气田污水处理领域。


背景技术：

2.含硫气井在测试及正常生产过程中，返排液及采出水中通常会溶解着大量的硫化氢。由于溶解的硫化氢性质不稳定，随着压力、温度等变化以及搅动等协同作用下，硫化氢以气态的方式逸出，给污水的储存及转运带了一定的安全风险。
3.近几年来，各大油气田已经在陆续开展含硫污水除硫技术的研究，如化学除硫、生物除硫、负压气提等。同时，依托除硫技术的研究，形成了不同的技术方法和装置，有效解决了该问题。然而现有的方法应用于现场时存在两个问题：
4.第一、硫化氢含量波动时，需要人工调整工艺参数才能保证彻底除硫，存在操作频繁、及时性及灵活性差等问题；第二、整个除硫工艺的流程较长，操作复杂、投资较高。


技术实现要素：

5.针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种含硫气田污水自动除硫装置和方法，利用监测仪器和处理终端实现对硫化氢含量的自动监测和加药制度的自动调整，同时优化改进加注和混合方式，提高除硫效率。
6.根据本发明的一个方面，提出了一种含硫气田污水自动除硫装置，包括：
7.进水管，所述进水管接入含硫的污水；
8.连接所述进水管的前置监测管路，所述前置监测管路监测污水的ph值、流量、压力和硫化物含量；
9.连接所述前置监测管路的处理管路，所述处理管路在污水中加入碱液和除硫药剂，除去污水中硫化物；以及
10.连接所述处理管路的后置监测管路，所述后置监测管路监测处理后的污水的ph值和硫化物含量；
11.其中，所述前置监测管路与后置监测管路的监测数据通过终端处理器自动控制添加碱液和除硫药剂的量。
12.本发明的进一步改进在于，所述处理管路的前部连接有碱液添加装置和除硫药剂添加装置，后部设置有混合器。
13.本发明的进一步改进在于，所述碱液添加装置包括存储碱液的碱液储罐，所述碱液储罐连接所述处理管路的管线上设置有第一隔膜计量泵，所述第一隔膜计量泵的后端设置有第一回止阀。
14.本发明的进一步改进在于，所述除硫药剂添加装置包括至少一个除硫药剂储罐，所述除硫药剂储罐连接所述处理管路的管线上设置有第二隔膜计量泵，所述第二隔膜计量泵的后端设置有第二回止阀。
15.本发明的进一步改进在于，所述前置监测管路上设置有用于监测污水的ph值的第一在线ph值监测仪和监测污水的硫化物含量的第一硫化物监测仪。
16.本发明的进一步改进在于，所述前置监测管路上还设置有无线压力变送器，以及电磁流量计。
17.本发明的进一步改进在于，所述后置监测管路上设置有用于监测污水的ph值的第二在线ph值监测仪和监测污水的硫化物含量的第二硫化物监测仪。
18.本发明的另一个方面，提出了一种含硫气田污水自动除硫方法，使用根据上述含硫气田污水自动除硫装置对污水进行自动除硫。
19.本发明的进一步改进在于，所述方法包括：
20.组装所述含硫气田污水自动除硫装置，并在终端处理器上的控制面板手动输入除硫药剂的种类、浓度以及碱液的浓度；
21.前置监测管路上将监测的污水原水的流量、压力、ph值以及硫化物浓度传输至终端处理器上，终端处理器根据手动输入与采集的初始数据计算加碱量和加药量；
22.在终端处理器将计算的加碱量和加药量结果信号分别传递给碱液添加装置和除硫药剂添加装置，碱液添加装置根据计算的加碱量加注碱液，除硫药剂添加装置根据加药量加注除硫药剂；
23.后置监测管路监测的ph值和硫化物含量信息传递到终端处理器上，终端处理器调整加碱量和加药量。
24.本发明的进一步改进在于，所述加碱量保证加入后的混合液的ph值在9-11范围内；后置监测管路监测的硫化物浓度大于10ppm时增加加药量。
25.与现有技术相比，本发明的优点在于：
26.本发明所述一种含硫气田污水自动除硫装置和方法，利用监测仪器和处理终端实现对硫化氢含量的自动监测和加药制度的自动调整，同时优化改进加注和混合方式，提高除硫效率。
附图说明
27.下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：
28.图1所示为本发明的一个实施例的含硫气田污水自动除硫装置的结构示意图；
29.图2所示为本发明的一个实施例的含硫气田污水自动除硫方法的远离示意图。
30.附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
31.在附图中各附图标记的含义如下：1、进水管，2、前置监测管路，3、处理管路，4、后置监测管路，5、终端处理器，11、法兰，21、第一在线ph值监测仪，22、第一硫化物监测仪，23、电磁流量计，24、无线压力变送器，30、碱液添加装置，31、除硫药剂添加装置，32、雾化喷头，33、混合器，34、碱液储罐，35、第一隔膜计量泵，36、第一回止阀，37、除硫药剂储罐，38、第二隔膜计量泵，39、第二回止阀，41、第二在线ph值监测仪，42、第二硫化物监测仪。
具体实施方式
32.为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是
所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。
33.图1示意性地显示了根据本发明的一个实施例的一种含硫气田污水自动除硫装置，包括进水管1，用于接入含硫的污水。在进水管1的下游通过法兰11连接有前置监测管路2，前置监测管路2用于监测污水的流量、压力、ph值和硫化物的含硫，为去除硫化物添加的碱液和除硫药剂的量提供依据。在前置监测管路2的下游设置有处理管路3，处理管路3用于除去污水中的硫化物。其中，处理管路3内首先加入碱液来调节污水的ph值，再加入除硫药剂去除污水中的硫化物。在处理管路3的下游设置有后置监测管路4，后置监测管路4监测处理后的污水的ph值和硫化物含量，验证处理硫化物的结果。其中，所述处理管路3上通过终端处理器5通过前置监测管路2和后置监测管路4的监测数据自动控制添加碱液和除硫药剂的量。
34.在使用根据本实施例所述的含硫气田污水自动除硫装置时，前置监测管路2监测污水的ph值从而确定加入碱液的量，根据监测的硫化物的量确定加入的除硫药剂的量。在污水进入到处理管路3内时，通过碱液和除硫药剂除去污水中的硫化物。后置监测管路4监测处理后的污水中的ph值和硫化物含量，验证除硫化物的结果，从而调整添加碱液和除硫药剂的量。
35.在一个实施例中，所述处理管路3分成两段，前面的一段连接前置监测管路2，后面的一段连接后置监测管路4，前一段和后一段之间用法兰相连。其中，前面一段管路上连接有碱液添加装置30和除硫药剂添加装置31，碱液添加装置30设置在除硫药剂添加装置31之前。后一段管路上设置有混合器33，优选为旋流式管道混合器。
36.在一个实施例中，所述碱液添加装置30包括存储碱液的碱液储罐34，所述碱液储罐34通过管线连接处理管路3，在管线上设置有第一隔膜计量泵35和第一回止阀36，第一隔膜计量泵35设置在靠近碱液储罐34的一侧，第一回止阀36设置在第一隔膜计量泵35的后端。
37.在根据本实施例所述的含硫气田污水自动除硫装置中，碱液添加装置30通过碱液储罐34内碱液通过隔膜计量泵泵送到处理管路3内，第一回止阀36能够使碱液从碱液储罐34内流入处理管路3内，防止处理管路3内的污水流到碱液储罐34内。
38.在一个实施例中，所述除硫药剂添加装置31包括至少一个除硫药剂储罐37，所述除硫药剂储罐37连接所述处理管路3的管线上设置有第二隔膜计量泵38，所述第二隔膜计量泵38的后端设置有第二回止阀39。在本实施例中，除硫药剂储罐37的数量可以是多个，分别存储不同类型的除硫药剂，每个除硫药剂储罐37均通过一根管线连接处理管路3。并且在连接处理管路3的位置设置有雾化喷头32。在除硫过程中根据不同的含硫量或不同的硫化物类型选取相应的除硫药剂。第二回止阀39能够避免处理管路3内的污水回流到除硫药剂储罐37内。
39.在一个实施例中，所述前置监测管路2上设置有用于监测处理后的污水原水的ph值的第一在线ph值监测仪21，以及监测处理后的污水的硫化物含量的第一硫化物监测仪22。
40.在一个优选的实施例中，所述前置监测管路2上还设置有无线压力变送器24，以及电磁流量计23。无线压力变送器24收到终端处理器5的控制，调节污水的压力，电磁流量计
23调节污水的流量。
41.在一个实施例中，所述后置监测管路4上设置有用于监测处理后的污水ph值的第二在线ph值监测仪41，以及监测处理后的污水的硫化物含量的第二硫化物监测仪42。
42.根据本发明的另一个方面，提出了一种含硫气田污水自动除硫方法，其根据上述实施例中所述含硫气田污水自动除硫装置实现，如图2所示，其包括以下步骤：
43.组装所述含硫气田污水自动除硫装置，并在终端处理器5上的控制面板手动输入除硫药剂的种类、浓度以及碱液的浓度；
44.前置监测管路2上将监测的污水原水的流量、压力、ph值以及硫化物浓度传输至终端处理器5上，终端处理器5根据手动输入与采集的初始数据按照除硫剂与s
2-的化学反应方程式进行加药制度的计算；按混合液的ph值在9-11的标准计算加碱量；
45.在终端处理器5将加注结果信号分别传递给碱液添加装置30和除硫药剂添加装置31，第一隔膜计量泵35和第二隔膜计量泵38根据加注结果信号分别加注碱液和除硫药剂。
46.后置监测管路4监测的ph值和硫化物含量信息传递到终端处理器5上，终端处理器5调整加注的碱液和除硫药剂的量。
47.在一个具体的实施例中，所述方法包括以下步骤：
48.将碱液与水、除硫剂与水按一定比例混合后分别储存于在碱液储罐34、除硫药剂储罐37内备用。
49.通过终端处理器5的控制面板手动输入除硫药剂的种类、浓度以及碱液的浓度。
50.通过第一在线ph值监测仪21、第一硫化物监测仪22、电磁流量计23、无线压力变送器24，将原水的流量、压力、ph以及硫化物浓度传输至终端处理器5，终端处理器5根据手动输入与采集的初始数据按照除硫剂与s
2-的化学反应方程式进行加药制度的计算；按混合液的ph值在9-11进行加碱量的计算。
51.将终端处理器5计算的加注结果信号分别传输至第一隔膜计量泵35、第二隔膜计量泵38，并启泵进行药剂和碱液加注；
52.碱液从碱液储罐34经第一隔膜计量泵35提升至第一回止阀36(防止回流)后进入污水管道；除硫药剂从除硫药剂储罐37经第二隔膜计量泵38提升至第二回止阀39(防止回流)到雾化喷头32。
53.除硫药剂在雾化喷头32的作用下，形成雾状的液体与含硫污水充分接触。
54.混合流体通过旋流式管道混合器的特殊结构再次进行混合与反应。
55.通过第二在线ph值监测仪41、硫化物监测仪将出水的硫化物浓度及ph值传输至终端处理器5；
56.通过终端处理器5进行出水硫化物浓度的识别，当硫化物浓度≤10ppm时，保持原来的加注制度；当硫化物浓度＞10ppm时，重复第上述操作。
57.可对终端处理器5进行重复监测和加药制度调整时间周期的设定，时间间隔可为1min-1h。
58.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。