用于浓缩废水液的系统和方法

专利名称：用于浓缩废水液的系统和方法
技术领域：
本发明涉及用于通过移动处理单元处理油田钻井作业中产生的废水的方法和设备，所述移动处理单元直接利用燃烧碳氢化合物燃料产生的热能和/或捕获并使用在诸如柴油发动机等发动机内燃烧碳氢化合物所产生的排出热能，从而在净化热源燃烧气体的同时，蒸发所述废水的大部分水相质量。蒸发过程所产生的水蒸气可直接排入大气，或者经浓缩并捕获以用作饮用水。因此，残留的废水得以浓缩，且清理废水的成本大大降低。
背景技术：
使用蒸发来减少含污染物水溶液的水相的实例有很多，为的是浓缩污染物以供清理。这些过程通常称为热分离或热浓缩过程，一般始于液体且最终得到更加浓缩但仍能用泵抽吸的浓缩物，所得浓缩物将进一步处理和/或清理。在本说明书中，包含污染物的废水溶液被称作“原水”。 基于由原水的物理特性决定的液相还原需求，多年来已开发出各种各样不同类型的蒸发器。出于对能效、环境影响最小化、低资本成本和低运营成本的需求，蒸发器的设计开始向各种工厂型配置和设备发展。在设计蒸发系统时，需要考虑许多需求，有时甚至需要考虑到对立的需求，这些需求决定了所选的构造和配置类型。不同设计之间的相应操作原理和经济实效显著不同。作为背景，各种设计考虑事项包括 容量和操作数据，包括数量、浓度、温度、年度运行时间、产品变化、控制器、自动化等 产品特性，包括热敏性、粘度和流动特性、发泡趋势、积垢和沉淀、沸腾性能等 需要的运行介质，例如蒸汽、冷却水、电力、清洗剂、备件等 资本和附属财务成本 操作和维修的人员成本 产品配送、验收的标准和条件 构造和表面抛光的材料选择 现场条件，例如可用空间、气候(室外场所)、与能源和产品的连接、服务平台等 基于具体项目而覆盖安全、事故预防、声发射、环境需要和其他方面的法律法规。根据上文所述，用于对原水进行蒸发浓缩的应用和系统多种多样，需要基于部署而做出设计决定。例如，在一些部署中，移动水处理设备可由现场人员进行可靠且直接的操作尤为重要。得益于使用有效的移动蒸发单元的一个具体应用是，现场处理钻机上和钻机周围由积雪或积雨冲刷设备产生的原水，和/或由钻机租赁产生或回收的其他原水。基于原水中可能存在的污染度，许多环境条例禁止将原水从钻探租赁表面区域直接排到周围地面区域上。例如，原水会受到钻井作业中产生的油、脂肪酸盐、化学物质和悬浮颗粒的污染。
通常，在钻机中，原水必须收集在周边沟渠内，所述周边沟渠构成第一道环境排放屏障。在某些情况下，在钻机作业中产生的原水量可能十分大，以致阻止钻机进行有效运作，因为该原水量妨碍了钻场内设备和人员的操作和移动。在这些情况下，必须对原水进行收集和/或清除，以便钻机作业继续进行。通常，在缺少可以现场处理原水的系统时，必须将原水从沟渠中收集起来，将其储存在存储槽内并最后运送到偏远的处理中心，以进行处理和清理。所属领域的一般技术人员应知道，不论是从实际装卸和处理成本方面而言，还是从钻机时的延误时间方面而言，在偏远地区对原水进行收集、储存、运输、处理和清理都是非常昂贵的。在过去，人们已开发出一种系统，其通过使用移动水蒸发器/锅炉来蒸发原水的水相而减少原水中的液体量。其中一个此类系统是柴油燃料锅炉，其对槽内的原水进行加热，以使已通过安装在基于滑橇的蒸发器系统上的一系列沉淀槽进行预净化的原水沸腾。原水在适当的位置沸腾，由于原水的液态部分蒸发，因此将产生浓缩的浆体，所述浆体将随 着重力作用在越来越粘稠的流体上而沉淀在在蒸发器槽的底部附近。该底部浓缩物将定期通过诸如真空吸引器等各种系统而从蒸发器/锅炉中清除。现有蒸发器系统中存在若干固有问题，如下文所列和所述。这些问题包括 系统必须在批处理模式下操作。在这些系统中，随着向大型储存槽内新添加任何原水，蒸发过程将停止，且需要对整个系统进行重新加热之后才能重新进行蒸发。 热能的利用效率较低，因为从热源到原水的热传递越来越有限，其原因可能在于〇累积的颗粒和水垢，其覆盖系统的各个部分，例如热交换器，从而促使热量不断从加热系统排气管损失；和/或〇随着浓度加大，需要用热的方法加热原水槽中未分离、悬浮的颗粒。 由于整个系统效率低而导致的不必要燃料消耗。在这种情况下，需要增大燃料消耗来满足目标处理速度，因此操作者需要负担较高的成本且排放到大气中的燃烧污染物的量也更大。 热溶液或沸腾溶液在槽的各侧面起泡或喷沫到周围环境中，这可能在人员靠得很近时发生。这种问题也需要使用抗泡剂以及对系统进行监督。 频繁和密集的系统清洗。 密集和/或侵入性的现场监督，以确保蒸发器系统的流体动力在一定狭窄参数内，从而防止系统自动关闭和重新启动。 因过热而导致加热元件损坏，这是由浓缩物累积在热交换器上造成的。 原水中存在的脂肪酸盐和油会导致表面分层，从而抑制蒸发过程。对现有技术的回顾显示，污染水蒸发器可以通过各种方法将热量传递到污染水体，以减少需要运输和最后清理的浓缩水的体积和重量。例如，2008年03月18日发布的名称为“蒸发器系统(Evaporator System)”的第2，531，870号加拿大专利和2008年09月16日发布的名称为“自提供动力的沉淀和蒸发槽设备(Self-Powered Settling and Evaporation Tank Apparatus)，，的第 2，554，471 号加拿大专利均举例说明了当今商用沟渠水蒸发器的现有技术。通常情况下，这些现有技术系统均为批处理系统，其中槽内装满污染水且在槽的底部附近设置热源以将热量传递到整个污染水体。热源可以是任意数量的加热方法，例如蒸汽、电阻加热器和/或来自燃烧或热液体的热气。在这些系统中，在能够开始蒸发任何水之前，热源必须将槽内整个污染水体的温度升至特定水平。通常，每当将额外的水引入储存器时，这些系统就必须重新加热水体，因此大大减慢了整体蒸发过程。随着时间的推移，水从包含额外污染水的槽内蒸发将提高槽内未蒸发成分的浓度。虽然这些系统会浓缩原水，但应注意，随着浓缩水中固体和其他污染物浓度的增大，蒸发器内有更多污染物随着蒸发的水蒸汽从系统排出的可能性也会增大。
在高温驱动蒸发器中，由于需要高温差来将热量从热源经由加热元件传入水中，且由于存在化学盐和其他污染物，因此，加热元件易产生水垢、积垢并受到腐蚀。加热元件覆盖物在非常短的时间内使效率大大降低，且需要频繁和密集地清洗。此外，从加热元件被覆盖(例如，被水垢覆盖)的时刻开始，其中所述覆盖几乎是在系统启功时瞬时发生的；热量从元件传入水中逐渐受到抑制，因此热量从烟道排气管中排出而浪费掉。有时，复杂的控制系统必须与现有技术蒸发器一起使用，以考虑到排气随时间的温度波动。此外，当通过加热元件传递热量时，加热元件表面区域就成为热传递速度和效率的关键。通常，蒸发速度越快，就要求加热元件上的表面区域越大。因此，这些系统在现场不可缩放。如果要缩放这些系统，则必须以不同的物理参数重新制造。另一方面，在这些系统中，固体总质量浓度逐渐增加也会降低蒸发器的效率，因为所施加的热量会被槽内任一固体吸收。同样，这些固体也倾向于覆盖槽表面并覆盖加热元件、管、以及槽内会影响热传递和整体操作效率的其他部件，例如液面传感器和其他监控检测仪器。另一方面，各种现有技术系统中存在的另一个重要问题是由于废水中存在任何脂肪酸盐或有机物质而导致废水分层。同时存在这两种污染物或存在其中任何一种污染物经常会在废水顶部形成中断水体蒸发过程的表面薄覆盖层或表面层。要解决这个问题，一些传统系统在设计中加入了大量的复杂部件，以防止和/并减轻这些污染物在水蒸发过程中的影响。此外，脂肪酸盐和/或有机物质导致大量起泡或喷沫，所述泡沫经常溢出加热槽并泄漏到地上，这需要昂贵的清污作业和/或使操作者处于实质的环境和安全危险中。各种蒸发器的另一个问题是，由于在将原水输送到蒸发器槽中之前并未将颗粒物质从原水中清除，因此需要频繁地对累积的固体物质进行清除和/或如上所述，在蒸发过程中需要对颗粒物质进行不必要的加热。槽内通常设有排水管，以将污泥从槽内清除；然而所述污泥必须通常具有高水含量，以允许污泥流过排水管。此外，需要定期清洗仍覆盖在槽和其他元件上的污泥，通常使用蒸汽或水。作为清洗过程的产物，污泥和清洗水必须用设备拖走，这增加了蒸发器操作的整体成本。传统系统的实例还包括在以下专利案中描述的系统 第7，722，739号美国专利、第5，259，931号美国专利、第2009/0294074号美国专利公开案、第5，770, 019号美国专利、第5，573,895号美国专利、第7，513，972号美国专利、第2，101，112号美国专利，以及第6，200，428号美国专利。因此，鉴于上述，需要一种可以减轻与现有技术系统有关的各种问题的具有热效率的连续过程，用以对废水污染物进行浓缩。此外，也需要一种能够使用正常钻机作业中产生的废热来浓缩废水的系统，从而相对于需要进行定期燃料供应的系统具有额外的操作优势和效率优势。此外，如果适用于特殊热源，则还需要有一种可以在蒸发水的同时将与燃烧相关的烟灰、颗粒和燃烧化学物质从热源中清除的系统。换句话说，迄今为止还没有对烟道气体进行移动处理的激励，因为普遍没有关于柴油发动机排气的法规来对此提供法律依据。因此，且直到设立法规之前，都不会对这些总量庞大的酸性气体进行净化。虽然净化井场内的发动机排气有明显的环境效益，但在目前监管框架下，只有当净化排气的技术是另一个系统的一部分的时候，才会进行所述净化。因此，通过将净化排气的技术与诸如废水蒸发等其他用途紧密结合，才会对操作者产生经济激励，以使他们承担起这个环保行动。对于钻机作业中的排放物，在北美通常有2，000多个钻机在作业，每个钻机在各种发电机器中每天平均消耗约3，000-9, 000升的柴油燃料。例如，对于典型的500千瓦发动机-发电机设备，每个500千瓦发动机每天能够蒸发10立方米以上的水，而每分钟排入环境中的酸性气体约91-273立方米，因此污染环境并浪费了其中所含的热能。这意味着，北美所有钻机每年将排放950-2850亿立方米的未净化酸性气体。
因此，还需要一种可以减少释放到大气中的排出污染物的量，同时减少需要从钻机现场运走和/或清除的污染废水的总量的系统。

发明内容
根据本发明，提供了用于浓缩废水污染物的方法和设备。在各种实施例中，本发明包括用于以下目的的设备和/或方法a)同时浓缩废水和净化在操作中使用的气流；b)使用附近设备产生的废热能来降低用于浓缩原水的新燃料消耗；c)净化用于最大限度地减少颗粒、烟灰和燃烧化学物质逃逸到大气中的热气源；d)由于将颗粒从原水中预过滤出，因此需要进行的净化最少；e)使热气与原水之间直接相互作用，从而最小化水垢的产生和热损失；f)具有改良的燃料效率；g)具有现场可收缩性；h)能够使起动时间最短；i )能够快速进行现场维修和清洗；j)能够连续操作以使停机时间最短；k)产生环境危害事件的可能性较小；I)人员进行操作和/或非常靠近设备时更加安全；以及m)结构更简单，因此构造和操作成本较低。根据本发明的第一方面，提供了一种用于浓缩原水中污染物的蒸发器，所述蒸发器包括第一槽，其用于获取和储存原水；原水蒸发器，其包括含有填充材料的隔热烟道排气管；以及热源，其与所述隔热烟道排气管有效连通，所述热源用于在较低位置向所述隔热烟道排气管提供热气，其中所述热气在所述烟道排气管内上升，流过所述填充材料；流体分配系统，其用于将原水分配到所述烟道排气管的上部区域，其中所述原水以与所述热气反向的方向流过所述填充材料；以及浓缩水收集系统，其位于所述隔热烟道排气管的较低端，用于收集浓缩的原水。
在进一步实施例中，所述热源是有效连接到所述隔热烟道排气管的基于碳氢化合物的燃烧系统，且其中所述热气是碳氢化合物燃烧系统排气。在各种实施例中，所述热源是火焰燃烧器。在另一项实施例中，所述浓缩水收集系统与所述第一槽流体连通。在另一项实 施例中，来自所述浓缩水收集系统的流体与所述流体分配系统中的流体进行热交换接触，以在使用套管式或其他类型的热交换器将所述流体分配系统中的流体分配到所述填充材料上之前，先对其进行预热。在进一步实施例中，用于形成原水表面区域的系统可包括结构填料、无规则填料、这两者的组合和/或喷雾喷嘴或雾化喷嘴。所述填充材料可在不同的层内，例如，所述无规则填料在所述隔热烟道排气管内位于所述结构填料的下方。在进一步实施例中，所述系统还可包括分离系统，其有效连接到所述第一槽，以在将所述原水输送到所述第一槽之前，先将颗粒和有机物质从其中分离出来。在一项实施例中，所述分离系统包括有效位于所述第一槽上方的滤网和位于所述滤网上方的分配歧管，其中原水通过所述分配歧管分配到所述滤网上并穿过所述滤网流到所述第一槽，且其中大多数颗粒物质不会穿过所述滤网并会被输送到第二槽中。在另一项实施例中，所述系统的部件，例如所述第一槽、原水蒸发器、流体分配系统和浓缩水收集系统中的每一者均可有效配置成滑橇或拖车中的任一者或两者的组合，用以运载到施工现场。所述滑橇或拖车还可具有燃料槽，用以为所述热源和/或所述分离系统储存燃料。在本发明的另一项实施例中，所述热源是来自相邻发动机的发动机排气，且所述蒸发器包括隔热管系，所述隔热管系具有有效连接到所述隔热烟道排气管的较低端的第一端，以及有效连接到所述相邻发动机的第二端。在另一项实施例中，所述热源包括延伸到所述隔热烟道排气管的所述较低位置中的热源烟道，所述热源烟道具有热偏转系统，用以使直接热量在进入所述隔热烟道排气管时从所述热源径向偏转。所述热偏转系统也可以是具有顶板和至少两条空心腿的托架，所述两条空心腿在所述顶板与热源烟道之间界定烟道开口，且其中冲击所述顶板的原水可以经由所述至少两条空心腿流至所述浓缩水收集系统。在另一项实施例中，所述系统还可包括所述隔热烟道排气管内的内衬，其中所述内衬的大小可以调整以在所述隔热烟道排气管与内衬之间形成流体储存器，用于收集并获取向下流动的原水，以向所述隔热烟道排气管的所述较低位置提供冷却和隔热。所述系统还可包括控制系统，所述控制系统包括至少一个热电偶，其用于监控所述隔热烟道排气管内的温度；以及至少一个泵，其用于控制原水向所述流体分配系统的流动。在另一项实施例中，所述系统还包括有效连接到所述隔热烟道排气管的隔热气体膨胀室，所述隔热气体膨胀室的大小可以让高速火焰进行全燃。在另一项实施例中，所述无规则填料的体积足以使温度介于300°C与1，500°C之间的热气在进入所述结构填料之前，先散热成温度介于50°C与1，000°C之间的热气。在另一项实施例中，所述蒸发器包括第二隔热烟道排气管，其适用于配置成替代热源。
在另一项实施例中，其中所述系统适用于配置成相邻发动机，所述隔热烟道排气管和隔热气体管系对所述相邻发动机施加总背压，从而使所述相邻发动机在低于100厘米水柱的背压下操作。在另一项实施例中，所述系统同时蒸发水并清除所述气流中的颗粒、烟灰和燃烧化学物质。另一方面，本发明提供一种蒸发原水的方法，所述方法包括以下步骤以热气的形式向烟道排气管提供热量；通过表面区域形成技术，在所述烟道排气管内分配原水；使所述原水与所述热气直接接触；以及，从所述烟道排气管收集浓缩的原水。、
在进一步施例中，所述原水源自钻机作业和/或钻机现场的周围。在一项实施例中，填充材料用于在所述烟道排气管内形成原水表面区域。在另一项实施例中，喷雾喷嘴和雾化喷嘴中的任一喷嘴或两者的组合用于在所述烟道排气管内形成原水表面区域。在多种实施例中，原水在所述烟道排气管内以与热气流反向的方向流动；在所述烟道排气管内以与热气流并行的方向流动；或在所述烟道排气管内以与热气流垂直的方向流动。在另一项实施例中，本发明提供额外的预热步骤，其通过在将原水分配至所述烟道排气管的上部区域之前，使所述浓缩的原水与所述原水进行热交换接触来预热原水。在另一项实施例中，本发明提供额外的控制温度步骤，其控制所述烟道排气管内的温度，以最大限度地减少所述填充材料上水垢的形成。在另一项实施例中，本发明提供额外的控制温度步骤，其控制所述烟道排气管内的温度，以最大限度地减少所述填充材料内腐蚀性化学物质的形成。另一方面，本方面提供一种用于清除柴油发动机排气中的烟灰、颗粒物质和/或化学物质的方法，所述方法包括以下步骤向烟道排气管提供柴油发动机排气；通过表面区域形成技术，在所述烟道排气管内分配原水；使所述原水与所述柴油发动机排气直接接触；以及，从所述烟道排气管收集含有柴油发动机排出污染物的浓缩的原水。另一方面，本发明提供一种用于同时蒸发原水并清除烟道气体和/或发动机排气中的烟灰、颗粒和/或化学物质的方法，所述方法包括以下步骤以热气的形式向烟道排气管提供热量；通过表面区域形成技术，在所述烟道排气管内分配原水；使所述原水与所述热气直接接触；以及，从所述烟道排气管收集浓缩的原水，其中所述热气源自烟道气体和/或发动机排气。权利要求46-53中任一权利要求所述的方法进一步包括预热步骤，其通过在将原水分配至所述烟道排气管的上部区域之前，使所述浓缩的原水与所述原水进行热交换接触来预热所述原水。


参阅以下附图描述本发明，其中图I是根据本发明的一项实施例的浓缩器系统的右侧等距视图；图2是根据本发明的一项实施例的浓缩器系统的左侧等距视图；图3是根据本发明的一项实施例的蒸发器组件的右侧等距视图4是根据本发明的一项实施例的图3所示蒸发器组件的截面视图；图4A是根据本发明的一项实施例的图3和图4所示蒸发器排气管的截面视图，进一步描绘了所述蒸发器排气管的细节；图5是根据本发明的一项实施例的替代蒸发器组件的右侧等距视图；图6是具有替代蒸发器组件的浓缩器系统的一项实施例的截面示意图；图7是具有两个蒸发器组件的浓缩器系统的一项实施例的截面示意图。
具体实施例方式将参阅附图描述用于浓缩原水的设备和方法。概述
图I显示了安装到油田用滑橇20的污染物浓缩器系统(CCS)IO。CCS大体上包括槽系统30，所述槽系统30包括第一槽60和第二槽50 ;蒸发器排气管110 ;过滤器系统40 ；燃料储存系统80 ;泵70 ;燃烧器90 ;热交换器140和烟气膨胀室100。过滤系统40安装在槽系统30上并从来源获取原水，以进行初始颗粒分离，其中将颗粒分离进第二槽50，且将液态原水分离进第一槽60。泵70经由热交换器140将原水从槽60抽吸至蒸发器排气管110上部区段的内部，蒸发过程在所述上部区段的内部进行，如下文中详细介绍。燃烧器90经由烟气膨胀室100向蒸发器排气管提供热量，且所述燃烧器从燃料储存槽80获取燃料。经浓缩的原水通过热交换器从蒸发器排气管中排出，并返回到第一槽。图2进一步详细描述了所述系统。原水进口管46连接到串联篮式粗滤器47，所述串联篮式粗滤器47连接到流送管路48和原水分配器管路49，从而将原水输送到过滤器系统。过滤系统40包括弯曲的金属过滤器滤网44，其由连接到槽60的侧面支承架42 (通常在2个位置)固持在合适位置。第二槽50具有倾斜的底部52以及卸料门54，用以将颗粒物质从所述第二槽中排出。第一槽60还具有用以排放所述第一槽中内容物的卸料门62。图中的可编程逻辑控制器(PLC)基础控制130配置成原水槽60的一边，并配置成蒸发器排气管和泵70中的热电偶122。蒸发器排气管将参阅图3、4和4A描述蒸发器回路的部件。如上所述，泵70通过吸入管路72连接到第一槽60，第一槽中的水经所述吸入管路抽吸，随后经由排出管路74、热交换器140抽吸至原水分配系统74、76，所述原水分配系统位于蒸发器排气管的上部。在一项优选实施例中，所述吸入管路包括柔韧的进水软管，所述进水软管配置成从仅低于第一槽内液体表面的深度抽吸原水的漂浮物。燃烧器90连接到燃烧气体膨胀室外壳100的内部，所述燃烧气体膨胀室外壳100连接到蒸发器排气管110的内部，如图4详细图示。图4和4A描绘图3所示蒸发器排气管的内部截面图。蒸发器排气管110包括外壁IlOa和内壁112，所述内壁界定包含隔热材料111的环形空间。所述蒸发器排气管安装在燃烧器组件100的上表面上且环绕烟道117，所述烟道伸入蒸发器排气管内一小段距离。所述烟道以可操作的方式支撑位于其上方的收集托架115。所述收集托架具有上表面115a、空心侧腿115b和唇缘115c，所述三个部分共同构成允许废气从燃烧器进入蒸发器排气管110的侧开口。唇缘115c从上表面向上延伸，以防止蒸发器排气管内的原水进入膨胀室103。
如图4A所示，内部填料支撑管116设在内壁112内部，与所述内壁之间留有一定距离以构成环形空间119。内部填料支撑管118用以支撑收集器托架以上和原水分配系统以下的填充材料。如下文详细描述，填充材料优选包括无规则填充材料114和结构填充材料113。设有浓缩原水出口 120，其在下部空间123与蒸发器排气管的外部之间提供流体连通。在操作中，从流体分配系统74、76抽吸从热交换器排出的预热的原水，原水向下流经蒸发器排气管110的内部，流过结构填料113和无规则的填料114上方，且流动方向与从燃烧器上升的热气相反。随着原水的下落，其会进行蒸发并因此而得以浓缩，且具有水蒸气的燃烧器排气通过蒸发器排气管的顶部释放到大气中。所述原水流过填充材料后，将下落至收集器托架115的上表面115a，向下流经腿115b，从蒸发器排气管流过出口 120。此外，下落的原水还沿着内壁112流动并进入和填满环形空间119，在所述环形空间中，原水将受热并适度沸腾。有利的是，充满水的环形空间既有助于隔热，防止热量从排气管中散失，又有助于冷却内部填料支撑管的内表面。随着原水从环形空间119中沸溢出 来或以其它方式从所述环形空间中溢出，其他原水将会流入，因此保持在此空间内进行某种程度的循环。一般地，所述环形空间的大小应加以控制，以确保所述空间内不会出现爆发性沸腾。排水管120连接到热交换器140，在热交换器中，经浓缩的热原水从内部空间123的下端排入热交换器内部空间142，然后排入第一槽60。也应注意，其他设计可以包含蒸发器排气管内的垂直流或平行流以进行蒸发。燃烧室如图4所示，燃烧器90经由流连接器102连接到具有气体膨胀区域103的气体膨胀室100的内部中。气体膨胀区域103经由烟道117连接到内部空间123。隔热材料101位于气体膨胀室100内，以使气体膨胀室100隔热。燃烧器90是典型的鼓风式燃烧器(如柴油燃烧器)，其从槽80中获得燃料。燃料和空气在燃烧室内混合并雾化，以产生高热密度和高速度的火焰。重要的是，如图5和图6所示，所述热源可以配置成其他热源，包括各种类型、各种型号和各种大小的鼓风式/燃料燃烧室和/或由诸如发动机等替代热源产生的排气。钻机内替代热源的实例包括运行诸如抽泥泵等各种设备的发电机发动机。从发动机捕集到的高温排气可以作为独立热源经由隔热软管150捕集到并流入系统中。如图5和图6所示，隔热软管150通过连接器151经由隔热的流送管路152连接到蒸发器排气管110。图7显示了一项进一步实施例，其中提供了一个双系统。在这项实施例中，所述系统包括两个隔热烟道排气管110，每个隔热烟道排气管针对不同的热源进行配置，从而使操作者能够针对给定的安装选择最有效或组合的热源。在相邻发动机不存在而无法利用相邻发动机中废热的情况下，所述系统就可以转换成柴油燃烧器热源。由于两个隔热烟道排气管均从同一个第一槽中抽吸水，因此所述转换可以快速完成。高效柴油燃烧器是指能提供约900，000英国热单位/小时，从而每天处理大约9立方米原水的贝克特型号CF-1400 (Beckett Model CF-1400)柴油燃烧器。对于具有最佳空气设定的燃烧器，即每消耗I加仑/小时的柴油对应于约30立方英尺/分(CFM)进气的燃烧器，将产生约800°C的气体，在该气体从蒸发排气管110排出时，随着排气中充满水蒸汽，气体温度将冷却至约75°C。过滤系统40如上所述，原水最先经由管系46被抽吸至串联篮式粗滤器47，并通过串联篮式粗滤器47来清除直径大于约0. 25英寸的大颗粒污染物。原水从串联篮式粗滤器47经由管系48被抽吸至分配器歧管49，所述分配器歧管中的原水均匀地从网式过滤器44的顶部排出。网式过滤器44优选弯曲的V形金属线滤网，从而清除大于约25微米的悬浮颗粒。所属领域的技术人员已知的可以替代网式过滤器44的其他类型的预过滤系统包括但不限于以下过滤系统电动自清洁(自净化)过滤器、颗粒捕集过滤器、水力旋流器和离心式颗粒分离器等。网式过滤器44设计成将分离颗粒分离并引至第二槽50中，废弃物质储存于所述第二槽中以供定期清除。第二槽第二槽50具有倾斜的底部52，从而以无源方式将废弃物质引至卸料门54，使操作 者的清洁过程变得快速且高效。第一槽原水穿过网式过滤器44流入第一槽60中。第一槽的容量充足，因此可以既用作储存槽又用作沉淀槽，其中在处于正常运行流速时，由于缺少会混合槽内物质的显著流体循环，因此第一槽中的原水将沉淀并分层。在运行上，这将提高效率，因为使稠密液体和颗粒(包括盐沉淀物)沉淀将最大限度地减少用于加热悬浮颗粒的热量。运行和设计考量大体而言，对于每100，000英国热单位/小时的热气流，正确隔热的系统每天应蒸发约I立方米的水。因此，对于给定的900，000英国热单位/小时的输入量，所述系统每天应蒸发约9立方米的水。我们知道，每消耗3. 8升的柴油就会产生140，000英国热单位/小时的热能，因此900，000英国热单位/小时的系统将消耗约24. 6升/小时(LPH)的柴油。这等同于每蒸发I立方米的水约消耗50美元的柴油。相比较而言，对于典型的现有技术锅炉蒸发器，每蒸发I立方米的水所消耗柴油的费用通常在150美元左右，因为其中存在热量散失且系统效率低。类似地，使用来自柴油发动机的废热可以实现同样的蒸发，以达到每蒸发I立方米的水不需要任何额外的燃料成本的有效率。因此，燃料的节省对于潜在的操作者具有极高的吸引力，尤其是使用系统内的排出热还具有降低柴油排气中酸性气体排放这样的额外好处，不然，所述酸性气体会由于蒸发器排气管内的净化作用而排放到环境中。也就是说，所述系统可以高效清除蒸发器排气管内气体中的颗粒、烟灰和其他燃烧化学物质。因此，所述系统可以作为蒸发器、排气清洁系统(有效地不含或包含最少蒸发)或两者的组合来进行操作。此外，源自钻井作业的特殊类型的原水出水可以进一步增强系统净化排气的性能。例如，锅炉冷凝水是钻机作业中产生的一种化学污染废水，井队人员通常将其维持在高PH值。实现该效果的方法向钻机锅炉系统中使用的水里添加昂贵的碱性化学添加剂，以使碱性水/水蒸汽进行循环，即使钻井设备的结垢影响降至最低。因此，所述锅炉冷凝水是高污染水，且由于其具有碱性，可以用作中和酸性气体或发动机排气的高效出水。因此，作为中和剂，此碱性溶液可以有助于防止酸性气体从烟道排气管中逸出，且因此，这是本发明如何利用容易购到、昂贵且具有代表性的废料，且无需操作者负担额外成本的另一个实例，因为其他钻机作业已经负担了此成本。因此，待蒸发原水的化学性质可以用于帮助系统的次要功能或独立功能，即净化用于蒸发原水的气体。此外，如果希望系统在更高的燃烧速度下运行，以使给定的时段内的水蒸发更快，只需增加燃油泵的压力、更改喷嘴多个性能中的一个性能和/或增加燃烧器的进气设定。所属领域的一般技术人员应知道，可缩放性是需要的，这是因为在降雨量大时，操作者经常需要提高处理速度。重要的是，本发明的系统只需提高流速和燃烧器温度，就可以快速地提高处理速度，而不会出现现有技术中通常存在的耽搁或现场外再制造。此外，通过单独使用发动机/发电机系统的排出热或将其与鼓风式燃料燃烧器结合使用，例如用于钻机的通常介于500千瓦小时与1，000千瓦小时(I. 5M-3M英国热单位/ 小时)之间的排出热；可以提供足够的热能以每天额外处理10至20立方米的原水，且操作者无需负担新的成本因为燃烧燃料的成本已由其他作业负担。重要的是，使用发动机的废弃排出热需要控制/监控施加在发动机排气系统上的背压。在一项典型的操作中，所述背压通常是100厘米水柱压力(WC)所述系统设计成在1-2厘米WC之间进行操作，因为无规则填料、结构填料或这两者的组合和/或喷雾或雾化喷嘴流路内缺少有效的流动阻力。产生大量原水表面区域的方法对于出于蒸发的目的而将热气中的热量传递到原水中的有效热质量传递率很重要。具体而言，孔隙空间为75%-98%的150米2/米3以上的无规则填料和孔隙空间为98%左右的500米2/米3的结构填料均优选用于排出流速为约3，200-3, 400CFM，温度为500-700°C的500千瓦小时发动机，或其他燃料燃烧装置，例如产生800°C以上的气体的柴油燃烧器中。作为对产生大量原水表面区域和在烟道排气管内分配原水的替代，可以单独使用雾化喷嘴或喷雾喷嘴或将其与填充材料结合使用。也应考虑气流的酸性，以防止设备内所用的材料由于设备内的高温而遭到腐蚀、孔蚀和弱化。例如，在柴油气流中的氧化硫与原水发生反应时，就会产生稀释的硫酸(液体)，所述稀释的硫酸随即会与废水中的其他化学物质发生反应。因此，优选将陶瓷无规则填料用作热气首先接触的表面区域基体，因为其具有耐腐蚀性和高耐热性。通过使热气首先流过无规则填料，所述热气在进入结构填料前先冷却，从而维持结构填料的使用寿命，因为结构填料通常由薄合金制成。10"的无规则填料层足以将气体温度从约800°C降至150°C。对于结构填料，优选哈斯特洛伊C22 (Hastelloy C22)，因为其在650°C到1，040°C之间的温度下具有抗氧化腐蚀性、抗应力腐蚀性和热稳定性。也可以使用不锈钢，但是通常需要更加频繁地进行更换。当烟灰和颗粒以及化学反应产生的盐一起浓缩在水量减少的柱中时，结垢会造成另一个问题。控制这些化学和热量问题的方法是保持充分的浓缩水流返回到第一槽。由于浓缩的原水流经热交换器，因此热量被保存在柱中。由于给水速度可以提高，因此这对于防止和/或控制结垢很重要，且虽然蒸发与给水的比率会发生改变，但整体的蒸发速度保持大体不变。因此，所述系统的优点是可以使更多的水作为浓缩原水流动，且因此可以用于保持柱内温度较低，且结垢有限。为进一步使定期清除水垢的维护要求降至最小，优选的填料配置是使无规则填料邻近燃烧器和使结构填料在蒸发器排气管的上部中，这种配置具有成本优势，因为大多数水垢产生于蒸发器排气管的下部区域且当因水垢而必须进行清洁和/或更换时，更换不规则填料通常比更换结构填料更便宜。在另一个配置中，原水直接从填充材料下方的喷嘴处反向喷入气流中，从而有助于限制水垢的产生，同时使气体在进入填充材料之前先冷却。可以使用额外的风扇来加强燃烧器90，所述风扇用以驱使额外的空气进入燃烧器系统中，从而提供过量的干燥空气以确保排出流体不会完全饱和。排气室102和热气体膨胀室103形成高密度隔热材料101内的腔，所述高密度隔热材料通过燃烧膨胀室外壳100 固持在合适的位置上。高密度隔热材料101提供足够的隔热，以确保保存在热气回路的所述部分中的燃烧过程所产生的热能的量最大。在一项实施例中，使用了约91bs/ft3的折叠陶瓷毯锚锁隔热模块，所述陶瓷毯锚锁隔热模块在热表面上的额定温度为800°C以上，同时保持冷表面上的温度在35°C以下，且具有低热导率。这确保槽内的水温与环境温度接近，且热量保持在膨胀室、热交换器和蒸发器系统内。选择这种隔热模块的另一个好处是，当折叠毯模块锚定到燃烧室壁时，这些模块会互相压挤，这样燃烧室内进行反复燃烧就不会像使用传统陶瓷隔热纤维板一样使隔热材料皱缩，从而允许热量穿透隔热材料。此外，这类陶瓷毯模块不会像传统纤维板一样在反复燃烧后变脆。这有利于要在运输车上装载和卸载的移动系统，所述运输车要在没有铺面的道路上行驶且需要承受极度震动，例如运送到遥远的钻井现场的移动单元。原水在泵70的作用下从原水槽60被吸进并穿过管路72。虽然可以使用各种类型的泵，但优选实施例中使用的是垂直安装的离心泵。与其他泵不同，离心泵由于没有阻碍流动的密封装置，因此当泵关闭时，系统水管中的水可以进行自排放(假设需要以这种方式进行排水的管路在泵以上，且储存槽60内的水位在泵以下)。当系统在零度以下的温度下操作时，这尤为有益。此外，自排放系统设计降低了进料管路在系统不运行时冻结和破裂的可能性，从而提高了可靠性并改进了其他操作成本。替代泵类型还包括正排量泵和膜式泵，其具有关联的乙~■醇储存器，以在系统关闭时充满水管路。可用其他热交换器来替代优选的套管式热交换器，例如板式热交换器。在优选实施例中，由于返回槽的浓缩水受到重力作用，因此外管141应足够大，以允许排放液体完全自由流进槽60中。如此，由于空间142的体积足够大，因此浓缩水优选地只流进空间142的底部区域。这就是说，管74应置于空间142的底部，以促使经由进料管路74的表面区域将浓缩原水流中的热量传递到供水中。例如，对于每天蒸发9立方米水的系统，12米热交换器就足够，且所述热交换器为了节省空间而在气门旁边成螺旋状盘绕，而且可以促进水流向下流动，尤其在施工现场中的滑橇并不水平时。这种方法可让浓缩原水(通常约98°C)将显热释放到供应原水中。因此，所述浓缩原水在排回第一槽之前，将冷却至与供应水差不多的温度，从而保存了蒸发器排气管中或附近的热量。供应水抽吸速度取决于所需要的蒸发速度。通常，所述系统可设置为以超出所需蒸发速度约20%或以上的进料速度进行抽吸，这是由选择的热气源的英国热单位输入决定的。围绕收集器托架115径向分布的热气首先流进并通过无规则填料114，其中将所述热气将遍布由无规则填料114界定的体积空间，从而与流经无规则填料114的原水接触。所述热气对原水进行第I级对流热传递。在无规则填料中这种气体与水的第一次相互作用可以使得除垢、显著冷却气体以及化学反应在成本较低、热稳定(在高温下)和耐蚀层中进行。同样在这个区域中，排气、烟灰和颗粒中的氧化硫大体从气流中清除，并可随浓缩废水从排水管120排出。在热气流动区域增强该功能的是水溢出118，从空间119直接流入收集器托架115与壁119之间的环形空间，以进一步增强了气体冷却效果。流过无规则填料114的热气随后流入并穿过结构填料113，在结构填料113中，热气将对垂直向下流过结构填料113的原水进行第2级对流热传递。这种结构填料层的表面积与体积比更高，其完成蒸发过程，使气体与水蒸汽混合物的温度在排入大气时达到约75。。。因此，通过使热燃烧气体与原水直接进行相互作用来加热原水，可让热质传递高效进行。可以使用其他类型的材料和配置来使热燃烧气体与原水进行具有不同程度有效性的相互作用，包括但不限于，机械工厂切割工具、蘑菇帽起泡器、喷雾喷嘴或雾化喷嘴、无规则填料和结构填料。可以使用各种构件来将原水分配到结构填料113的顶部，例如喷雾喷嘴、雾化喷嘴、重力分配器以及“T”型分配器。”优选那些将压力降和雾沫降至最少的系统。 如果需要排放干蒸气，则可以在蒸发器排气管110内安装除雾器(未图示)，以捕获排出蒸气中携带的液滴，从而为液滴提供更长的停留时间，以蒸发并作为纯蒸气进入大气中。通过最少数量的控制点来控制系统。可编程逻辑控制器(PLC)或简易逻辑控制器(SLC)单元提供必要的系统，以测量产生于蒸发器排气管110内部的排出流体的具体温度范围输入，从而确保启动过程正常操作。在优选实施例中，所述热电偶仅用于在通过操作期间温度显著升高或降低而检测到泵或燃烧室停止操作时，通过发送信号来关闭系统。在另一项实施例中，热电偶设计成分析信息并生成控制信号来调整供应到系统中的原水量，并由此而调节排气温度(这种检测方法只在系统内缺少热交换器的时候才需要)。置于由内部管表面112形成的内部空间内的单个热电偶122为由内壁112界定的内部空间提供操作温度。所述PLC转而调整泵70的速度以调节供应到系统中的原水量。通过根据给定时间内产生的热量来调整原水供应，可以实现最佳蒸发。因此，可通过监控并调整蒸发器排气管110内部的温度来有效地最大化原水的蒸发。热电偶122检测排气中流体蒸汽的温度，且当所述温度在约75°C上下时，由PLC控制的可变频率驱动(VFD)将调整泵70的速度，从而调节蒸发系统的操作，以使产生的流体排气温度在所需输出的理想范围内。通常，参数一旦设定，系统就不需要进一步关注，且在预设范围内自动操作。虽然已参阅优选实施例及其优选用途对本发明进行描述和说明，但本发明并不限于此，因为可对其做出各种修改和变化，而这些修改和变化在所属领域一般技术人员所了解的本发明的完整、预定的范围内。
权利要求
1.一种用于浓缩原水中污染物的蒸发器，其包括 第一槽，其用于获取和储存原水； 原水蒸发器，其包括 隔热烟道排气管，其包括填充材料；以及， 热源，其与所述隔热烟道排气管有效连通，所述热源用于在较低位置将热气提供给所述隔热烟道排气管，其中所述热气在所述烟道排气管内上升，流过所述填充材料； 流体分配系统，用于将原水分配到所述烟道排气管的上部区域，其中所述原水以与所述热气反向的方向流过所述填充材料；以及 浓缩水收集系统，位于所述隔热烟道排气管的较低端，用以收集浓缩的原水。
2.根据权利要求I所述的蒸发器，其中所述热源是有效连接到所述隔热烟道排气管的基于碳氢化合物的燃烧系统，且其中所述热气是碳氢化合物燃烧系统排气。
3.根据权利要求2所述的蒸发器，其中所述热源是火焰燃烧器。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的蒸发器，其中所述浓缩水收集系统与所述第一槽流体连通。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的蒸发器，其中来自所述浓缩水收集系统的流体与所述流体分配系统中的流体进行热交换接触，以在将所述流体分配系统中的流体分配至所述填充材料之前，先对其进行预热。
6.根据权利要求5所述的蒸发器，其中所述热交换系统是套管式热交换器。
7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的蒸发器，其中所述填充材料包括结构填料。
8.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的蒸发器，其中所述填充材料包括无规则填料。
9.根据权利要求1-8中任一权利要求所述的蒸发器，其中所述填充材料是结构填料和无规则填料的组合，且其中所述无规则填料在所述隔热烟道排气管内位于所述结构填料的下方。
10.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的蒸发器，其进一步包括分离系统，所述分离系统有效连接到所述第一槽，以在将所述原水输送到所述第一槽之前，先将颗粒和有机物质从其中分离出来。
11.根据权利要求10所述的蒸发器，其中所述分离系统包括有效位于所述第一槽上方的滤网和位于所述滤网上方的分配歧管，其中原水通过所述分配歧管分配到所述滤网上并穿过所述滤网流到所述第一槽，且其中颗粒物质不穿过所述滤网且被输送到第二槽。
12.根据权利要求1-11中任一权利要求所述的蒸发器，其中所述第一槽、原水蒸发器、液体分配系统和浓缩水收集系统中的每一者均有效配置成滑橇或拖车中的任何一者或两者的组合，用以运载到施工现场。
13.根据权利要求12所述的蒸发器，其中所述滑橇或拖车包括用于为所述热源储存燃料的燃料槽。
14.根据权利要求12-13中任一权利要求所述的蒸发器，其中所述滑橇或拖车进一步包括所述分离系统。
15.根据权利要求1-14中任一权利要求所述的蒸发器，其中所述热源是柴油燃烧器。
16.根据权利要求I中所述的蒸发器，其中所述热源是来自相邻发动机的发动机排气且所述蒸发器包括隔热管系，所述隔热管系具有有效连接到所述隔热烟道排气管的较低端的第一端，以及有效连接到所述相邻发动机的第二端。
17.根据权利要求1-16所述的蒸发器，其中所述热源包括延伸到所述隔热烟道排气管的所述较低位置中的热源烟道，所述热源烟道具有热偏转系统，用以使直接热量在进入所述隔热烟道排气管时从所述热源径向偏转。
18.根据权利要求1-17中任一权利要求所述的蒸发器，其中所述热偏转系统是具有顶板和至少两条空心腿的托架，所述至少两条空心腿在所述顶板与所述热源烟道之间界定烟道开口，且其中冲击所述顶板的原水可以经由所述至少两条空心腿流至所述浓缩水收集系统。
19.根据权利要求1-18中任一权利要求所述的蒸发器，其进一步包括所述隔热烟道排气管内的内衬，其中所述内衬的大小可以调整以在所述隔热烟道排气管与内衬之间构成流体储存器，所述流体储存器用于收集并获取向下流动的原水，以向所述隔热烟道排气管的所述较低位置提供冷却和隔热。
20.根据权利要求1-19中任一权利要求所述的蒸发器，其进一步包括控制系统，所述控制系统包括至少一个热电偶，其用于监控所述隔热烟道排气管内的温度；以及至少一个泵，其用于控制原水向所述流体分配系统的流动。
21.根据权利要求1-20中任一权利要求所述的蒸发器，其中所述热源是火焰燃烧器，且所述热源包括有效连接到所述隔热烟道排气管的隔热气体膨胀室，所述隔热气体膨胀室的大小可让高速火焰进行全燃。
22.根据权利要求9-21所述的蒸发器，其中所述无规则填料的体积足以使温度介于300°C与1，500°C之间的热气在进入所述结构填料之前，散热成温度介于50°C与1，000°C之间的热气。
23.根据权利要求1-22中任一权利要求所述的蒸发器，其进一步包括第二隔热烟道排气管，所述第二隔热烟道排气管适用于配置成替代热源。
24.根据权利要求16所述的蒸发器，其中所述隔热烟道排气管和隔热气体管系对所述相邻发动机施加总背压，从而使所述相邻发动机在低于100厘米水柱的背压下操作。
25.根据权利要求1-24所述的蒸发器，其同时蒸发水并清除所述气流中的颗粒、烟灰和燃烧化学物质。
26.一种蒸发原水的方法，其包括以下步骤 以热气的形式向烟道排气管提供热量； 通过表面区域形成技术，在所述烟道排气管内分配原水； 使所述原水与所述热气直接接触；以及， 从所述烟道排气管收集浓缩的原水。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述原水源自钻机作业和/或钻机现场的周围。
28.根据权利要求26-27中任一权利要求所述的方法，其中填充材料用于在所述烟道排气管内形成原水表面区域。
29.根据权利要求26-28中任一权利要求所述的方法，其中喷雾喷嘴和雾化喷嘴中的任一喷嘴或两者的组合可用于在所述烟道排气管内形成原水表面区域。
30.根据权利要求26-29中任一权利要求所述的方法，其中原水在所述烟道排气管内以与所述热气流反向的方向流动。
31.根据权利要求26-29中任一权利要求所述的方法，其中原水在所述烟道排气管内以与所述热气流并行的方向流动。
32.根据权利要求26-29中任一权利要求所述的方法，其中原水在所述烟道排气管内以与所述热气流垂直的方向流动。
33.根据权利要求26-32中任一权利要求所述的方法，其进一步包括预热步骤，其通过在将原水分配至所述烟道排气管的上部区域之前，使所述浓缩的原水与所述原水进行热交换接触来预热所述原水。
34.根据权利要求28-33中任一权利要求所述的方法，其进一步包括控制温度步骤，其控制所述烟道排气管内的温度，以最大限度地减少所述填充材料上水垢的形成。
35.根据权利要求28-34中任一权利要求所述的方法，其进一步包括控制温度步骤，其控制所述烟道排气管内的温度，以最大限度地减少所述填充材料内腐蚀性化学物质的形成。
36.一种用于清除柴油发动机排气中的烟灰、颗粒物质和/或化学物质的方法，其包括以下步骤 向烟道排气管提供柴油发动机排气； 通过表面区域形成技术，在所述烟道排气管内分配原水； 使所述原水与所述柴油发动机排气直接接触；以及， 收集浓缩的原水，所述浓缩的原水包含所述烟道排气管内的柴油发动机排气污染物。
37.根据权利要求36所述的方法，其中所述原水源自钻机作业和/或钻机现场的周围。
38.根据权利要求36-37中任一权利要求所述的方法，其中填充材料用于在所述烟道排气管内形成原水表面区域。
39.根据权利要求36-38中任一权利要求所述的方法，其中喷雾喷嘴和雾化喷嘴中的任一喷嘴或两者的组合可用于在所述烟道排气管内形成原水表面区域。
40.根据权利要求36-39中任一权利要求所述的方法，其中原水在所述烟道排气管内以与所述柴油发动机排气流反向的方向流动。
41.根据权利要求36-39中任一权利要求所述的方法，其中原水在所述烟道排气管内以与所述柴油发动机排气流并行的方向流动。
42.根据权利要求36-39中任一权利要求所述的方法，其中原水在所述烟道排气管内以与所述柴油发动机排气流垂直的方向流动。
43.根据权利要求36-42中任一权利要求所述的方法，其进一步包括预热步骤，其通过在将原水分配至所述烟道排气管的上部区域之前，使所述浓缩的原水与所述原水进行热交换接触来预热所述原水。
44.根据权利要求38-43中任一权利要求所述的方法，其进一步包括控制温度步骤，其控制所述烟道排气管内的温度，以最大限度地减少所述填充材料上水垢的形成。
45.根据权利要求38-44中任一权利要求所述的方法，其进一步包括控制温度步骤，其控制所述烟道排气管内的温度，以最大限度地减少所述填充材料内腐蚀性化学物质的形成。
46.一种用于同时蒸发原水并清除烟道气体和/或发动机排气中的烟灰、颗粒和/或化学物质的方法，其包括以下步骤 以热气的形式向烟道排气管提供热量； 通过表面区域形成技术，在所述烟道排气管内分配原水； 使所述原水与所述热气直接接触；以及， 从所述烟道排气管收集浓缩的原水。
47.根据权利要求46所述的方法，其中所述原水源自钻机作业和/或钻机现场的周围。
48.根据权利要求46-47中任一权利要求所述的方法，其中所述热气源自烟道气体和/或发动机排气。
49.根据权利要求46-48中任一权利要求所述的方法，其中填充材料用于在所述烟道排气管内形成原水表面区域。
50.根据权利要求46-49中任一权利要求所述的方法，其中喷雾喷嘴和雾化喷嘴中的任一喷嘴或两者的组合可用于在所述烟道排气管内形成原水表面区域。
51.根据权利要求46-50中任一权利要求所述的方法,其中原水在所述烟道排气管内以与所述热气流反向的方向流动。
52.根据权利要求46-50中任一权利要求所述的方法,其中原水在所述烟道排气管内以与所述热气流并行的方向流动。
53.根据权利要求46-50中任一权利要求所述的方法,其中原水在所述烟道排气管内以与所述热气流垂直的方向流动。
54.根据权利要求46-53中任一权利要求所述的方法，其进一步包括预热步骤，其通过在将原水分配至所述烟道排气管的上部区域之前，使所述浓缩的原水与所述原水进行热交换接触来预热所述原水。
55.根据权利要求48-54中任一权利要求所述的方法，其进一步包括控制温度步骤，其控制所述烟道排气管内的温度，以最大限度地减少所述填充材料上水垢的形成。
56.根据权利要求48-55中任一权利要求所述的方法，其进一步包括控制温度步骤，其控制所述烟道排气管内的温度，以最大限度地减少所述填充材料内腐蚀性化学物质的形 成。
全文摘要
本发明涉及用于通过移动处理单元来处理油田钻井作业中产生的废水的方法和设备，所述移动处理单元直接利用燃烧碳氢化合物燃料产生的热能，和/或捕获并使用在诸如柴油发动机等发动机内燃烧碳氢化合物所产生的排出热能，从而在净化热源燃烧气体的同时，蒸发所述废水中的大部分水相质量。所述蒸发过程所产生的水蒸气可直接排入大气，或者经冷凝并捕获以用作饮用水。因此，残留的废水得以浓缩，且清理所述废水的成本大大降低。
文档编号B01D53/44GK102741170SQ201080050568
公开日2012年10月17日 申请日期2010年9月17日 优先权日2009年9月18日
发明者哈利·克里特, 塞缪尔·克里特, 杰西·克里特, 约书亚·克里特 申请人:哈里逊油田解决方案公司