[实用新型]一种消泡式重金属离子混合反应器

说明书

技术领域

本实用新型是关于一种针对页岩气压裂返排液中的气泡和重金属离子的处理技术，尤其涉及一种消泡式重金属离子混合反应器。

背景技术

水力压裂是页岩气开发的核心技术之一，压裂液中添加有一定的减阻剂、粘土稳定剂和表面活性剂等，页岩气井开采压裂所用水量的30％到70％会返排到地面，除了油气钻探公司添加的压裂液之外，该返排液还携带了来自地球深处的其他污染物，如钙、铅、钡、锶、铬、铜、铁等许多重金属离子，直接排放到河流、湖泊、海洋，给饮用水和水生物带来极大的危害。此外，由于表面活性剂的存在，压裂返排液减压释放的过程中会产生大量的气泡，给处理带来困难。因此，有效消泡，并提取重金属离子，使其形成稳定化合物或沉淀，是油田解决回注水对地层污染和破坏重要技术手段之一。目前，由于页岩气开采行业在我国还处在起步阶段，鲜有相应的治理技术。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种消泡式重金属离子混合反应器，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种消泡式重金属离子混合反应器，对于页岩气压裂返排液的消泡更彻底，混合反应充分，沉降完全。

本实用新型的另一目的在于提供一种消泡式重金属离子混合反应器，外形结构简单，耐冲击能力强，且方便与油田现场的设备连接。

本实用新型的目的是这样实现的，一种消泡式重金属离子混合反应器，包括一圆筒形旋流混合反应室，所述圆筒形旋流混合反应室中部的侧壁设有切向进水管，切向进水管的进水端设有与其连通的加药管；旋流混合反应室内壁设有呈螺旋状设置的导流叶片，旋流混合反应室的顶部固定设有消泡板，所述消泡板上贯通设有多个均匀分布的消泡缝；旋流混合反应室的上部外侧围设有圆形、敞口的溢流室，所述消泡板位于溢流室内；所述溢流室的底部设有与切向进水管连通的回流管；旋流混合反应室的中下部外侧围设有反应沉降室，旋流混合反应室底部设有与反应沉降室导通的沉降出口；反应沉降室底部设有排污口，反应沉降室上部设有出水口。

在本实用新型的一较佳实施方式中，旋流混合反应室顶部设有法兰，所述消泡板通过螺栓与法兰固定连接；消泡板上均匀分布有多个大小相同的透孔，与每个透孔对应的位置，通过固定筋固定连接有一上大下小的消泡锥，所述消泡锥的中心与对应的透孔的中心同轴，消泡锥的外径小于透孔的内径，消泡锥的外圆与透孔之间形成缝隙构成所述消泡缝。

在本实用新型的一较佳实施方式中，消泡锥呈圆台形状。

在本实用新型的一较佳实施方式中，消泡锥呈圆锥形状，消泡锥的尖端朝下。

在本实用新型的一较佳实施方式中，均匀分布的多个透孔中，每三个相邻透孔的圆心连线呈正三角形；固定筋包括长、短固定筋，长固定筋与短固定筋相互垂直的固定在消泡板上。

在本实用新型的一较佳实施方式中，消泡锥圆周与透孔的内缘之间形成的缝隙宽度为2-5mm。

在本实用新型的一较佳实施方式中，导流叶片的螺旋角为18°-25°。

在本实用新型的一较佳实施方式中，切向进水管、加药管、排污口和出水口的接口均设有钢制法兰。

由上所述，本实用新型采用切向进水管和导流叶片，一方面能使药剂和液体充分混合，另一方面使重的颗粒物快速沉降。此外，旋流作用有利于气泡快速上浮、膨胀变大和破裂过程的发生。消泡板上面均布的各个孔与长、短固定筋和消泡锥共同形成消泡缝，一方面能对气泡形成剪切作用，进一步消泡；另一方面锥体的尖端可以刺破气泡。敞口的溢流室使来液中的气泡在溢流室通过压力释放而逃逸、破碎；回流管的设计保证溢流室中的气泡通过回流再次进入进水管进行消泡，确保消泡彻底。反应沉降室的设置，使旋流混合反应室中未来得及反应的药剂和来液进一步彻底反应，然后在反应沉降室中沉降，确保反应和沉降更彻底。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型消泡式重金属离子混合反应器结构示意图。

图2：为消泡板的剖面图。

图3：为消泡板的俯视图。

图4：为图3中I处的放大视图。

图5：为图4中A-A截面的剖视图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。