GLC-320体外搓洗式过滤器的研究与应用

分析了常见的机械搅拌式核桃壳过滤器在油田使用中出现的问题，介绍了GLC-320体外搓洗式过滤器的主要技术参数、结构组成、工作原理和技术关键与特点。GLC-320体外搓洗式过滤器提供了一种全新的介质反洗方式，不仅克服了传统的机械搅拌反冲洗中介质反洗不彻底、易板结的缺陷，而且采用了防腐工艺，具有工艺流程先进、布局紧凑、自动化程度高等特点。该过滤器在油田的试验情况和运行情况良好。
关键字：油田，水污染，水处理，过滤器，冲洗结构
1.核桃壳过滤器应用现状
油气田采出水处理中目前采用的核桃壳过滤器，多采用机械搅拌式反冲洗方式，即通过深入滤罐内的叶轮高速旋转，在叶轮中心部位形成低压区，从而造成叶轮外沿向其中心部位翻腾的流态，带动介质的翻腾，使介质颗粒间相互碰撞、摩擦，达到除去其表面所吸附污油的目的，使介质最大限度地恢复到原始状态。
虽然机械搅拌式核桃壳过滤器具有结构简单、操作方便等诸多优点，但是从各厂家生产的核桃壳过滤器在各油田的使用情况来看仍存在一些问题。
一是上筛网在运行中屡屡出现堵塞甚至冲翻的情况，特别是在进口含油量较高的情况下，更容易出现这种现象。分析起来，除了进口含油量可能过高，致使油污堵塞了筛网孔隙外，还有另一个内在的原因，那就是由于叶轮旋转形成的旋转流态对滤罐下部的冲刷作用，使滤罐下部不易堵塞，而流体对滤罐上部的冲刷作用比下部要小得多，因而介质中的小颗粒便高速嵌入上筛网缝隙中，当上部的堵塞率达到一定程度之后，其上下部便形成了一个很大的压差，直到将上筛网冲翻。同时，在这种方式的反冲洗过程中，其核桃壳介质是充满整个滤罐空间，故介质中的小颗粒便很容易嵌入筛网的缝隙中，从而加剧了上筛网的堵塞现象。例如，我厂生产的GLW180/0.6-2过滤器，于1999年11月在江汉油田王一站投产运行后，2000年2月下旬，王一站工作人员反映反冲洗排污不畅，压力表显示压力已达到0.7MPa，超过了设计压力上限0.6MPa，滤罐因此时常憋压。经打开罐体，发现黑黑的一层油浮在罐体上表面，从罐体下部放了一部分水后，露出了上筛网，拆下检查，发现介质将整个上筛网堵塞。
二是由于介质采用边搅拌边冲洗，或者先搅拌后冲洗方式，因此需要大量的干净水用来保证足够的冲洗时间和强度；同时，因介质反洗不够彻底，在介质使用一段时间后往往需要投加昂贵的化学药剂以帮助清洗，因此还要解决由此带来严重的排放问题。即便如此，钙盐、镁盐、钡盐和其它化学药剂的加入，将不可避免地加快介质的板结，滤床的淤塞，最后导致介质的报废和以高费用为代价的更换。
为了克服常见的机械搅拌式核桃壳过滤器装置在油田使用中出现的问题，2002年以来，在中国石化集团公司的支持下，我厂与有关油气田、科研院校合作，吸收引进现阶段国内外最先进的核桃壳介质反洗技术-体外搓洗技术，开发研制了GLC-320体外搓洗式过滤器。现将其主要参数、主要结构、工作原理、主要特点及试验情况与应用前景作一简要介绍。以期在油气田水处理领域，与同行交流。
2.GLC-320体外搓洗式过滤器简介
在油气田水处理领域，核桃壳介质具有其它介质无法比拟的优点：化学性能稳定，硬度高，耐磨性好；直接可用滤前水反洗，可不需借助气体和化学活性药剂，且反洗强度低、效果好；吸附能力较强，亲水性好且抗油浸。
所以GLC-320体外搓洗式过滤器装置仍然采用经过加工处理的核桃壳作为过滤介质，但彻底放弃了传统的机械搅拌反冲洗方式设计并拥有专利权的“体外搓洗式"介质冲洗装置，可在反冲洗时反复高速循环利用。这种冲洗作用，完全破碎了聚集在介质周围的油粒子，使油和杂质通过分离筛网并排放出去，从而完成介质冲洗和再生。