據(jù)《世界能源展望2023》預(yù)測(cè)，隨著世界轉(zhuǎn)向更加低碳的新能源，到2050，公路運(yùn)輸中對(duì)石油的總需求減少一半以上，新能源將從2021年的55%增加到2050年的70%左右。即便如此，全球石油需求量也會(huì)在未來(lái)十年左右保持穩(wěn)定，石油將繼續(xù)在全球能源系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)正在經(jīng)歷結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，但仍為世界最大能源消費(fèi)國(guó)和世界能源需求增長(zhǎng)最大推動(dòng)因素，能源消耗量占全球消耗量的26%，能源消耗量增速占全球凈增長(zhǎng)的35%。

圖1 三種不同情形石油需求變化

這意味著未來(lái)十年內(nèi)，為了滿足石油消耗需求，同時(shí)強(qiáng)化國(guó)家能源體系，國(guó)家不得不加大石油勘探開發(fā)的力度，但隨著我國(guó)石油資源開采的持續(xù)深入，更多的“三低”油藏（低產(chǎn)量、低滲透、低豐度）被開發(fā)動(dòng)用，聚合物等三次采油技術(shù)得到推廣應(yīng)用，油田采出污水性質(zhì)發(fā)生很大的變化，粘度增加、乳化程度增強(qiáng)，懸浮顆粒辨析，處理水質(zhì)變差。采油污水處理后回用或達(dá)標(biāo)排放，如果未達(dá)到回注標(biāo)準(zhǔn)而直接回注到地下，容易導(dǎo)致儲(chǔ)油層通道堵塞，提高了后續(xù)注水難度，也降低了原油開采量。

綜上所述，在石油開采過(guò)程中，對(duì)采油污水的有效處理已經(jīng)成為制約其發(fā)展的瓶頸性難題。典型的處理方法包括重力分離、浮選、離心分離、過(guò)濾和粗?；?，先進(jìn)的處理方法包括超濾、活性炭吸附、生化處理等。然而單一的處理方法已經(jīng)無(wú)法滿足生產(chǎn)需要，多種方法聯(lián)用協(xié)同處理成為處理采油污水處理發(fā)展的必然趨勢(shì)。

近幾十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外眾多研究人員和研發(fā)廠商在“單元技術(shù)高效化、多元技術(shù)復(fù)合化”理念下，圍繞高效緊湊型采油污水處理技術(shù)開展大量研究工作，其中最引人矚目的是氣浮旋流一體化處理技術(shù)（Compact Flotation Unit；CFU）。

科力邇成功將超微氣泡發(fā)生技術(shù)、溶氣氣浮技術(shù)、聚結(jié)技術(shù)與氣浮旋流一體化處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合，研發(fā)出新一代的采油污水處理設(shè)備CDFU（Cyclonic Dissolved Gas Flotation Unit）。針對(duì)流體傳質(zhì)傳熱等過(guò)程的特點(diǎn)，通過(guò)CFD數(shù)值模擬流體力學(xué)、熱力學(xué)、傳熱、傳質(zhì)等，應(yīng)用描述過(guò)程極限性能的物理化學(xué)等平衡或守恒方程進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)過(guò)程設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、工程放大及流動(dòng)控制的精細(xì)描述。

圖2 典型應(yīng)用案例工藝流程圖

CDFU集成多種技術(shù)為一體，除油率＞90%，SS＞85%，帶壓密閉運(yùn)行，安全環(huán)保且設(shè)備橇裝化、自動(dòng)化、信息化。除了能應(yīng)對(duì)油田采出水的處理，目前已在壓力反排液、垃圾滲濾液、含油消防廢水、醫(yī)療廢水等諸多領(lǐng)域均有應(yīng)用。

cdfu裝置應(yīng)用項(xiàng)目案例