[發明專利]一種非均勻電場耦合介質聚結的破乳裝置及方法

在審

• 申請號: 202011392326.5
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112499858A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 楊強;武世漢;潘志程;盧浩;劉懿謙;代品一;李裕東;朱華瞳
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08;C02F103/36
• 代理公司: 上海華工專利事務所(普通合伙) 31104
• 代理人: 繆利明

1.一種非均勻電場耦合介質聚結的破乳裝置，其特征在于，所述裝置包括分離腔體，設置于所述分離腔體外壁底端的進液口和設置于所述分離腔體外壁頂部的水相出口和油相出口，且所述油相出口位于所述水相出口的上方；所述分離腔體內部設有電極組件，用于提供強制遷移乳液中油滴的電場，所述電極組件包括板狀的金屬電極，固定所述金屬電極的固定孔板，電源和通電導線；所述電極組件內部均勻填充有由介質顆粒組成的介質聚結單元，用于捕獲乳液中的油滴并使油滴聚結長大；所述分離腔體靠近水相出口和油相出口的內部上端設有一油水分離組件，用于促進破乳后的油相和水相的分離。

2.根據權利要求1所述的破乳裝置，其特征在于，所述固定孔板包括上下兩片材質為聚四氟乙烯的固定孔板，所述固定孔板上設有長條形的開口，所述金屬電極的兩端穿入所述開口，進而由所述上下兩片固定孔板固定。

3.根據權利要求1所述的破乳裝置，其特征在于，所述板狀的金屬電極包括若干塊板狀的正極電極和負極電極，所述正極電極和負極電極豎直放置在所述分離腔體內部，且每相鄰兩塊金屬電極以相同間隔平行布置，相鄰兩塊金屬電極的極性相反；所述若干塊正極電極和負極電極分別通過通電導線連接串聯組成電極組件的正極和負極，并通過通電導線與電源連接。

4.根據權利要求3所述的破乳裝置，其特征在于，所述每塊金屬電極的形狀大小相同，高度為0.6-3m，長度為0.5-2.8m，厚度為0.01-0.3m；每相鄰兩塊金屬電極的間隔為0.01-0.5m。

5.根據權利要求2所述的破乳裝置，其特征在于，所述固定孔板的長度為0.5-3m，寬度為0.5-2.8m，厚度為0.02-0.08m，兩片固定孔板分別固定在所述板狀的金屬電極距離上下兩端0.1m處的位置。

6.根據權利要求1所述的破乳裝置，其特征在于，所述組成介質聚結單元的介質顆粒為一種或多種親油性或親油性與疏油性組合的介質顆粒；所述介質顆粒為尺寸0.2-5mm的球形或異形顆粒；所述介質顆粒為單一尺寸或多種尺寸分層填充，組成不同型式的介質床層。

7.根據權利要求1所述的破乳裝置，其特征在于，所述分離腔體從20％高度至70％高度的區間為電場與介質協同破乳區間，70％高度至頂部的區間為收油分水區間；所述油水分離組件與所述分離腔體的頂部的距離為所述分離腔體高度的5％-15％。

8.一種應用權利要求1-7中任一裝置的一種非均勻電場耦合介質聚結的破乳方法，其特征在于，所述方法的步驟包括：

(1)乳液經進液口進入分離腔體，在非均勻電場作用下，油滴在電極組件間產生朝向強電場梯度的方向的電流體動力學移動，油滴界面穩定性被削弱；

(2)在電場作用下移動的油滴被填充在電極間的介質聚結單元捕獲、誘導聚結，小油滴在介質表面成長為大油滴，實現油滴在介質層的聚集，在流體曳力和浮力作用下脫離；

(3)經非均勻電場和介質聚結單元協同強化分離后的混合液經油水分離組件后，油相富集在分離腔體的上部，經油相出口回收，凈化水經水相出口排出腔體。

9.根據權利要求8所述的破乳方法，其特征在于，所述電場型式為直流電場、交流電場、單向脈沖電場或雙向脈沖電場，所述電極組件的電源可提供的電壓為0-20kV。

10.根據權利要求8所述的破乳方法，其特征在于，乳液通過分離腔體的截面流速為0.001m/s-0.2m/s，裝置壓降為0.005-0.6Mpa。