[發(fā)明專利]一種非均勻電場耦合介質(zhì)聚結(jié)的破乳裝置及方法

在審

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• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112499858A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊強(qiáng);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(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 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(wù)所(普通合伙) 31104
• 代理人: 繆利明

本發(fā)明公開了一種非均勻電場耦合介質(zhì)聚結(jié)的破乳裝置，所述裝置包括分離腔體，設(shè)置于所述分離腔體外壁的進(jìn)液口、水相出口和油相出口；所述分離腔體內(nèi)部設(shè)有電極組件，用于提供強(qiáng)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，固定所述板狀的金屬電極的固定孔板，電源和通電導(dǎo)線；所述電極組件內(nèi)部均勻填充有由介質(zhì)顆粒組成的介質(zhì)聚結(jié)單元；所述分離腔體靠近水相出口和油相出口的內(nèi)部上端設(shè)有一油水分離組件。本發(fā)明還公開了一種利用上述裝置的非均勻電場耦合介質(zhì)聚結(jié)的破乳方法，所述裝置和方法利用產(chǎn)生非均勻電場的電極組件與填充介質(zhì)的耦合作用進(jìn)行水包油乳液的破乳除油，強(qiáng)化破乳過程，破乳除油深度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油化工油水分離領(lǐng)域，具體涉及一種非均勻電場耦合介質(zhì)聚結(jié)的破乳裝置及方法。

背景技術(shù)

石油化工領(lǐng)域會產(chǎn)生大量含油廢水，大多為油滴粒徑在0.1～10μm的乳化油滴，由于油滴粒徑較小，表面存在電荷且含有乳化劑的原因，該類油滴較難分離。隨著國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的要求和節(jié)能環(huán)保意識的提高，人們逐漸重視對含油廢水的處理，而對水包油狀態(tài)的乳化液破乳是處理含油廢水的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的針對乳化液的破乳方法中，破乳劑法工藝簡單但成本高，容易造成二次污染；活性污泥法能耗低、運(yùn)行費(fèi)用低但會形成新的污染且操作管理復(fù)雜；膜法操作簡單、無二次污染但容易阻塞且成本較高；氣浮法不適合對水質(zhì)要求嚴(yán)格，適用范圍窄；吸附法效力效果好但處理量不高，還需進(jìn)行二次處理。電場破乳雖前景廣闊、潛力巨大但仍處于起步階段而且采用電場破乳單一的分離技術(shù)往往具有不同程度的局限性。因此開發(fā)一種新型高效的破乳方法處理水包油乳液，具有重大的積極意義和經(jīng)濟(jì)價值。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種非均勻電場耦合介質(zhì)聚結(jié)的破乳裝置及方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種非均勻電場耦合介質(zhì)聚結(jié)的破乳裝置，所述裝置包括分離腔體，設(shè)置于所述分離腔體外壁底端的進(jìn)液口和設(shè)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(nèi)部設(shè)有電極組件，用于提供強(qiáng)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(dǎo)線；所述電極組件內(nèi)部均勻填充有由介質(zhì)顆粒組成的介質(zhì)聚結(jié)單元，用于捕獲乳液中的油滴并使油滴聚結(jié)長大；所述分離腔體靠近水相出口和油相出口的內(nèi)部上端設(shè)有一油水分離組件，用于促進(jìn)破乳后的油相和水相的分離。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述固定孔板包括上下兩片材質(zhì)為聚四氟乙烯的固定孔板，所述固定孔板上設(shè)有長條形的開口，所述金屬電極的兩端穿入所述開口，進(jìn)而由所述上下兩片固定孔板固定。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述板狀的金屬電極包括若干塊板狀的正極電極和負(fù)極電極，所述正極電極和負(fù)極電極豎直放置在所述分離腔體內(nèi)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(fù)極電極分別通過通電導(dǎo)線連接串聯(lián)組成電極組件的正極和負(fù)極，并通過通電導(dǎo)線與電源連接。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，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。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，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。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述組成介質(zhì)聚結(jié)單元的介質(zhì)顆粒為一種或多種親油性或親油性與疏油性組合的介質(zhì)顆粒；所述介質(zhì)顆粒為尺寸0.2-5mm的球形或異形顆粒；所述介質(zhì)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(zhì)床層。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述分離腔體從20％高度至70％高度的區(qū)間為電場與介質(zhì)協(xié)同破乳區(qū)間，70％高度至頂部的區(qū)間為收油分水區(qū)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％。