[發明專利]高頻脈沖靜電—超聲聯合聚結破乳電脫水器

有效

• 申請號: 202011539602.6
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112779048B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 孫治謙;孫進慧;王振波;李強;朱麗云;劉兆增
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C10G33/02
• 分類號: C10G33/02;C10G33/06
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 陳曉思

本發明提供一種高頻脈沖靜電—超聲聯合聚結破乳電脫水器，其脫水效果好、運行電耗減少、破乳劑消耗減少、廢水處理成本低，并且運行周期長，包括罐體，所述罐體內安裝有布油管、沖砂管和集油管，所述罐體的下壁面上還設置有穿透罐體內外的原油入油管、出水管和沖砂入管，所述罐體的上壁面上設置有穿透罐體內外的原油出油管；所述沖砂管設置于罐體底部，所述布油管設置于罐體下半部且位于所述沖砂管上方，所述集油管設置于罐體頂部，其借助包覆絕緣材料的折板式電極板提升水滴聚結速率，同時利用超聲波換能器破壞油水乳狀液的界面膜厚度，防止因厚度過大導電性增強致使的電極板間短路現象。

技術領域

本發明屬于石油化工設備領域、原油電脫水設備領域，具體涉及一種高頻脈沖靜電—超聲聯合聚結破乳電脫水器。

背景技術

隨著原油脫水技術存在的越來越多的問題和需求的日益嚴峻，國內外學者所提出的改變電極布局、改變脫水電源的供電形式等方法來改進現有的乳化液電脫水技術，僅僅是通過減少水滴破裂和加大水滴形變的方式，來提高原油乳化液的電脫水效率，但是各種方案解決舊問題的同時持續產生了一些新問題。

在不混溶的液體介質中，液滴之間或液滴與自身本體相之間的聚結分三個階段進行。第一階段，液滴彼此接近并被連續相的薄膜隔開；第二階段液膜變薄以減小界面面積；第三階段液膜融合，液滴完成聚并。傳統的電脫水器設計和相關研究大多數都集中于促進聚結過程的第三階段。然而，隨著國內油田進入中后期的深度開采，原油的性質日益劣化，原油脫水脫鹽難度增加，原有的成熟技術出現問題，脫后原油超標、操作波動、排水帶油等問題突出，國內外也有越來越多的學者將目光集中到水滴聚結的第一階段和第二階段，研究了超聲波等因素對油水界面薄膜的影響，然而在電脫水器設計方面，應用相關原理的電脫水器比較罕見。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：利用高頻脈沖靜電—超聲聯合聚結破乳，提供一種脫水效果好、運行電耗減少、破乳劑消耗減少、廢水處理成本低，并且運行周期長的高效電脫水器，其借助包覆絕緣材料的折板式電極板提升水滴聚結速率，同時利用超聲波換能器破壞油水乳狀液的界面膜厚度，防止因厚度過大導電性增強致使的電極板間短路現象。

本發明采用的技術方案是：高頻脈沖靜電—超聲聯合聚結破乳電脫水器，其特征在于：包括罐體，所述罐體內安裝有布油管、沖砂管和集油管，所述罐體的下壁面上還設置有穿透罐體內外的原油入油管、出水管和沖砂入管，所述罐體的上壁面上設置有穿透罐體內外的原油出油管；所述沖砂管設置于罐體底部，所述布油管設置于罐體下半部且位于所述沖砂管上方，所述集油管設置于罐體頂部，所述原油入油管與所述布油管連通，所述沖砂入管與所述沖砂管連通，所述原油出油管與所述集油管連通；

所述布油管與集油管之間設置有電極板組件和超聲換能器，所述電極板組件包括折板式電極和直板式電極，所述折板式電極和直板式電極水平式交替排布，所述超聲換能器位于所述電極板組件的一側。

所述集油管呈H型橫向設置于罐體的頂部，所述集油管表面均布多個集油孔，所述集油孔朝向上方傾斜的設置；

所述布油管呈H型橫向設置于罐體下半部，其表面均布多個布油孔，所述布油孔朝向下方傾斜的設置；

所述沖砂管橫向設置于罐體底部，其表面朝向下方伸出有多個沖砂嘴，所述沖砂嘴用于采用水流沖擊罐體底部淤積的泥沙，促使泥沙和積水通過所述罐體底部的出水管排出。

所述超聲換能器為壓電陶瓷超聲波換能器，其發生軸線與電極板方向同軸；所述超聲換能器的換能器端采用喇叭形開口，使超聲波發射的范圍控制在折板式電極的通道中。

所述折板式電極和直板式電極表面均包覆有一層疏水絕緣材料，其可以阻止電極短路，并減緩荷電水滴的滯留，阻止垮電場的發生，也能抑制荷電水滴附著在電極上，水滴一旦附著在電極上，使電勢差集中在絕緣層上，削弱建立在乳狀液上的電場，同時協同超聲換能器的攪拌、碰撞、聚集、空化、負壓等一系列超聲效應，破壞油水界面膜，進一步防止電極板間產生短路。