一种电聚结耦合电絮凝的电脱水设备

本发明属于石油化工设备、原油电脱水、油水净化环保等设备领域，具体涉及一种电聚结耦合电絮凝的电脱水设备。

背景技术：

1、静电聚结器在石油石化领域有极为广泛的应用，其优点是处理量大，效率高，节省破乳剂。传统电聚结器处理后利用油水密度差分层后排出脱除的水体，此方法排出水体中不可避免有油滴和其他杂质存在，且随着原油开采逐渐劣质化，对于含水率较高或油中悬浮物较多的情况下，不能保证排出水体的指标，增加后续水处理的压力。

2、电絮凝作为水处理中常用的技术，可有效减少水中悬浮物、重金属离子、油滴及其他杂质成分的含量，国内外对于电絮凝技术的研究也比较深入，有很多实例证明，可通过改变极板材料、电场参数等对电絮凝进行调节以实现较好的处理效果。因此，可以利用电絮凝对电聚结后的水体进行净化，研发一种电聚结与电絮凝一体化耦合处理的电脱水器，使聚结器等电电脱水设备排出水体符合排放要求。

技术实现思路

1、基于上述目的，本发明利用高频脉冲电聚结与电絮凝结合，提供一种脱水效果好，脱除水体中油滴、悬浮物和杂质含量少，可连续运转，运行周期长的一体化脱水器，其借助直板式电极施加高频脉冲电场，通过不同间距的极板布置，提升水滴聚并速率，在罐底水槽预先形成一定厚度的水层，使用电絮凝处理水槽中水体，电聚结和电絮凝耦合，可以有效提高原油脱水效率以及电脱水设备排出水的洁净度，达到排放标准。

2、本发明采用的技术方案是：一种电聚结耦合电絮凝的电脱水设备，包括罐体，罐体下部设置平板水槽，所述罐体内安装有布油管﹑集油管和冲砂管，穿透所述罐体下壁面水槽的原油入油管与所述布油管连接；所述冲砂管设置于水槽底部，所述布油管设置于罐体下半部且位于所述冲砂管上方，所述集油管设置于罐体顶部，所述冲砂入管与所述冲砂管连通，所述原油出油管与所述集油管连通；所述原油出油管穿过罐体上壁面通往外部。

3、所述集油管呈h型横向设置于罐体的顶部﹐所述集油管表面均布多个集油孔，所述集油孔朝向上方倾斜的设置；

4、所述布油管与集油管之间设置有直板式电极组件，所述直板式电极组件包括间距不同的三块平行排布的水平板式电极，相邻两块电极之间形成强度不同的电场，下部两块水平板式电极间距较大，针对大部分易脱除的水相进行聚结，沉降分离，上两块电极板对于未能脱除的乳化程度较高的原油进行聚结分离，形成较大水珠后沉在重力作用下沉降。

5、所述罐体下方连接有平板水槽，用于在原油入罐之前铺设底水形成水层，在上方电聚结脱除水体沉降至下方水槽，通过油水界面仪观察，形成足够的水层后，可启动水层中设置的电絮凝组件。

6、所述布油管呈h型横向设置于罐体下半部，其表面均布多个布油孔，所述布油孔朝向下方倾斜的设置；

7、所述电絮凝极板组件由支撑条和电絮凝极板构成，位于所述布油管下方与所述平板水槽之间，电絮凝极板方向与电聚结极板方向垂直，且为保证絮凝效果，设置多个电絮凝极板连接；电聚结与电絮凝极板均包覆一层疏水绝缘材料，避免运行过程中造成垮电场现象造成短路，并且可以避免水滴附着在极板上，加速水滴沉降至罐底水槽。

8、所述冲砂管横向设置在罐体底部，所述冲砂管在管体上设置多个冲砂嘴，所述冲砂嘴可加速水流，对罐底泥沙等进行冲击，用于加速罐底水层排出。

9、所述出水管位于所述平板水槽底部，直接与罐体相连，设置在所述冲砂嘴两侧冲击水流方向，使絮凝沉降的固体杂质顺水流方向排出；所述金属烧结滤网位于出水管中，捕捉过滤其中的固体杂质，防止少量未上浮的油滴随水流逸出，增强处理效果，应及时更换避免堵塞。

10、本发明的电聚结耦合电絮凝的电脱水设备，使用平板电极不同间距布置形成电场，对原油进行电聚结，使水滴荷电不断聚并形成大水珠，下沉在罐底形成水层，上部两电极板间距更窄，场强更大，针对乳化程度高的原油进行破乳处理，进一步促使水滴碰撞沉降；在水滴沉降至底部水槽与铺设底水接触后形成水层，与电絮凝极板接触，发生一系列絮凝反应，使水层中絮凝反应带出的油滴上浮，与上层原油融合，直至上层出油管，其中的固体悬浮物杂质下沉，由出水管排出。

11、本发明技术方案的优点在于：

12、1.所述水平板式电极三层间距不同布置能使原油中水滴碰撞几率增大，对于难以脱除的原油有较好效果，电极板表面的疏水绝缘材料可以促使水滴聚变大，更容易沉积形成水层，同时避免电极板产生短路现象。

13、2.所述罐体下方设置平板水槽，可以铺设底水，在待处理原油开始进入罐体时就构筑好水层，对于上方沉降下来的水滴有吸引作用，同时水层与最下层电极板之间同样产生微弱的电场作用，避免水滴因场强过大破碎，还能促使水滴聚并沉降。

14、3.所述电絮凝极板组件可以对水层中的油滴和固体杂质进行处理，且水滴由于上方电聚结作用，在荷电以后油水界面张力较弱，更有利于电絮凝的进行，分离的油滴向上运动，固体杂质向下方运动经滤网拦截捕集后洁净水体由出水管排出。

技术特征：

1.一种电聚结耦合电絮凝的电脱水设备，包括罐体，罐体内部安装直板式电极组件、集油管、布油管、出水管，所述直板式电极组件包括三层水平板式电极，所述集油管位于罐体上部且位于直板式电极组件上方，所述布油管为水平布油管，其固定设置在罐体偏下部位置且位于直板式电极组件下方；所述出水管设置在罐体底部；其特征在于：

2.根据权利要求1所述的电脱水设备，其特征还在于，所述直板式电极组件的三层水平板式电极中，下层和中层水平板式电极之间间隔有第一距离，中层和上层水平板式电极之间间隔有第二距离，所述第一距离大于所述第二距离。

3.根据权利要求2所述的电脱水设备，其特征还在于，所述第二距离的数值大于第一距离数值的二分之一且小于第一距离数值的四分之三。

4.根据权利要求1或2所述的电脱水设备，其特征还在于，所述电絮凝极板组件沿平板水槽设置有多个，使得所述电絮凝极板布满所述平板水槽的空间。

5.根据权利要求1或2所述的电脱水设备，其特征还在于，所述平板水槽内设置有水平布置的冲砂管，所述冲砂管表面朝向下方伸出有多个冲砂嘴。

6.根据权利要求3所述的电脱水设备，其特征还在于，所述集油管呈h型横向设置于罐体的顶部，所述集油管表面均布多个集油孔，所述集油孔朝向上方倾斜的设置；所述布油管呈h型横向设置于罐体偏下半部位置，其表面均布多个布油孔，所述布油孔朝向下方倾斜的设置。

7.根据权利要求2或3所述的电脱水设备，其特征还在于，所述水平板式电极和电絮凝极板表面均包覆有一层疏水绝缘材料。

8.根据权利要求5所述的电脱水设备，其特征还在于，所述罐体内部设置有油水界面仪，所述油水界面仪与所述冲砂管配合控制罐体内水层高度。

9.根据权利要求8所述的电脱水设备，其特征还在于，所述罐体的顶部还设置有压力表口、电聚结电极接线接口和油水界面仪接口，所述压力表口和油水界面仪接口用于安装压力表和油水界面仪，所述电聚结电极接线接口用于为电聚结电极板供电的线路接入；所述平板水槽底部设置有冲砂入管、电絮凝电极线接口，所述冲砂入管连通所述冲砂管，所述电絮凝电极线接口用于为电絮凝组件供电的线路接入。

10.根据权利要求1所述的电脱水设备，其特征还在于，所述出水管上还设置有滤网。

技术总结
本发明提供了一种电聚结耦合电絮凝的电脱水设备，包括罐体，罐体内部安装直板式电极组件、集油管、布油管、出水管，所述直板式电极组件包括三层水平板式电极，所述罐体底部设置有平板水槽，所述平板水槽用于在所述布油管开始布油前在所述罐体内部预先形成水层，所述平板水槽的底面与所述布油管之间固定设置有电絮凝极板组件；其借助直板式电极施加高频脉冲电场，通过不同间距的极板布置，提升水滴聚并速率，在罐底水槽预先形成一定厚度的水层，使用电絮凝处理水槽中水体，电聚结和电絮凝耦合，可以有效提高原油脱水效率以及电脱水设备排出水的洁净度。

技术研发人员：孙治谦,翁烁,王振波,李强,朱丽云,刘兆增,朱晓丽
受保护的技术使用者：中国石油大学（华东）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13