一种静电旋流破乳装置及其应用制造方法及图纸

本发明专利技术所述静电旋流破乳装置，包括绝缘破乳主体、绝缘外壳、电极组件和电源发生器；电极组件由第一绝缘电极和第二绝缘电极组成，绝缘破乳主体由上至下依次由圆柱段腔室、第一锥段腔室、第二锥段腔室和尾管组成，所述圆柱段腔室内壁、第一锥段腔室内壁和第二锥段腔室内壁衬有亲水材料；第一绝缘电极插入绝缘破乳主体外壁与绝缘外壳内壁之间的环形腔体，第二绝缘电极插入绝缘破乳主体的圆柱段腔室、第一锥段腔室和第二锥段腔室；电源发生器放置在绝缘外壳之外，通过绝缘导线与第一绝缘电极和第二绝缘电极连接。上述静电旋流破乳装置在油包水型乳状液的破乳处理中应用，可增大乳状液中水滴的碰撞频率，提高水滴的聚并效率及使用的安全性和稳定性。

An electrostatic cyclone demulsifier and its application

The electrostatic cyclone demulsifier comprises an insulating demulsifier body, an insulating shell, an electrode assembly and a power supply generator; the electrode assembly consists of a first insulating electrode and a second insulating electrode, and the insulating demulsifier body consists of a cylindrical chamber, a first conical chamber, a second conical chamber and a tail tube from top to bottom, respectively. The inner wall of the second cone chamber is lined with hydrophilic material; the first insulating electrode is inserted into the annular cavity between the outer wall of the insulating demulsifier body and the inner wall of the insulating enclosure; the second insulating electrode is inserted into the cylindrical chamber, the first cone chamber and the second cone chamber of the insulating demulsifier body; the power generator is placed outside the insulating enclosure and is connected with the first insulating electrode and the second insulating electric chamber Polar connection. The application of the electrostatic cyclone demulsifier in the demulsification treatment of oil-in-water emulsion can increase the collision frequency of water droplets in the emulsion, improve the coalescence efficiency of water droplets and the safety and stability of the use.

【技术实现步骤摘要】
一种静电旋流破乳装置及其应用
本专利技术属于油水两相分离
，特别涉及一种通过静电场、离心力场、亲水材料的协同作用加速水滴聚并破乳的破乳装置及在油包水型乳状液的破乳处理中的应用。
技术介绍
乳状液是一种具有相当稳定度的多相分散体系，其中以液滴形式存在的相称为分散相，与之对应，另外一相称为连续相。如果分散相是有机液体，连续相是水或者水溶液，那么此种乳状液称为水包油(O/W)型乳状液；与之相反，如果分散相是水或者水溶液，连续相是有机液体，那么此种乳状液称为油包水(W/O)型乳状液。油包水型乳状液产生于很多工业领域，其中许多乳状液是需要被破除的。例如石油开采中二次采油产生的油包水型原油乳状液会使原油品质降低，分离纯化成本大幅升高，还会造成炼制复杂、设备管路腐蚀、环境污染等问题，所以必须对油包水型原油乳状液进行破乳脱水。在溶剂萃取法中，乳状液能提高萃取速率，缩短萃取平衡时间，但是溶剂萃取法工艺由萃取与反萃取两步完成，所以也必须对乳状液进行破乳以分离出油相和水相，进而回收萃取剂和进行后续的反萃处理。现有技术中公开了一些破乳装置，但破乳效果或/和安全性有待提高。例如，中国专利CN107365598A公开了一种旋流静电聚结装置，包括聚结主体、顶部封堵组件、底部封堵组件、电极组件和变压器组件。该装置通过电场和旋流场的协同作用虽然可提高油包水型乳状液中水滴的聚结，但却存在以下问题：1、由于聚结主体为上部和下部内径相同的圆筒体，且入口管设置在筒体的上部左侧，因而进入聚结主体的乳液在流动阻力的影响下从上至下的旋流速率会减慢，导致水滴在聚结主体下端的碰撞频率降低，聚结效果变差。2、由于通过变压器和电极的组合产生高压电场，且电极组件和变压器组件均安装在聚结主体内腔，在使用过程中，难于避免乳状液渗入变压器，因而存在安全隐患，并影响装置工作的稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种静电旋流破乳装置，以增大乳状液中水滴的碰撞频率，提高水滴的聚并效率，加速乳状液的破乳，并提高使用的安全性和稳定性。本专利技术所述静电旋流破乳装置，包括绝缘破乳主体、绝缘外壳、电极组件和电源发生器；所述电极组件由第一绝缘电极和第二绝缘电极组成；所述绝缘破乳主体由上至下依次由中心线在一条直线上的圆柱段腔室、第一锥段腔室、第二锥段腔室和尾管组成；圆柱段腔室的上端设置有盖板，且盖板上安装有与圆柱段腔室相通的溢流管，所述溢流管的中心线与圆柱段腔室的中心线重合，溢流管上端的环形端面上设置有用于固定第二绝缘电极的支架，圆柱段腔室的侧壁上部设置有与圆柱段腔室相切的进料管；第一锥段腔室为上大下小的圆锥台形腔室，且上端的内径与圆柱段腔室的内径相同，第二锥段腔室为上大下小的圆锥台形腔室，且上端的内径与第一锥段腔室下端的内径相同、圆锥角β小于第一锥段腔室的圆锥角α，尾管的内径与第二锥段腔室下端的内径相同；所述圆柱段腔室内壁、第一锥段腔室内壁和第二锥段腔室内壁衬有亲水材料；所述绝缘外壳的内腔高度＝所述圆柱段腔室的高度+所述第一锥段腔室的高度+所述第二锥段腔室高度，绝缘外壳上端设置有与所述圆柱段腔室上端的盖板组合的圆环形板体，所述圆环形板体上设置有与第一绝缘电极匹配的的插口，且环绕所述插口设置有用于固定第一绝缘电极的支架，绝缘外壳的下端设置有底盖，所述底盖的中心部位设置有与尾管外径匹配的通孔，绝缘外壳的侧壁上部设置有输入电解质溶液的进液口及供所述进料管穿过的过孔，绝缘外壳的侧壁下部设置有排放电解质溶液的出液口；各构件或部件的组合安装方式：所述绝缘破乳主体的圆柱段腔室、第一锥段腔室和第二锥段腔室位于绝缘外壳的内腔，绝缘破乳主体的尾管从绝缘外壳底盖上的通孔伸出位于绝缘外壳之外，圆柱段腔室侧壁上部设置的进料管端部从绝缘外壳侧壁上部设置的过孔伸出位于绝缘外壳之外，所述圆柱段腔室上端的盖板与所述绝缘外壳上端的圆环形板体无缝隙固连，所述绝缘外壳下端的底盖与所述尾管的外壁无缝隙固连，固连时应使绝缘破乳主体的中心线与绝缘外壳的中心线重合，固连后绝缘破乳主体外壁与绝缘外壳内壁之间形成装电解质溶液的环形腔体；所述第一绝缘电极通过所述插口插入绝缘破乳主体外壁与绝缘外壳内壁之间的环形腔体并由环绕插口的支架固定，所述第二绝缘电极通过所述溢流管插入绝缘破乳主体的圆柱段腔室、第一锥段腔室和第二锥段腔室并由溢流管上端环形端面上设置的支架固定；所述电源发生器放置在绝缘外壳之外，其上的正极和负极分别通过绝缘导线与第一绝缘电极和第二绝缘电极连接。上述静电旋流破乳装置中，所述亲水材料为醋酸纤维素膜、硝化纤维素膜、尼龙膜中的一种。上述静电旋流破乳装置，所述圆柱段腔室的高度L1为圆柱段腔室内径D的1～3倍；所述第一锥段腔室上端的内径为下端内径D1的2倍，第一锥段腔室的圆锥角α为15～50°；所述第二锥段腔室下端内径D2为圆柱段腔室内径D的0.25倍，第二锥段腔室的圆锥角β为1.5～8°；所述尾管的高度L2为圆柱段腔室内径D的3～25倍。优选的，圆柱段腔室的高度L1为圆柱段腔室内径D的2倍，第一锥段腔室的圆锥角α为15～30°，第二锥段腔室的圆锥角β为2～4°，尾管的高度L2为圆柱段腔室内径D的10～20倍。上述静电旋流破乳装置中，所述进料管的内径Di为所述圆柱段腔室内径D的0.25～0.5倍；所述溢流管的内径Do为所述圆柱段腔室内径D的0.14～0.5倍，溢流管伸入圆柱段腔室内的长度为圆柱段腔室内径D的0.2～0.5倍。上述静电旋流破乳装置中，所述第一绝缘电极插入绝缘破乳主体外壁与绝缘外壳内壁之间的环形腔体的深度与所述第二绝缘电极插入绝缘破乳主体的深度相同。本专利技术还提供了上述静电旋流破乳装置在油包水型乳状液的破乳处理中的应用(见实施例2、4、6)。本专利技术所述静电旋流破乳装置的工作原理：通过绝缘破乳主体的改进增强离心力场，在离心力场、静电场和亲水材料的协同作用下增大乳状液中水滴的碰撞频率，提高水滴的聚并效率，进而加速乳状液的破乳，获得更好的破乳效果。在离心力和电场力的作用下，切向进入绝缘破乳主体中的油包水型乳状液所含大水滴逐渐向亲水材料内壁聚集并以外螺旋线形式向下流动，形成水膜后从绝缘破乳主体的尾管排出；密度较小的油相逐渐向轴心低压区移动和聚集形成油芯，同时以内旋流的形式向上做螺旋运动，从绝缘破乳主体的圆柱段腔室顶部设置的溢流管溢出。本专利技术所述静电旋流破乳装置与现有技术相比，具有以下有益效果：1、由于本专利技术所述静电旋流破乳装置的绝缘破乳主体由上至下依次由圆柱段腔室、第一锥段腔室、第二锥段腔室和尾管组成，且第二锥段腔室的圆锥角小于第一锥段腔室的圆锥角，进料管沿圆柱段腔室切向设置在圆柱段腔室的侧壁上部，因而乳状液从进料管切向进入圆柱段腔室后形成旋转涡流，经圆柱段腔室进入第一锥段腔室后，利用圆锥的收缩强化了离心力场，增大了流体的旋转速率及乳状液中水滴的碰撞频率，并以高速旋流进入第二锥段腔室，在第二锥段腔室内，由于内径的逐渐缩小，腔室高度的增大，使得流体在其中的切向速率进一步加大，旋流强度进一步加强，乳状液中水滴的碰撞频率进一步提高，且停留时间增长，因而水滴的聚并效率提高，且能更充分进行径向移动，实现了油相聚集于中心轴线区域、水相聚集于油相外围的目的，尾管可对部分未聚并的小水滴进行收集并且维持中心油相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种静电旋流破乳装置，其特征在于包括绝缘破乳主体、绝缘外壳(9)、电极组件和电源发生器(1)；所述电极组件由第一绝缘电极(3)和第二绝缘电极(4)组成；所述绝缘破乳主体由上至下依次由中心线在一条直线上的圆柱段腔室(12)、第一锥段腔室(13)、第二锥段腔室(14)和尾管(11)组成；圆柱段腔室(12)的上端设置有盖板(12‑1)，且盖板上安装有与圆柱段腔室相通的溢流管(5)，所述溢流管的中心线与圆柱段腔室的中心线重合，溢流管上端的环形端面上设置有用于固定第二绝缘电极的支架，圆柱段腔室的侧壁上部设置有与圆柱段腔室相切的进料管(8)；第一锥段腔室(13)为上大下小的圆锥台形腔室，且上端的内径与圆柱段腔室的内径相同，第二锥段腔室(14)为上大下小的圆锥台形腔室，且上端的内径与第一锥段腔室下端的内径相同、圆锥角β小于第一锥段腔室的圆锥角α，尾管(11)的内径与第二锥段腔室(14)下端的内径相同；所述圆柱段腔室(12)内壁、第一锥段腔室(13)内壁和第二锥段腔室(14)内壁衬有亲水材料(15)；所述绝缘外壳(9)的内腔高度＝所述圆柱段腔室(12)的高度+所述第一锥段腔室(13)的高度+所述第二锥段腔室(14)高度，绝缘外壳(9)上端设置有与所述圆柱段腔室上端的盖板组合的圆环形板体(9‑1)，所述圆环形板体(9‑1)上设置有与第一绝缘电极(3)匹配的插口(17)，且环绕所述插口设置有用于固定第一绝缘电极(3)的支架，绝缘外壳的下端设置有底盖(9‑2)，所述底盖的中心部位设置有与尾管(11)外径匹配的通孔，绝缘外壳的侧壁上部设置有输入电解质溶液的进液口(7)及供所述进料管(8)穿过的过孔，绝缘外壳的侧壁下部设置有排放电解质溶液的出液口(10)；所述绝缘破乳主体的圆柱段腔室(12)、第一锥段腔室(13)和第二锥段腔室(14)位于绝缘外壳(9)的内腔，绝缘破乳主体的尾管(11)从绝缘外壳底盖上的通孔伸出位于绝缘外壳之外，圆柱段腔室侧壁上部设置的进料管(8)端部从绝缘外壳侧壁上部设置的过孔伸出位于绝缘外壳之外，所述圆柱段腔室(12)上端的盖板(12‑1)与所述绝缘外壳上端的圆环形板体(9‑1)无缝隙固连，所述绝缘外壳下端的底盖(9‑2)与所述尾管(11)的外壁无缝隙固连，固连时应使绝缘破乳主体的中心线与绝缘外壳的中心线重合，固连后绝缘破乳主体外壁与绝缘外壳内壁之间形成装电解质溶液的环形腔体；所述第一绝缘电极(3)通过所述插口(17)插入绝缘破乳主体外壁与绝缘外壳内壁之间的环形腔体并由环绕插口的支架固定，所述第二绝缘电极(4)通过所述溢流管(5)插入绝缘破乳主体的圆柱段腔室(12)、第一锥段腔室(13)和第二锥段腔室(14)并由溢流管上端环形端面上设置的支架固定；所述电源发生器(1)放置在绝缘外壳之外，其上的正极和负极分别通过绝缘导线(2)与第一绝缘电极(3)和第二绝缘电极(4)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种静电旋流破乳装置，其特征在于包括绝缘破乳主体、绝缘外壳(9)、电极组件和电源发生器(1)；所述电极组件由第一绝缘电极(3)和第二绝缘电极(4)组成；所述绝缘破乳主体由上至下依次由中心线在一条直线上的圆柱段腔室(12)、第一锥段腔室(13)、第二锥段腔室(14)和尾管(11)组成；圆柱段腔室(12)的上端设置有盖板(12-1)，且盖板上安装有与圆柱段腔室相通的溢流管(5)，所述溢流管的中心线与圆柱段腔室的中心线重合，溢流管上端的环形端面上设置有用于固定第二绝缘电极的支架，圆柱段腔室的侧壁上部设置有与圆柱段腔室相切的进料管(8)；第一锥段腔室(13)为上大下小的圆锥台形腔室，且上端的内径与圆柱段腔室的内径相同，第二锥段腔室(14)为上大下小的圆锥台形腔室，且上端的内径与第一锥段腔室下端的内径相同、圆锥角β小于第一锥段腔室的圆锥角α，尾管(11)的内径与第二锥段腔室(14)下端的内径相同；所述圆柱段腔室(12)内壁、第一锥段腔室(13)内壁和第二锥段腔室(14)内壁衬有亲水材料(15)；所述绝缘外壳(9)的内腔高度＝所述圆柱段腔室(12)的高度+所述第一锥段腔室(13)的高度+所述第二锥段腔室(14)高度，绝缘外壳(9)上端设置有与所述圆柱段腔室上端的盖板组合的圆环形板体(9-1)，所述圆环形板体(9-1)上设置有与第一绝缘电极(3)匹配的插口(17)，且环绕所述插口设置有用于固定第一绝缘电极(3)的支架，绝缘外壳的下端设置有底盖(9-2)，所述底盖的中心部位设置有与尾管(11)外径匹配的通孔，绝缘外壳的侧壁上部设置有输入电解质溶液的进液口(7)及供所述进料管(8)穿过的过孔，绝缘外壳的侧壁下部设置有排放电解质溶液的出液口(10)；所述绝缘破乳主体的圆柱段腔室(12)、第一锥段腔室(13)和第二锥段腔室(14)位于绝缘外壳(9)的内腔，绝缘破乳主体的尾管(11)从绝缘外壳底盖上的通孔伸出位于绝缘外壳之外，圆柱段腔室侧壁上部设置的进料管(8)端部从绝缘外壳侧壁上部设置的过孔伸出位于绝缘外壳之外，所述圆柱段腔室(12)上端的盖板(12-1)与所述绝缘外壳上端的圆环形板体(9-1)无缝隙固连，所述绝缘外壳下端的底盖(9-2)与所述尾管(11)的外壁无缝隙固连，固连时应使绝缘破乳主体的中心线与绝缘外壳的中心线重合，固连后绝缘破乳主体外壁与绝缘外壳内壁之间形成装电解质溶液的环形腔体；所述第一绝缘电极(3)通过所述插口(17)插入绝缘破乳主体外壁与绝缘外壳内壁之间的环形腔体并由环绕插口的支架固定，所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹语晴，金央，李军，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：四川,51