[发明专利]一种非均匀脉冲电场耦合聚结介质的内锥油水旋流分离器

说明书

本发明公开了一种非均匀脉冲电场耦合聚结介质的内锥油水旋流分离器，包括：内锥旋流体(1)、溢流管(2)、进料管(3)、旋流管(4)、底流管(5)，其特征在于：内锥旋流体(1)、溢流管(2)分别与旋流管(4)形成密封连接；内锥旋流体(1)的内锥体结构由绝缘电极内锥体(1‑2)置于亲油疏水的聚结介质内锥体(1‑1)内部组成。利用非均匀脉冲电场增加高速旋流场中油水混合物分散相的碰撞频率以及油水混合物在聚结介质内椎体表面的碰撞频率，通过非均匀脉冲电场、聚结介质与高速旋流场的有效协同，实现油水混合物的快速、高效油水分离，装置分离效率高且稳定、能耗低，优势明显。

技术领域

本专利属于油水分离的技术领域，是一种非均匀脉冲电场耦合聚结介质的内锥油水旋流分离器。

背景技术

油水分离是石油、化工、冶金等工业领域的重要工序，如原油预脱水、含水乳化油液破乳脱水、含油污水处理等。对于含水量较大的油包水型乳化液或含油量较大的水包油型乳化液来说，如何实现乳化液的快速、高效油水分离，一直是油水分离技术领域关注的重点。随着我国近20年来石油化工、钢铁冶金等重工业的快速发展，大量的油水分离技术得到了关注和应用，其中，利用旋流产生离心力实现密度不同的油水两相分离的旋流器技术，因其占地小、分离效率高、可通过串并联实现大幅提高处理量等特点，得到了广泛应用。

常用的油水旋流分离器以外锥为主，旋流管、锥管段和底流管依次连接形成旋流器内腔，油水混合物通过切向进料或内设的旋流导叶形成高速旋流，密度较大的水相在高速旋流场的作用下形成外旋涡，沿旋流管、锥管段的管壁向下运动，经底流管排出；密度较小的油相向中心轴线方向运动，并在轴线中心形成一个向上运动的内旋涡，经溢流管排出。近年来，为提高油水旋流分离器的分离效率，大量的研究集中在锥管段和旋流导叶的结构优化上，如：基于双锥段结构提出了多种型式的锥型结构、基于不同叶型曲线的旋流导叶结构研究，等，但这类优化结构大都加工难度高，且较传统结构而言分离效率提高的程度有限，同时当油水混合物含机械杂质较多时容易引起底流管的堵塞。另外，为提高油水旋流分离器的分离效率，在外锥油水旋流分离器的基础上，有研究在溢流管外壁设置绝缘电极，再和旋流管一起分别与高压脉冲电场和接地端相连，在旋流管和溢流管之间形成高压脉冲电场，利用旋流+高压脉冲电场的耦合，提高油水分离的效率，这种方式尽管可以提高油水分离的效率，但脉冲电压大多在10kV以上，能耗较高，且高压脉冲电场和高速旋流耦合作用下容易出现电分散和高速旋转耦合产生二次乳化的问题，导致分离效率下降。

鉴于上述情况，如何在油水旋流分离器的基础上，耦合集成其他油水分离工序，实现油水混合物的快速、高效油水分离，是目前油水分离领域关注的重要问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对含水量较大的油包水型乳化液或含油量较大的水包油型乳化液，目前常用的油水旋流分离器加工难度高、分离效率有效，同时耦合高压脉冲电场的油水旋流分离器存在能耗高、分离效率易出现较大波动等不足，鉴于此，提出了一种非均匀脉冲电场耦合聚结介质的内锥油水旋流分离器，该油水旋流分离器利用绝缘电极和亲油疏水的聚结介质形成内椎体，利用非均匀脉冲电场增加旋流器油水混合物中分散相的碰撞频率，进而提高油水混合物的破乳效果和聚结效率，同时利用非均匀脉冲电场增加油水混合物在亲油疏水的聚结介质内椎体表面的碰撞频率，促进油相液滴在中心内椎体表面的聚结，有效地提高沿中心内椎体表面向上运动的内旋涡中的油相比例，提高油水分离效果，通过上述非均匀脉冲电场、聚结介质与高速旋流场的有效协同，实现油水混合物的快速、高效油水分离。

为达到上述目的，采用如下技术方案：

一种非均匀脉冲电场耦合聚结介质的内锥油水旋流分离器，包括：内锥旋流体(1)、溢流管(2)、进料管(3)、旋流管(4)、底流管(5)，其特征在于：所述的内锥旋流体(1)通过法兰、螺栓、螺母、垫片和O型圈与旋流管(4)形成密封连接；所述的溢流管(2)通过法兰、螺栓、螺母、垫片和O型圈与旋流管(4)形成密封连接。