[发明专利]一种非均匀电场耦合介质聚结的破乳装置及方法

说明书

本发明公开了一种非均匀电场耦合介质聚结的破乳装置，所述装置包括分离腔体，设置于所述分离腔体外壁的进液口、水相出口和油相出口；所述分离腔体内部设有电极组件，用于提供强制迁移乳液中油滴的电场，所述电极组件包括板状的金属电极，固定所述板状的金属电极的固定孔板，电源和通电导线；所述电极组件内部均匀填充有由介质颗粒组成的介质聚结单元；所述分离腔体靠近水相出口和油相出口的内部上端设有一油水分离组件。本发明还公开了一种利用上述装置的非均匀电场耦合介质聚结的破乳方法，所述装置和方法利用产生非均匀电场的电极组件与填充介质的耦合作用进行水包油乳液的破乳除油，强化破乳过程，破乳除油深度高。

技术领域

本发明属于石油化工油水分离领域，具体涉及一种非均匀电场耦合介质聚结的破乳装置及方法。

背景技术

石油化工领域会产生大量含油废水，大多为油滴粒径在0.1～10μm的乳化油滴，由于油滴粒径较小，表面存在电荷且含有乳化剂的原因，该类油滴较难分离。随着国家可持续发展战略目标的要求和节能环保意识的提高，人们逐渐重视对含油废水的处理，而对水包油状态的乳化液破乳是处理含油废水的关键。传统的针对乳化液的破乳方法中，破乳剂法工艺简单但成本高，容易造成二次污染；活性污泥法能耗低、运行费用低但会形成新的污染且操作管理复杂；膜法操作简单、无二次污染但容易阻塞且成本较高；气浮法不适合对水质要求严格，适用范围窄；吸附法效力效果好但处理量不高，还需进行二次处理。电场破乳虽前景广阔、潜力巨大但仍处于起步阶段而且采用电场破乳单一的分离技术往往具有不同程度的局限性。因此开发一种新型高效的破乳方法处理水包油乳液，具有重大的积极意义和经济价值。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种非均匀电场耦合介质聚结的破乳装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种非均匀电场耦合介质聚结的破乳装置，所述装置包括分离腔体，设置于所述分离腔体外壁底端的进液口和设置于所述分离腔体外壁顶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；所述分离腔体内部设有电极组件，用于提供强制迁移乳液中油滴的电场，所述电极组件包括板状的金属电极，固定所述金属电极的固定孔板，电源和通电导线；所述电极组件内部均匀填充有由介质颗粒组成的介质聚结单元，用于捕获乳液中的油滴并使油滴聚结长大；所述分离腔体靠近水相出口和油相出口的内部上端设有一油水分离组件，用于促进破乳后的油相和水相的分离。

根据本发明的优选实施例，所述固定孔板包括上下两片材质为聚四氟乙烯的固定孔板，所述固定孔板上设有长条形的开口，所述金属电极的两端穿入所述开口，进而由所述上下两片固定孔板固定。

根据本发明的优选实施例，所述板状的金属电极包括若干块板状的正极电极和负极电极，所述正极电极和负极电极竖直放置在所述分离腔体内部，且每相邻两块金属电极以相同间隔平行布置，相邻两块金属电极的极性相反；所述若干块正极电极和负极电极分别通过通电导线连接串联组成电极组件的正极和负极，并通过通电导线与电源连接。

根据本发明的优选实施例，所述每块金属电极的形状大小相同，高度为0.6-3m，长度为0.5-2.8m，厚度为0.01-0.3m；每相邻两块金属电极的间隔为0.01-0.5m。

根据本发明的优选实施例，所述固定孔板的长度为0.5-3m，宽度为0.5-2.8m，厚度为0.02-0.08m，两片固定孔板分别固定在所述板状的金属电极距离上下两端0.1m处的位置。

根据本发明的优选实施例，所述组成介质聚结单元的介质颗粒为一种或多种亲油性或亲油性与疏油性组合的介质颗粒；所述介质颗粒为尺寸0.2-5mm的球形或异形颗粒；所述介质颗粒为单一尺寸或多种尺寸分层填充，组成不同型式的介质床层。

根据本发明的优选实施例，所述分离腔体从20％高度至70％高度的区间为电场与介质协同破乳区间，70％高度至顶部的区间为收油分水区间；所述油水分离组件与所述分离腔体的顶部的距离为所述分离腔体高度的5％-15％。