一种电脱盐废水分离器的制作方法

一种电脱盐废水分离器
1.技术领域
2.本发明涉及炼油工业常减压装置电脱盐系统技术领域，具体涉及一种电脱盐废水分离器。


背景技术：

3.电脱盐装置是炼化行业不可缺少的装置之一，其运行效果在相当程度上影响炼油装置的长期平稳运行。近几年，随着各大油田进入开发中后期，表面活性剂、聚合物驱等强化采油方法大量使用，从地下采出的原油乳化严重，使得电脱盐废水的水质更为复杂，对废水中油含量指标的控制也更为困难，严重影响后续污水处理系统的正常运行；同时为了提高原油利用率，回收的重污油经初步处理后掺混到原油中回炼，进一步加剧了原油的乳化，也使电脱盐废水的水质劣化。
4.cn202530047u公开了一种原油电脱水装置，其由脱水罐体、进油口、出油口、进油分布器、复合板电极、绝缘支架、变压器、排水口、堰板组成，复合板电极由外径5~20mm碳钢金属管和均匀涂在碳钢金属管外表面上1~3mm厚的绝缘层组成，该装置脱水效率高，防止电弧的产生。但缺点是：仅通过不同的电极形式进行电场脱水分离，未结合利用重力沉降和旋流分离的技术优势，适用范围较窄。
5.cn205046060u一种具有电脱盐脱水功能的油水分离器，包括压力容器的壳体及壳体前、后上端设置的原油入口、出口及下端设置的水出口，所述压力容器的壳体内从上到下分为稳流沉降区、油相区、水相区三部分；在所述原油入口、出口之间的壳体内依次安装有油水分离聚结板、堰板，该堰板后方从上到下水平设置有第一、第二直流电极板，该第一直流电极板由壳体外部的直流高压电源供电而形成直流强电场区，而第二直流电极板由壳体外部的直流低压电源供电而形成直流弱电场区；所述油水分离聚结板和堰板延伸至水相区内，第一、第二直流电极板设置在油相区内。本发明兼具油(气)、水分离器与电脱盐脱水装置的功能于一体，降低了耗能量。但缺点是：同样未结合利用重力沉降和旋流分离的技术优势，且未考虑前序工艺流程中板式换热器及电脱盐罐等设备携带的伴生气的脱除，适用范围偏窄。
6.现有的电脱盐废水直接经电脱盐装置内设置的重力法或旋流法设施进行油水分离，废水仍然乳化带油严重，含油量大于150ppm，达不到污水处理装置的入口要求，对其隔油-浮选-生化工艺处理带来很大影响，可能造成废水堵库或产生大量含油污泥。因此为了达到更高的环保要求，缓解因排水含油对后续装置的影响，进一步降低装置的加工能耗损失，亟需设计一种针对电脱盐装置外排废水的油水分离装置。


技术实现要素：

7.本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种电脱盐废水分离器，将集
输工艺中日益兴起的静电聚结分离模块安装到电脱盐废水分离器内，采用电场与旋流场的协同作用，结合曲面波纹流道，减少废水中的油含量，提高油水分离效率，有利于后续装置的隔油-浮选-生化工艺处理平稳运行。
8.为实现上述目的，本发明提供一种电脱盐废水分离器，其技术方案是：一种电脱盐废水分离器，包括卧式筒体，其特征在于：该电脱盐废水分离器还包括立式筒体、静电聚结单元和第二变压器，所述卧式筒体内部的右侧于卧式筒体底部竖直设置堰板，所述堰板左侧的卧式筒体底部设置水出口，堰板右侧的卧式筒体底部设置油出口，所述立式筒体竖直插入卧式筒体左侧，所述静电聚结单元位于立式筒体与堰板之间的卧式筒体内部，静电聚结单元与第二变压器之间通过高压电缆和第一低压电缆进行电连接，所述立式筒体的上部左侧设有入口管，立式筒体的上部右侧设有第一排气管，立式筒体的中心轴处设置有电极组件，立式筒体的顶部和底部分别设置有顶部封堵组件和底部封堵组件，立式筒体内部设置有第一变压器，所述第一变压器顶部设置有低压接线端，第一变压器的底部与电极组件顶端连接，所述第一变压器的顶端与顶部封堵组件进行密封连接，所述低压接线端向上穿过顶部封堵组件，所述底部封堵组件的中心处设有出口管。
9.本发明所述一种电脱盐废水分离器，所述入口管的侧壁与立式筒体的侧壁相切。
10.本发明所述一种电脱盐废水分离器，所述入口管为渐缩入口管。
11.本发明所述一种电脱盐废水分离器，所述静电聚结单元包括若干沿前后方向平行设置的波纹电极板，相邻波纹电极板之间形成流道，第二静电聚结单元的顶部通过第一悬挂绝缘子与卧式筒体内壁固定连接。
12.本发明所述一种电脱盐废水分离器，其中第二变压器优选设置在卧式筒体内部，于堰板右侧设置；所述第二变压器设置在卧式筒体内部时，卧式筒体的右端设有电缆引线孔，第二变压器通过电缆引线孔接入第二低压电缆，第二变压器通过悬挂绝缘子与卧式筒体内壁固定连接。
13.本发明所述一种电脱盐废水分离器，所述电极组件包括呈圆筒形结构的电极，所述电极的外壁面上包覆有绝缘层，所述电极的底端通过电极支架与立式筒体的内壁面进行连接；所述电极与立式筒体进行同轴设置。
14.本发明所述一种电脱盐废水分离器，优选的，所述顶部封堵组件包括密封法兰盖和绝缘橡胶垫，所述立式筒体的顶端设有顶端法兰，所述密封法兰盖与顶端法兰进行螺栓连接，所述绝缘橡胶垫设置在密封法兰盖与顶端法兰之间。
15.本发明所述一种电脱盐废水分离器，优选的，所述底部封堵组件为椭圆形封头，所述底部封堵组件的顶端外围设有底部封堵法兰，所述立式筒体的底端设有底端法兰，所述底部封堵法兰与底端法兰进行螺栓连接，所述出口管设置在底部封堵组件的底部中心处。
16.本发明所述一种电脱盐废水分离器，优选的，所述电极支架包括若干根径向固定支腿，所述径向固定支腿沿圆周方向等角度分布，所述径向固定支腿的外侧面为弧面；所述径向固定支腿上表面中心处设有圆形支撑槽，所述支撑槽内安装电极；所述底部封堵法兰上表面的内径小于立式筒体内径，所述底部封堵法兰的内壁面与立式筒体内壁面之间形成支撑台阶，所述径向固定支腿的底面与支撑台阶的上表面接触，所述径向固定支腿的外侧面与立式筒体的内壁面接触。
17.本发明所述一种电脱盐废水分离器，优选的，所述径向固定支腿共有四根，所述径
向固定支腿之间的角度为90
°
。
18.本发明所述一种电脱盐废水分离器，优选的，所述卧式筒体的右侧上部设有第二排气管，所述第一排气管与第二排气管相连通。
19.本发明所述一种电脱盐废水分离器，优选的，所述静电聚结单元由环氧树脂浇注而成。
20.本发明主要用于常减压装置减压塔顶，其与现有技术相比所具有的有益效果如下：（1）本发明所述电脱盐废水分离器，通过立式筒体、卧式筒体、静电聚结单元实现含油污水的高效破乳以及油水分离；立式筒体中采用电场与旋流场的协同作用，电场促使油中水滴相互吸引、碰撞合并成大水滴；旋流场一方面提高油中水滴碰撞强度和频率，加速水滴聚并过程，另一方面使油中水滴在筒体内壁聚集形成水膜，进一步增加环形流道内电场强度，提高油中水滴聚结效率。
21.（2）本发明所述电脱盐废水分离器，所述静电聚结单元中流道内均为非均匀高压电场，利用介电泳现象强化分散相水滴聚结；且流道均为曲面波纹通道，利用浅池理论和湍流脉动作用，增加分散相水滴的碰撞几率，在保证油水分离效率的同时能够显著缩短水力停留时间，提高分离效率。
22.下面用附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明，但并不限制本发明的范围。
附图说明
23.图1是本发明一种电脱盐废水分离器的结构示意图；图2是本发明一种电脱盐废水分离器中立式筒体的内部结构示意图；图3是图2的a-a向剖视图；图4是本发明一种电脱盐废水分离器中电极支架的结构示意图；图5是本发明一种电脱盐废水分离器中静电聚结单元的结构示意俯视图；图中所示附图标记为：1-卧式筒体，101-堰板，102-水出口，103-油出口，104-电缆引线孔，105-第二排气管；2-立式筒体， 201-入口管，202-第一排气管，203-顶部封堵组件，204-底部封堵组件，205-出口管，206-电极，207-绝缘层，208-电极支架，2081-径向固定支腿，2082-支撑槽，209-第一变压器，210-低压接线端，211-密封法兰盖，212-绝缘橡胶垫，213-顶端法兰，214-底部封堵法兰，215-底端法兰，216-支撑台阶；3-静电聚结单元，301-波纹电极板，302-流道；5-第二变压器，501-悬挂绝缘子，502-第二低压电缆，503-高压电缆，504-第一低压电缆。
具体实施方式
24.如图1所示，本发明一种电脱盐废水分离器，包括卧式筒体1、立式筒体2、静电聚结单元3和第二变压器5，所述卧式筒体1内部的右侧于卧式筒体1底部竖直设置堰板101，所述堰板101左侧的卧式筒体1底部设置水出口102，堰板101右侧的卧式筒体1底部设置油出口
103，所述立式筒体2竖直插入卧式筒体1左侧，所述静电聚结单元3位于立式筒体2与堰板101之间的卧式筒体1内部，静电聚结单元3与第二变压器5之间通过高压电缆503和第一低压电缆504进行电连接，如图2所示，所述立式筒体2的上部左侧设有入口管201，立式筒体2的上部右侧设有第一排气管202，立式筒体2的中心轴处设置有电极组件，立式筒体2的顶部和底部分别设置有顶部封堵组件203和底部封堵组件204，立式筒体2内部设置有第一变压器209，所述第一变压器209位于入口管201和第一排气管202上方，所述第一变压器209顶部设置有低压接线端210，第一变压器209的底部与电极组件顶端连接，所述第一变压器209的顶端与顶部封堵组件203进行密封连接，所述低压接线端210向上穿过顶部封堵组件203，所述底部封堵组件204的中心处设有出口管205。
25.所述第二变压器5优选设置在卧式筒体1内部，于堰板101右侧设置；所述第二变压器5设置在卧式筒体1内部时，卧式筒体1的右端设有电缆引线孔104，第二变压器5通过电缆引线孔104接入第二低压电缆502，第二变压器5通过悬挂绝缘子501与卧式筒体1内壁固定连接。第二变压器5内置于卧式筒体1的油室中，被绝缘油所淹没，为静电聚结单元3提供高压电源，第二变压器5采用内置设计时，可以通过低压电缆502从外界引入低压电。
26.如图2-3所示，所述入口管201的侧壁与立式筒体2的侧壁相切。所述入口管201优选为渐缩入口。含油污水经入口管201切向进入立式筒体2，在立式筒体2内部形成旋流场，而入口管201的渐缩设置能够保证旋流达到所需的旋流强度和湍流强度；所述立式筒体2的上部右侧设有第一排气管202，第一排气管202将挥发的轻组分及时排出，防止装置发生气阻；所述立式筒体2的顶部和底部分别设置有顶部封堵组件203、底部封堵组件204，所述底部封堵组件204的中心处设有出口管205，出口管205将经电场与旋流场协同作用后水滴粒径显著增大的含油污水从排出进入后续卧式筒体1中。
27.如图2所示，所述立式筒体2的中心轴处设置有电极组件，所述电极组件包括呈圆筒形结构的电极206，从而在立式筒体2与电极206之间形成环形通道；所述电极206的外壁面上包覆有绝缘层207，所述电极206的底端通过电极支架208与立式筒体2的内壁面进行连接；所述电极206与立式筒体2进行同轴设置；其中绝缘层207以及电极206与立式筒体2的同轴设置保证装置内电场分布均匀且在处理含水率较高的含油污水时不发生电击穿。
28.如图2所示，所述立式筒体2内部设置有第一变压器209，使用时立式筒体2接地作为低压电极，外部低压交流电通过低压接线端210接入第一变压器209，经第一变压器209转换为高压交流电后施加在电极206上，在立式筒体2与电极206之间的环形通道中形成高压电场；其中第一变压器209的内置，及用低压接线端210替换装置外高压电线，保证装置的操作安全性。
29.所述静电聚结单元3位于立式筒体2与堰板101之间的卧式筒体1内部，所述静电聚结单元3的前、后两端与卧式筒体1的内壁固定连接；如图5所示，所述静电聚结单元3包括若干沿前后方向平行设置的波纹电极板301，即波纹电极板301竖直设置，相邻波纹电极板301之间形成流道302；流道302采用曲面波纹通道设计，利用浅池理论和湍流脉动作用，增加分散相水滴的碰撞几率，能够显著缩短水力停留时间，同时流道302还具有整流作用；波纹电极板301竖直平行放置，在流道302中产生非均匀高压电场，利用介电泳现象强化分散相水滴聚结；优选的，如图2所示，所述顶部封堵组件203包括密封法兰盖211和绝缘橡胶垫212，所述
立式筒体2的顶端设有顶端法兰213，所述密封法兰盖211与顶端法兰213进行螺栓连接，所述绝缘橡胶垫212设置在密封法兰盖211与顶端法兰213之间。
30.优选的，如图2所示，所述底部封堵组件204为椭圆形封头，所述底部封堵组件204的顶端外围设有底部封堵法兰214，所述立式筒体2的底端设有底端法兰215，所述底部封堵法兰214与底端法兰215进行螺栓连接，所述出口管205设置在底部封堵组件204的底部中心处。
31.优选的，如图4所示，所述电极支架208包括若干根径向固定支腿2081，所述径向固定支腿2081沿圆周方向等角度分布，所述径向固定支腿2081的外侧面为弧面；所述径向固定支腿2081上表面中心处设有圆形支撑槽2082，所述支撑槽2082内安装电极206；所述底部封堵法兰214上表面的内径小于立式筒体2内径，所述底部封堵法兰214的内壁面与立式筒体2内壁面之间形成支撑台阶216，所述径向固定支腿2081的底面与支撑台阶216的上表面接触，所述径向固定支腿2081的外侧面与立式筒体2的内壁面接触，即电极支架208支撑在支撑台阶216上。
32.优选的，所述径向固定支腿2081共有四根，所述径向固定支腿2081之间的角度为90
°
；四根径向固定支腿2081的设置能够最大程度的保证含油污水中碰撞聚结的水滴不被破坏，保证聚结效果。
33.优选的，所述卧式筒体1的右侧上部设有第二排气管105，所述第一排气管202与第二排气管105相连通；第二排气管202将挥发的轻组分及时排出。
34.优选的，所述静电聚结单元3由环氧树脂浇注而成，能够有效避免电击穿问题，对于高含水原油可以施加更高的电压来进行脱水处理。
35.本发明所述的一种电脱盐废水分离器，其具体实施方式如下：立式筒体2接地作为低压电极，外部低压交流电通过低压接线端210接入内置第一变压器209，经第一变压器209转换为高压交流电后施加在电极206上，在立式筒体2与电极206之间的环形通道中形成高压电场；外部低压交流电通过低压电缆502接入内置第二变压器5，经第二变压器5转换为高压交流电后为静电聚结单元3提供高压电源。
36.含油污水从切向入口管201进入环形流道形成旋流场；在旋流场中，油水密度差导致油水两相所受离心力存在差异，密度较大的水滴径向运动至筒体内壁处，在此过程中，旋流离心力的存在增加了油中水滴的碰撞强度和频率；而立式筒体2的电场作用使油中水滴受高压电场的极化和静电感应，使水滴两端带上不同电性的电荷，形成诱导偶极，相邻水滴的正负偶极相互吸引，促进水滴相互靠近，进而发生聚结；与此同时，旋流场的作用使密度大的水滴径向运动至筒体内壁，水滴在筒体内壁聚并形成水膜，由上至下水膜厚度不断增加，电极间距不断减小，导致电场强度不断增加，进一步促进油中水滴发生聚并；最后水滴粒径显著增大的含油污水从出口管205排出进入卧式筒体1中。
37.进入卧式筒体1的含油污水中首先经过静电聚结单元3进行二级分离，通过静电聚结单元3的含油污水层减薄，分离相水滴粒径增大，随后进入后面的沉降段进行三级分离。最终分离出来的水经由水出口102分出，分离出来的油溢过堰板101进入油室，经油出口103分出。
38.在本发明的描述中，需要理解的是，术语
ꢀ“
上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化
描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
39.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。