一种基于高压脉冲电场的旋流耦合破乳分离系统的制作方法

本发明涉及石油，尤其涉及一种基于高压脉冲电场的旋流耦合破乳分离系统。

背景技术：

1、脉冲电场是近年来的研究热点，被广泛应用到乳化油废水的破乳中，在脉冲电场作用下，可以通过水滴的偶极力使水滴变形，驱动水滴形成水滴链融合在一起下沉，最终实现油水分，随着国内原油的重劣质化日益严重，对现有的脉冲电脱水设备的分离效果要求日益增加，但是实际破乳脱水过程中，大部分的装置工作参数仍由人工进行设置，直接影响到污水处理的效果乃至装置长周期高效安全运行，因此如何自动化高效控制破乳分离装置的工作参数是当下人们亟待解决的问题。

2、中国专利公开号cn116103058a公布了一种电场破乳器，包括：电场破乳段、供乳化液流入的入口段和供乳化液流出的出口段，电场破乳段包括管壳，管壳内设置有接地电极板和与电源电连接的高压绝缘电极，接地电极板与管壳之间、相邻接地电极板之间围设出四周封闭的独立空间，并形成有流体通道，每个独立空间中至少设置一根高压绝缘电极，高压绝缘电极与管壳、接地电极板均间隔布置，流体通道与入口段、出口段相连通。由此可见，该方案中未考虑到乳化油废水中杂质、含水率以及脱水效果对参数设置的影响，导致破乳工作参数无法满足实际工作需求。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种基于高压脉冲电场的旋流耦合破乳分离系统，用以克服现有技术中破乳器无法根据实际乳化油废水的质量状态以及脱水效果调节工作参数导致破乳器的工作参数无法满足实际工作需求的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种基于高压脉冲电场的旋流耦合破乳分离系统，包括：

3、破乳分离单元，其包括若干电场旋流破乳装置，用以通过旋流以及螺旋电场针对目标乳化油废水进行破乳脱水；

4、数据采集单元，其与所述破乳分离单元相连，用以采集需求信息；

5、预处理单元，其与所述数据采集单元以及所述破乳分离单元相连，用以针对目标乳化油废水进行初始含水状态检测，并根据初始含水状态选择预处理模式；

6、数据分析单元，其与所述数据采集单元以及所述破乳分离单元相连，用以根据脱水状态确定分析调节模式，分析调节模式下针对杂质含量参考值进行检测，或，针对脱水参数进行调节；

7、针对脱水参数的调节中，检测第一压降和第二压降以确定压降状态，数据分析单元根据压降状态确定脉冲电压调节模式；

8、其中，需求信息包括目标乳化油废水的含水量、杂质含量、破乳脱水完成的乳化油的含水量、第一压降以及第二压降，预处理单元包括若干预处理装置，预处理装置分别为升温装置、离心脱水装置以及沉降装置。

9、进一步地，所述电场旋流破乳装置整体为圆柱形，由上至下分别包括进水区、聚结区、分离区以及出水区，其中，

10、进水区内设置有稳流锥，目标乳化油废水经过进水区由稳流锥外表面流入聚结区；

11、聚结区内设置有螺旋电极，螺旋电极外部包裹有绝缘材料，目标乳化油废水在聚结区内进行旋转流动；螺旋电极外接有脉冲电源，脉冲电源为螺旋电极供电，供电时的螺旋电极产生的电场施加到目标乳化油废水的流场中，使目标乳化油废水的水滴发生极化作用并产生振荡和聚结；

12、分离区内设置有溢流管，溢流管外接有溢流出口，目标乳化油废水在分离区仍保持离心旋转，其中密度较大的分散相水滴在离心力的作用下向边壁移动并向出水区流动，最终经底流口排出，中心区域则留下含水量较低的油水混合液，在内旋流的作用下向溢流管流动，最终经溢流管从溢流出口排出。

13、进一步地，预处理单元针对目标乳化油废水进行初始含水状态检测，并根据初始含水状态选择预处理模式，处理模式为针对目标乳液油废水的温度进行改变的第一处理模式、改变输送方向的第二处理模式以及针对目标乳液油废水进行单离心去水的第三处理模式；

14、所述处理模式的选择与所述初始含水状态所处的预设初始含水状态有关。

15、进一步地，第一处理模式下，采用升温装置针对目标乳液油废水进行升温，第二处理模式下，不同的输送方向对应不同的电场旋流破乳装置，不同的电场旋流破乳装置的聚结区长度不同，第三处理模式下，采用离心脱水装置针对目标乳液油废水进行预脱水。

16、进一步地，数据分析单元针对脱水状态进行检测，并根据脱水状态确定分析调节模式，

17、若脱水状态处于第一预设脱水状态，数据分析单元判定针对杂质含量参考值进行检测；

18、若脱水状态处于第二预设脱水状态，数据分析单元判定针对脱水参数进行调节。

19、进一步地，第一预设脱水状态为脱水参考值处于预设脱水参考值范围且脱水稳定度小于预设脱水稳定度，第二预设脱水状态为脱水参考值处于需调节脱水参考值范围。

20、进一步地，脱水状态处于第一预设脱水状态时，数据分析单元检测杂质含量参考值；

21、若杂质含量参考值处于第一预设杂质含量参考值范围，数据分析单元判定针对沉降时间进行调节；

22、若杂质含量参考值处于第二预设杂质含量参考值范围，数据分析单元判定针对入口流量进行调节。

23、进一步地，脱水状态处于第二预设脱水状态时，数据分析单元检测第一压降和第二压降以确定压降状态，数据分析单元根据压降状态确定脉冲电压调节模式；

24、若压降状态为第一预设压降状态，数据分析单元判定针对脉冲电压进行增大调节；

25、若压降状态为第二预设压降状态，数据分析单元判定针对脉冲电压进行试调节并根据压降响应状态确定调节脉冲电压或入口流量。

26、进一步地，压降响应状态包括第一压降上升且第二压降下降的第一压降响应状态以及第一压降上升且第二压降上升的第二压降响应状态。

27、进一步地，第一压降响应状态下，针对入口流量进行增大调节，第二压降响应状态下，针对脉冲电压进行增大调节。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明技术方案中，螺旋电极具有较好的非均匀性，能加速水滴聚结并减少水滴破碎，预处理单元针对目标乳化油废水进行初始含水状态检测，并根据初始含水状态选择预处理模式，使得预处理模式的选择更加符合实际乳化油废水的质量情况，避免现有技术单一或固定组合的预处理方式导致的能源的浪费，并且，数据分析单元针对脱水状态进行检测，并根据脱水状态确定分析调节模式，使得分析调节模式的选择更加符合实际工作场景，通过脱水状态反映系统工作是否稳定，以及，脱水状态处于第二预设脱水状态时，数据分析单元检测第一压降和第二压降以确定压降状态，数据分析单元根据压降状态确定脉冲电压调节模式，避免脉冲电压和入口流量的调节选择不合理，导致入口流量过大削弱破乳脱水效果或脉冲电压过大导致能源的浪费以及减小溢流出口压降，进而，本发明提高了破乳工作参数的准确性，进一步提高了破乳脱水效果。

技术特征：

1.一种基于高压脉冲电场的旋流耦合破乳分离系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于高压脉冲电场的旋流耦合破乳分离系统，其特征在于，所述电场旋流破乳装置整体为圆柱形，由上至下分别包括进水区、聚结区、分离区以及出水区，其中，

3.根据权利要求2所述的基于高压脉冲电场的旋流耦合破乳分离系统，其特征在于，预处理单元针对目标乳化油废水进行初始含水状态检测，并根据初始含水状态选择预处理模式，处理模式为针对目标乳液油废水的温度进行改变的第一处理模式、改变输送方向的第二处理模式以及针对目标乳液油废水进行单离心去水的第三处理模式；

4.根据权利要求3所述的基于高压脉冲电场的旋流耦合破乳分离系统，其特征在于，第一处理模式下，采用升温装置针对目标乳液油废水进行升温，第二处理模式下，不同的输送方向对应不同的电场旋流破乳装置，不同的电场旋流破乳装置的聚结区长度不同，第三处理模式下，采用离心脱水装置针对目标乳液油废水进行预脱水。

5.根据权利要求4所述的基于高压脉冲电场的旋流耦合破乳分离系统，其特征在于，数据分析单元针对脱水状态进行检测，并根据脱水状态确定分析调节模式，

6.根据权利要求5所述的基于高压脉冲电场的旋流耦合破乳分离系统，其特征在于，第一预设脱水状态为脱水参考值处于预设脱水参考值范围且脱水稳定度小于预设脱水稳定度，第二预设脱水状态为脱水参考值处于需调节脱水参考值范围。

7.根据权利要求6所述的基于高压脉冲电场的旋流耦合破乳分离系统，其特征在于，脱水状态处于第一预设脱水状态时，数据分析单元检测杂质含量参考值；

8.根据权利要求7所述的基于高压脉冲电场的旋流耦合破乳分离系统，其特征在于，脱水状态处于第二预设脱水状态时，数据分析单元检测第一压降和第二压降以确定压降状态，数据分析单元根据压降状态确定脉冲电压调节模式；

9.根据权利要求8所述的基于高压脉冲电场的旋流耦合破乳分离系统，其特征在于，压降响应状态包括第一压降上升且第二压降下降的第一压降响应状态以及第一压降上升且第二压降上升的第二压降响应状态。

10.根据权利要求9所述的基于高压脉冲电场的旋流耦合破乳分离系统，其特征在于，第一压降响应状态下，针对入口流量进行增大调节，第二压降响应状态下，针对脉冲电压进行增大调节。

技术总结
本发明涉及石油技术领域，尤其涉及一种基于高压脉冲电场的旋流耦合破乳分离系统，包括：破乳分离单元，用以通过旋流以及螺旋电场针对目标乳化油废水进行破乳脱水；数据采集单元，用以采集需求信息；预处理单元，用以针对目标乳化油废水进行初始含水状态检测，并根据初始含水状态选择预处理模式；数据分析单元，用以根据脱水状态确定分析调节模式，分析调节模式下针对杂质含量参考值进行检测，或，针对脱水参数进行调节；针对脱水参数的调节中，检测第一压降和第二压降以确定压降状态，数据分析单元根据压降状态确定脉冲电压调节模式；根据实际乳化油废水的质量状态以及脱水效果调节工作参数，进而提高破乳工作参数的精度，以满足实际工作需求。

技术研发人员：张传兵,郭倩倩,徐亚慧,庄云萍,赵曙光,吴曼静,李瑞明,潘永超,张辉,刘怀凯,司程远,蒋迎磊
受保护的技术使用者：华夏碧水环保科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24