本发明涉及一种带搅拌电极的电场分离装置及其分离方法，适用于油水乳化液破乳分离领域。
背景技术：
现代工业生产过程中，涉及油水乳化液的破乳分离应用范围极为广泛。油水乳化液一般由互不相溶的油、水两相在不同的乳化作用下形成，由于乳化稳定性的不同，其破乳分离的难易程度也不一样，采用高压电场是较为有效的针对乳化液的破乳分离方法。现有乳化液破乳分离工艺中应用的高压电场形式有交流、直流、高频电源和脉冲电源等多种形式，但对于机械能破乳的作用没有很好地衔接应用。由于乳化液分离后形成的过渡层——油水界面层具有水包油乳状液的特征，导致高压电场无法在界面层形成，也就是说一般电场对油水界面层没有破乳作用。而有效的机械能作用，如搅拌、振动能加速界面乳化膜的破碎，促进两相分离，从而快速地消除界面乳化层及乳化层对电场的影响，使电场破乳作用稳定发挥，大大提高乳化液破乳分离的效率、效果。
现有高压电场破乳技术一般采用静态电场，即电场区域存在于固定的电极结构区域内。由于油水分离依据油水密度差及自然沉降作用，必然造成油水乳化界面层区域。而油水乳化界面层为油包水和水包油乳状液过渡区，具有可导性，难以建立稳定而有效的电场作用。油水乳化层的分离效率制约了整个设备系统的运行效率和运行质量，有效地抑制乳化层的生长，是提高高压电场破乳技术的关键点。
现有高压电场破乳分离技术采用静态固定电场结构，在设备罐体内生成的油水界面层区域内不存在有效的电场，导致油水界面乳化层的破乳困难，制约了电场的破乳效率，进一步影响整个设备系统的稳定运行，缺点非常明显：
(1)电场在油水界面区域难以建立，由于不能有效破乳，界面乳化状况会很快加重，导致整个设备系统的电场崩溃失效；
(2)传统静态高压电场破乳分离技术对复杂的油水乳化液分离的适应性差，效率低，效果差，操作控制困难；
(3)由于乳化层导电性的负面影响，导致电场消耗的电能成倍增加，能耗高。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种带搅拌电极的电场分离装置及其分离方法，结合了高压电场破乳分离和机械破乳的双重作用，解决了传统高压电场破乳分离技术对油水乳化液分离工艺适应性差、效率低、处理效果差、能耗高的缺陷。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种带搅拌电极的电场分离装置，包括电场分离罐、转动供能装置、进出管线和电极区，所述转动供能装置包括减速电机、搅拌联动轴和绝缘轴封，所述进出管线包括进料系统、排油系统和排水系统，所述电极区位于电场分离罐中部，包括固定电极和转动轴电极，固定电极和转动轴电极在罐内交错分布，固定电极一侧设有金属固定支撑与罐体连接固定并接地，另一侧设有绝缘支撑与罐体连接固定，罐体外侧设有电极引入棒，电极引入棒与电场电源通过下部电缆线线路连接；转动轴电极与设置在罐体顶部的转轴连接装置相连，转轴连接装置和电场电源之间通过上部电缆线线路连接。
作为本申请的一种优选技术方案，所述减速电机位于电场分离罐的上方，通过搅拌联动轴与罐体顶部中间位置相连，搅拌联动轴与转动轴电极在电场分离罐顶部中间位置连接，在所述连接部位下方安装有绝缘轴封。
作为本申请的一种优选技术方案，所述转动轴电极上还设有绝缘网板。
作为本申请的一种优选技术方案，电场分离罐下方外壁一侧设有进料管线，罐内同一水平面设置进料分布管与进料管线管路连接；电场分离罐底部设置出水口，出水口外侧设置排液调节阀，排液调节阀与界位检测仪线路连接，界位检测仪位于电场分离罐下方外壁一侧，所述界位检测仪上平面在进料管线的下方；电场分离罐内上部设置出料收集管，与罐外设置的排料阀连接，排料阀与出料管线连接。
进一步的，所述进料分布管下方设置乳化液收集管，与罐体外侧设置的调节阀相连，调节阀后接乳液排放管线。
作为本申请的一种优选技术方案，所述电场分离罐还设有压力表、温度表和接地装置。
一种带搅拌电极的电场分离装置的分离方法，包括如下步骤：
(1)油水乳化液通过进料系统均匀分布在电场分离罐内，电极开启后形成电场区，电场区内的乳化液在电场作用下油水分离；
(2)转动供能装置带动转动轴电极在罐内电场区转动，促进油水乳化液的分离。在电场破乳和机械破乳的双重作用下，水分子从乳化液中脱除，沉降到分离罐底部，从底部排水系统排出，油滴在上层油层混合，从顶部排油系统排出。
作为本申请的一种优选技术方案，所述电场电源与转动轴电极或固定电极的任意一个相连，且固定电极不通电场电源时，采用金属固定支撑与罐体连接固定形成电场。
本发明采用动态搅拌电极和静态固定电极相结合，其中动态搅拌电极既可以作为电极，同时具有机械能转化作用，通过搅拌作用快速破坏乳化界面层的稳定性，从而消除乳化层的影响，大大提高高压电场破乳分离的效率和效果。
本发明提供的带搅拌电极的电场分离装置及其分离方法，与现有技术相比，本发明的显著优点有：
(1)本发明结合了电场破乳和机械破乳的双重功效，大大提高了传统电场分离工艺的效率、效果，提高了设备系统的适应性；
(2)本发明采用转动电极，匀化了电场区域的电场强度，减少电场区域局部放电及电场垮塌的发生，提高工艺设备运行稳定性；
(3)本发明可避免电场短路和高耗电操作状况的发生，大大节约运行能耗。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
其中：1-电场分离罐；2-减速电机；3-电场电源；4-转动轴电极；5-固定电极；6-进料管线；7-进料分布管；8-出料管线；9-出料收集管；10-搅拌联动轴；11-绝缘轴封；12-电极引入棒；13.绝缘支撑；14-金属固定支撑；15-排液调节阀；16-界位检测仪；17-转轴连接装置；18-乳液排放管线；19-压力表；20-温度表；21-上部电缆线；22-绝缘网板；23-下部电缆线。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征，目的和效果有更加清楚的理解，下面结合说明书附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例1：
参考图1，一种带搅拌电极的电场分离装置，包括电场分离罐1、转动供能装置、进出管线和电极区，电极区位于电场分离罐1中部，包括固定电极5和转动轴电极4，固定电极5和转动轴电极4在电场分离罐1内相对地交错分布，固定电极5一侧设有金属固定支撑14与罐体连接固定并接地，另一侧设有绝缘支撑13与罐体连接固定，罐体外侧设有电极引入棒12，电极引入棒12与电场电源3通过下部电缆线23线路连接；转动轴电极4与设置在电场分离罐1顶部的转轴连接装置17相连，转轴连接装置17和电场电源3之间通过上部电缆线21线路连接。
上述电极区这样设置，使固定电极5带电方式有两种：一种是不通电场电源3，采用金属固定支撑14与罐体连接固定并接地，此时转动轴电极4与电场电源3相连而带电；另一种方式是固定电极5与电场电源3连接，采用绝缘支撑13与罐体连接固定，此时断开转轴连接装置17使转动轴电极4不带电。
在本实施例中，转动供能装置包括减速电机2、搅拌联动轴10和绝缘轴封11，减速电机2位于电场分离罐1的上方，通过搅拌联动轴10与罐体顶部中间位置相连，在该中间位置设置密闭空间，搅拌联动轴10与转动轴电极4在电场分离罐1顶部中间位置连接，在所述连接部位下方安装有绝缘轴封11，绝缘轴封11位于该密闭空间内。
在本实施例中，为增加机械搅拌对罐内乳化液的接触和破乳作用，转动轴电极4上还设有绝缘网板22。
电场分离罐1下方外壁一侧设有进料管线6，通过调节阀调节流量，罐内同一水平面设置进料分布管7与进料管线6相连，电场分离罐1底部设置出水口，出水口外侧设置排液调节阀15，排液调节阀15与界位检测仪16线路连接，界位检测仪16位于电场分离罐1下方外壁一侧，所述界位检测仪16上平面在进料管线6的下方，电场分离罐1内上方设置出料收集管9，与罐外的出料调节阀相连，调节阀后接出料管线8，用于排出油相。
在本实施例中，进料分布管7下方设置乳化液收集管，乳化液收集管穿过罐体，在罐体外侧设置调节阀，与乳液排放管线18连接，顽固乳化液经该管线排出罐体，另作处理；电场分离罐1上壁外侧还设有压力表19和温度表20，下侧外壁设有接地装置。
实施例2：
基于实施例1的分离装置的分离方法，包括如下步骤：
(1)油水乳化液通过进料管线6进入电场分离罐1内，并通过进料分布管7在罐内达到合理分布。根据需要形成电场区，一种直接将固定电极5采用金属固定支撑14与罐体连接固定并接地，此时转动轴电极4与电场电源3相连而带电，一种是固定电极5与电场电源3相连，此时转动轴电极4不带电。电场区内的乳化液在电场作用下油水分离。
(2)启动减速电机2，带动转动轴电极4在罐内电场区转动，促进油水乳化液的分离。在电场破乳和机械破乳的双重作用下，水分子从乳化液中脱除，沉降到分离罐底部，从底部排水系统排出，油滴在上层油层混合，从顶部排油系统排出。
本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求为保护范围。