CN113307337B - 一种电场耦合导电颗粒床层的水包油乳液破乳分离装置 - Google Patents

一种电场耦合导电颗粒床层的水包油乳液破乳分离装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电场耦合导电颗粒床层的水包油乳液破乳分离装置，包括壳体1、盖板2、导电颗粒床层3、多孔套筒4、柱状电极5、多孔板6、进液口7、电源8、挡板9、出油口10、上隔板11、下隔板12、出水口13、轮子14，其特征在于：装置内部形成缓冲、破乳和分离三个单元部分。缓冲单元为壳体1左下部的腔室；破乳单元位于缓冲单元的上部由盖板2、导电颗粒床层3、多孔套筒4、柱状电极5、多孔板6组成；分离单元位于缓冲单元和破乳单元的右侧，由挡板9、上隔板11、下隔板12及其腔室组成。水包油乳液依次经过缓冲、破乳和分离单元发生混合、破乳和分离。本发明可提高水包油乳液的分离效率，有效回收油类和水资源，技术、经济优势明显。

Description

一种电场耦合导电颗粒床层的水包油乳液破乳分离装置
技术领域
本专利属于含油废水电场破乳分离的技术领域，是一种耦合电场和导电颗粒床层共同对水包油乳液破乳分离的装置。
背景技术
含油废水中占比较高、处理难度大、性质稳定的乳化含油废水是油水分离领域研究的重点和难点。随着社会和经济的不断发展，大量工业和人类生活中的乳化含油废水被排放到环境中，不仅严重污染生态环境，而且浪费了大量的油类和清洁水资源，不利于国民经济和社会的可持续发展。因此，对乳化含油废水形成的水包油乳液进行破乳分离、并回收油类和清洁水资源具有重要的意义和价值。
水包油乳液的电场破乳分离技术因其无药剂添加、设备和工艺简单、破乳仅消耗电能、绿色无二次污染、操作简便、占地面积小等特点相比传统的化学、生物和物理破乳法具有一定的优势。因此，电场对水包油乳液的破乳分离在近年来受到了广泛的关注和研究。但是，目前常规的利用单一形式电场破乳的设备由于破乳电压较低而使得乳液中油滴受力较小，油滴运动、聚结效果不佳。虽然单一形式的电场能够实现水包油乳液的破乳，但破乳分离效率较低，不能很好的满足实际油水分离的需要。
因此，开发并应用高效、复合型的水包油乳液电破乳分离装置成为提高油水电破乳分离效率的关键和突破口。而利用电场耦合其它破乳手段，共同作用于水包油乳液，实现水包油乳液的高效破乳分离，也正成为水包油乳液电破乳分离发展的主流方向。因而，相应的电场耦合其他破乳方法的水包油乳液破乳分离设备的开发和应用也将成为含油废水处理领域研究的重要内容和组成部分。
发明内容
本发明的目的在于：针对单一形式的水包油乳液电破乳分离工艺及设备中存在的破乳效果不佳、油水分离效率不高的问题，提出了一种电场耦合导电颗粒床层对水包油乳液破乳分离的装置。通过导电颗粒床层和柱状电极共同在床层空隙中形成非均匀分布的电场，耦合电场的电泳、极化、聚结和颗粒床层的捕捉、挤压、吸附、过滤等作用，增大电场对油滴的作用力。进一步增强油滴间的相互运动接触和电场对油滴的聚结作用，驱动水包油乳液油滴快速有效的接触、聚结、并合并成大油滴，从而增强电场对水包油乳液的破乳效果。随后，通过分离单元对破乳后的乳液进行强化油水分离，最终达到提高水包油乳液电破乳分离效率的目的。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电场耦合导电颗粒床层的水包油乳液破乳分离装置，包括壳体1、盖板2、导电颗粒床层3、多孔套筒4、柱状电极5、多孔板6、进液口7、电源8、挡板9、出油口10、上隔板11、下隔板12、出水口13、轮子14，其特征在于：装置内部形成缓冲单元、破乳单元和分离单元三个部分。
进一步，所述的缓冲单元主要为壳体1左下部的腔室。
进一步，所述的破乳单元位于缓冲单元的上部由盖板2、导电颗粒床层3、多孔套筒4、柱状电极5、多孔板6组成，其中柱状电极5置于多孔套筒4内加以安装固定，多孔套筒4下端与多孔板6连接固定、上端与盖板2连接固定。
进一步，所述的分离单元位于缓冲单元和破乳单元的右侧，由挡板9、上隔板11、下隔板12及其腔室组成。
进一步，所述的壳体1为长方体结构，长度为0.2m~3.5m，宽度为0.2m~3.5m，高度为0.3m~6.5m，壳体厚度为0.1~10mm，长宽比为1~1.8，长高比为0.3~1，材质为铁、不锈钢。
进一步，所述的壳体1底部支座安装有4个轮子，为移动式水包油乳液破乳分离装置。
进一步，所述的壳体1内、外壁和进液口7、出油口10、出水口13的内、外表面均涂覆绝缘涂层。
进一步，所述的盖板2和多孔板6为开孔的正方形或长方形绝缘板，材质为有机玻璃、聚四氟乙烯、陶瓷、玻璃、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯。
进一步，所述的盖板2和多孔板6长度为0.18m~3.5m，宽度为0.18m~3.5m，长宽比为1:4~4:1，厚度为1~25mm，板上小通孔直径为0.5~100mm，小孔的布置按照矩形排列，前后和左右相邻两小孔中心距为2~120mm。
进一步，所述的盖板2上开有1~36个大通孔，孔径为5~150mm，前后和左右相邻两大孔中心距为50~500mm，大孔按矩形排列。
进一步，所述的多孔板6上开有1~36个盲孔，孔径为5~150mm，盲孔深度0.5~18mm，前后和左右相邻两盲孔中心距为50~500mm，盲孔按矩形排列。
进一步，所述的多孔板6底面距壳体1底面垂直距离为0.05~1.5m。
进一步，所述的导电颗粒在壳体1内多孔板6上面进行填充，形成导电颗粒固定床层3，颗粒特征尺寸为0.5~80mm，床层厚度为壳体1高度的1/3~5/6，床层孔隙率为8.5%~43%。
进一步，所述的多孔套筒4的数量为1~36个，呈矩形排列，高度为壳体1高度的1/2~6/7，外径为5~150mm，厚度为0.5~20mm，材质为有机玻璃、聚四氟乙烯、陶瓷、玻璃、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯。
进一步，所述的多孔套筒4表面沿径向开孔，孔径为0.5~15mm，开孔按照矩形排布，相邻两孔中心距为1.2~30mm。
进一步，所述的多孔套筒4内部安装有柱状电极5，柱状电极高度为套筒高度的1.05~1.5倍，电极外径为2~100mm。
进一步，所述的进液口7、出油口10、出水口13的外伸长度为30~500mm，公称直径8~65mm，材质为铁、不锈钢。
进一步，所述的进液口7和出水口13中心距壳体1底部垂直距离为多孔板6安装高度的1/4~3/4。
进一步，所述的出油口10中心距壳体1底部垂直距离为壳体高度的1/2~8/9。
进一步，所述的挡板9、上隔板11、下隔板12为正方形或长方形的平板，材质为不锈钢、铁。
进一步，所述的挡板9、上隔板11、下隔板12的长度与壳体1宽度相同，厚度0.5~25mm，表面涂覆有绝缘涂层。
进一步，所述的挡板9、下隔板12与壳体1底面、前后壁面焊接连接，宽度分别为壳体1高度的1/2~9/10、1/5~7/10。
进一步，所述的上隔板11与壳体1上壁面、前后壁面焊接连接，宽度为壳体1高度的3/10~14/15。
进一步，所述的挡板9、上隔板11、下隔板12距壳体1右壁面的距离分别为壳体1长度的1/5~1/2、1/10~3/7、1/15~5/12，并且与壳体1左右壁面分别保持相互平行。
进一步，所述的电源8为直流电源、交流电源或脉冲电源。
进一步，所述装置的水包油乳液进液流量为10L/h~15000L/h，处理量为0.24~360m3/d。
本发明的有益效果包括如下几方面。
1) 针对单一形式电场对水包油乳液破乳效果不佳、油水分离效率不高的问题，发明了一种电场耦合导电颗粒床层的水包油乳液破乳分离装置，利用装置中破乳单元耦合了电场和颗粒床层对油滴的聚结效应，相比单一形式的电场，可快速有效地驱动水包油乳液油滴发生接触、聚并，从而极大的增强了电场对水包油乳液的破乳效果。
2) 本发明装置可通过采用不同粒径的导电颗粒来调控颗粒床层空隙中形成的电场分布形式和场强大小，进而可有效地控制电场对油滴的聚结作用，从而极大的加速和增强了电场对油滴的聚结过程和效果，在提高油水分离效率的同时更加的节省能耗。
3) 在本发明装置中，通过调节颗粒床层的填充率以及颗粒床层的厚度，可以调控乳液在电场中的停留时间，进而能够实现对乳液流过床层的速率、处理量的调控。因此，可以实现在保证较好处理效果的同时达到较优的处理量，从而大大提高乳液的破乳效果和油水分离效率，并降低能耗。
4) 在本发明装置中，水包油乳液经过破乳单元后，通过隔板9进入分离单元中，乳液在经过隔板9、上隔板11、下隔板12形成的流道的过程中，乳液中油滴和水相持续进一步的发生强化分离，可使油水分离效率得到进一步的提高，且没有增加额外的能耗。
5) 本发明装置将水包油乳液处理过程中的缓冲单元、破乳单元和分离单元集成为一体，将水包油乳液处理的三个过程高效、有机的进行了衔接和融合，装置具有占地面积小、结构紧凑、成本低、可移动性、操作简单方便、能耗低、效率高等优势，整体的技术和经济优势十分明显。
附图说明
图1为本发明装置的示意图，包括：壳体1、盖板2、导电颗粒床层3、多孔套筒4、柱状电极5、多孔板6、进液口7、电源8、挡板9、出油口10、上隔板11、下隔板12、出水口13、轮子14。
图2为本发明装置的A-A截面剖视图。
图3为本发明装置中多孔板6的示意图。
图4为本发明装置中多孔套筒4的示意图。
图5为本发明装置中盖板2的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图所示，本实施例一种电场耦合导电颗粒床层的水包油乳液破乳分离装置，包括以下步骤：1) 一种电场耦合导电颗粒床层的水包油乳液破乳分离装置，包括壳体1、盖板2、导电颗粒床层3、多孔套筒4、柱状电极5、多孔板6、进液口7、电源8、挡板9、出油口10、上隔板11、下隔板12、出水口13、轮子14，其特征在于：装置内部形成缓冲单元、破乳单元和分离单元三个部分。缓冲单元主要为壳体1左下部的腔室。破乳单元位于缓冲单元的上部由盖板2、导电颗粒床层3、多孔套筒4、柱状电极5、多孔板6组成，其中柱状电极5置于多孔套筒4内加以安装固定，多孔套筒4下端与多孔板6连接固定、上端与盖板2连接固定。分离单元位于缓冲单元和破乳单元的右侧，由挡板9、上隔板11、下隔板12及其腔室组成。
2) 上述步骤1)中，壳体1为长方体结构，长度为0.2m~3.5m，宽度为0.2m~3.5m，高度为0.3m~6.5m，壳体厚度为0.1~10mm，长宽比为1~1.8，长高比为0.3~1，材质为铁、不锈钢。壳体1底部支座安装有4个轮子，为移动式水包油乳液破乳分离装置。壳体1内、外壁和进液口7、出油口10、出水口13的内、外表面均涂覆绝缘涂层。
3) 上述步骤1)中，盖板2和多孔板6为开孔的正方形或长方形绝缘板，材质为有机玻璃、聚四氟乙烯、陶瓷、玻璃、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯。盖板2和多孔板6长度为0.18m~3.5m，宽度为0.18m~3.5m，长宽比为1:4~4:1，厚度为1~25mm，板上小通孔直径为0.5~100mm，小孔的布置按照矩形排列，前后和左右相邻两小孔中心距为2~120mm。盖板2上开有1~36个大通孔，孔径为5~150mm，前后和左右相邻两大通孔中心距为50~500mm，大孔按矩形排列。多孔板6上开有1~36个盲孔，孔径为5~150mm，盲孔深度0.5~18mm，前后和左右相邻两盲孔中心距为50~500mm，盲孔按矩形排列。多孔板6底面距壳体1底面垂直距离为0.05~1.5m。
4) 上述步骤1)中，导电颗粒在壳体1内多孔板6上面进行填充，形成导电颗粒固定床层3，颗粒特征尺寸为0.5~80mm，床层厚度为壳体1高度的1/3~5/6，床层孔隙率为8.5%~43%。
5) 上述步骤1)中，多孔套筒4的数量为1~36个，呈矩形排列，高度为壳体1高度的1/2~6/7，外径为5~150mm，厚度为0.5~20mm，材质为有机玻璃、聚四氟乙烯、陶瓷、玻璃、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯。多孔套筒4表面沿径向开孔，孔径为0.5~15mm，开孔按照矩形排布，相邻两孔中心距为1.2~30mm。多孔套筒4内安装有柱状电极5，柱状电极高度为套筒高度的1.05~1.5倍，电极外径为2~100mm。
6) 上述步骤1)中，进液口7、出油口10、出水口13的外伸长度为30~500mm，公称直径8~65mm，材质为铁、不锈钢。进液口7和出水口13中心距壳体1底部垂直距离为多孔板6安装高度的1/4~3/4。出油口10中心距壳体1底部垂直距离为壳体高度的1/2~8/9。
7) 上述步骤1)中，挡板9、上隔板11、下隔板12为正方形或长方形的平板，材质为不锈钢、铁。挡板9、上隔板11、下隔板12的长度与壳体1宽度相同，厚度0.5~25mm，表面涂覆有绝缘涂层。挡板9、下隔板12与壳体1底面、前后壁面焊接连接，宽度分别为壳体1高度的1/2~9/10、1/5~7/10。上隔板11与壳体1上壁面、前后壁面焊接连接，宽度为壳体1高度的3/10~14/15。挡板9、上隔板11、下隔板12距壳体1右壁面的距离分别为壳体1长度的1/5~1/2、1/10~3/7、1/15~5/12，并且与壳体1左右壁面分别保持相互平行。
8) 上述步骤1)中，电源8为直流电源、交流电源或脉冲电源。
9) 上述步骤1)中，水包油乳液进液流量为10L/h~15000L/h，处理量为0.24~360m3/d。
本发明装置集合了水包油乳液处理中的混合、破乳和分离过程，破乳单元中通过耦合电场和导电颗粒床层增强了油滴间的接触和聚并效果，破乳后的乳液进一步通过分离单元强化油水分离，极大的提高了乳液破乳效果和油水分离效率。本发明装置将以上三个单元过程进行高效、有机的衔接和融合，具有占地面积小、结构紧凑、成本低、操作简单方便、能耗低、效率高等优势，整体的技术和经济优势十分明显。
第一实施例：1) 一种电场耦合导电颗粒床层的水包油乳液破乳分离装置，包括壳体1、盖板2、导电颗粒床层3、多孔套筒4、柱状电极5、多孔板6、进液口7、电源8、挡板9、出油口10、上隔板11、下隔板12、出水口13、轮子14，其特征在于：装置内部形成缓冲单元、破乳单元和分离单元三个部分。缓冲单元主要为壳体1左下部的腔室。破乳单元位于缓冲单元的上部由盖板2、导电颗粒床层3、多孔套筒4、柱状电极5、多孔板6组成，其中柱状电极5置于多孔套筒4内加以安装固定，多孔套筒4下端与多孔板6连接固定、上端与盖板2连接固定。分离单元位于缓冲单元和破乳单元的右侧，由挡板9、上隔板11、下隔板12及其腔室组成。
2) 上述步骤1)中，壳体1为长方体结构，长度为1m，长宽比为1.667，长高比为0.625，壳体厚度为2mm，材质为不锈钢。壳体1底部支座安装有4个轮子，为移动式水包油乳液破乳分离装置。壳体1内、外壁和进液口7、出油口10、出水口13的内、外表面均涂覆绝缘涂层。
3) 上述步骤1)中，盖板2和多孔板6为正方形绝缘板，材质为聚四氟乙烯，边长为0.58m，厚度为5mm，板上小通孔直径为6mm，小孔的布置按照矩形排列，前后和左右相邻两小孔中心距为20mm。盖板2上开有4个大通孔，孔径为16mm，前后和左右相邻两大通孔中心距为200mm，大孔按矩形排列。多孔板6上开有4个盲孔，孔径为16mm，盲孔深度3mm，前后和左右相邻两盲孔中心距为200mm，盲孔按矩形排列。多孔板6底面距壳体1底面垂直距离为0.35m。
4) 上述步骤1)中，导电颗粒在壳体1内多孔板6上面进行填充，形成导电颗粒固定床层3，颗粒特征尺寸为10mm，床层厚度为壳体1高度的5/8，床层孔隙率为18.6%。
5) 上述步骤1)中，多孔套筒4的数量为4个，呈矩形排列，高度为壳体1高度的3/4，外径为14mm，厚度为2mm，材质为聚四氟乙烯。多孔套筒4表面沿径向开孔，孔径为3mm，开孔按照矩形排布，相邻两孔中心距为8mm。多孔套筒4内安装有柱状电极5，柱状电极高度为套筒高度的1.1倍，电极外径为12mm。
6) 上述步骤1)中，进液口7、出油口10、出水口13的外伸长度为120mm，公称直径24mm，材质为不锈钢。进液口7和出水口13中心距壳体1底部垂直距离为多孔板6安装高度的1/3。出油口10中心距壳体1底部垂直距离为壳体高度的3/4。
7) 上述步骤1)中，挡板9、上隔板11、下隔板12为长方形的平板，材质为不锈钢。挡板9、上隔板11、下隔板12的长度与壳体1宽度相同，厚度2mm，表面涂覆有绝缘涂层。挡板9、下隔板12与壳体1底面、前后壁面焊接连接，宽度分别为壳体1高度的4/5、2/5。上隔板11与壳体1上壁面、前后壁面焊接连接，宽度为壳体1高度的4/5。挡板9、上隔板11、下隔板12距壳体1右壁面的距离分别为壳体1长度的2/5、1/4、1/10，并且与壳体1左右壁面分别保持相互平行。
8) 上述步骤1)中，电源8为脉冲电源。
9) 上述步骤1)中，水包油乳液进液流量为360L/h，处理量为8.64m3/d。
本发明装置集合了水包油乳液处理中的混合、破乳和分离过程，破乳单元中通过耦合电场和导电颗粒床层增强了油滴间的接触和聚并效果，破乳后的乳液进一步通过分离单元强化油水分离，极大的提高了乳液破乳效果和油水分离效率。本发明装置将以上三个单元过程进行高效、有机的衔接和融合，具有占地面积小、结构紧凑、成本低、操作简单方便、能耗低、效率高等优势，整体的技术和经济优势十分明显。
第二实施例：1) 一种电场耦合导电颗粒床层的水包油乳液破乳分离装置，包括壳体1、盖板2、导电颗粒床层3、多孔套筒4、柱状电极5、多孔板6、进液口7、电源8、挡板9、出油口10、上隔板11、下隔板12、出水口13、轮子14，其特征在于：装置内部形成缓冲单元、破乳单元和分离单元三个部分。缓冲单元主要为壳体1左下部的腔室。破乳单元位于缓冲单元的上部由盖板2、导电颗粒床层3、多孔套筒4、柱状电极5、多孔板6组成，其中柱状电极5置于多孔套筒4内加以安装固定，多孔套筒4下端与多孔板6连接固定、上端与盖板2连接固定。分离单元位于缓冲单元和破乳单元的右侧，由挡板9、上隔板11、下隔板12及其腔室组成。
2) 上述步骤1)中，壳体1为长方体结构，长度为1.8m，长宽比为1.5，长高比为0.64，壳体厚度为3mm，材质为不锈钢。壳体1底部支座安装有4个轮子，为移动式水包油乳液破乳分离装置。壳体1内、外壁和进液口7、出油口10、出水口13的内、外表面均涂覆绝缘涂层。
3) 上述步骤1)中，盖板2和多孔板6为开孔的正方形绝缘板，材质为有机玻璃。盖板2和多孔板6边长为1.2m，厚度为15mm，板上小通孔直径为10mm，小孔的布置按照矩形排列，前后和左右相邻两小孔中心距为20mm。盖板2上开有9个大通孔，孔径为25mm，前后和左右相邻两大通孔中心距为300mm，大孔按矩形排列。多孔板6上开有9个盲孔，孔径为25mm，盲孔深度10mm，前后和左右相邻两盲孔中心距为300mm，盲孔按矩形排列。多孔板6底面距壳体1底面垂直距离为0.4m。
4) 上述步骤1)中，导电颗粒在壳体1内多孔板6上面进行填充，形成导电颗粒固定床层3，颗粒特征尺寸为15mm，床层厚度为壳体1高度的5/7，床层孔隙率为23.4%。
5) 上述步骤1)中，多孔套筒4的数量为9个，呈矩形排列，高度为壳体1高度的11/14，外径为24mm，厚度为3mm，材质为有机玻璃。多孔套筒4表面沿径向开孔，孔径为3mm，开孔按照矩形排布，相邻两孔中心距为8mm。多孔套筒4内安装有柱状电极5，柱状电极高度为套筒高度的1.05倍，电极外径为20mm。
6) 上述步骤1)中，进液口7、出油口10、出水口13的外伸长度为200mm，公称直径36mm，材质为不锈钢。进液口7和出水口13中心距壳体1底部垂直距离为多孔板6安装高度的1/2。出油口10中心距壳体1底部垂直距离为壳体高度的7/8。
7) 上述步骤1)中，挡板9、上隔板11、下隔板12为长方形的平板，材质为不锈钢。挡板9、上隔板11、下隔板12的长度与壳体1宽度相同，厚度2mm，表面涂覆有绝缘涂层。挡板9、下隔板12与壳体1底面、前后壁面焊接连接，宽度分别为壳体1高度的7/8、1/2。上隔板11与壳体1上壁面、前后壁面焊接连接，宽度为壳体1高度的8/9。挡板9、上隔板11、下隔板12距壳体1右壁面的距离分别为壳体1长度的1/3、2/9、1/9，并且与壳体1左右壁面分别保持相互平行。
8) 上述步骤1)中，电源8为交流电源。
9) 上述步骤1)中，水包油乳液进液流量为2880L/h，处理量为69.12m3/d。
本发明装置集合了水包油乳液处理中的混合、破乳和分离过程，破乳单元中通过耦合电场和导电颗粒床层增强了油滴间的接触和聚并效果，破乳后的乳液进一步通过分离单元强化油水分离，极大的提高了乳液破乳效果和油水分离效率。本发明装置将以上三个单元过程进行高效、有机的衔接和融合，具有占地面积小、结构紧凑、成本低、操作简单方便、能耗低、效率高等优势，整体的技术和经济优势十分明显。
第三实施例：1) 一种电场耦合导电颗粒床层的水包油乳液破乳分离装置，包括壳体1、盖板2、导电颗粒床层3、多孔套筒4、柱状电极5、多孔板6、进液口7、电源8、挡板9、出油口10、上隔板11、下隔板12、出水口13、轮子14，其特征在于：装置内部形成缓冲单元、破乳单元和分离单元三个部分。缓冲单元主要为壳体1左下部的腔室。破乳单元位于缓冲单元的上部由盖板2、导电颗粒床层3、多孔套筒4、柱状电极5、多孔板6组成，其中柱状电极5置于多孔套筒4内加以安装固定，多孔套筒4下端与多孔板6连接固定、上端与盖板2连接固定。分离单元位于缓冲单元和破乳单元的右侧，由挡板9、上隔板11、下隔板12及其腔室组成。
2) 上述步骤1)中，壳体1为长方体结构，长度为2.4m，长宽比为1.33，长高比为0.706，壳体厚度为5mm，材质为不锈钢。壳体1底部支座安装有4个轮子，为移动式水包油乳液破乳分离装置。壳体1内、外壁和进液口7、出油口10、出水口13的内、外表面均涂覆绝缘涂层。
3) 上述步骤1)中，盖板2和多孔板6为开孔的正方形绝缘板，材质为聚四氟乙烯。盖板2和多孔板6边长为1.8m，厚度为25mm，板上小通孔直径为20mm，小孔的布置按照矩形排列，前后和左右相邻两小孔中心距为60mm。盖板2上开有25个大通孔，孔径为40mm，前后和左右相邻两大通孔中心距为300mm，大孔按矩形排列。多孔板6上开有25个盲孔，孔径为40mm，盲孔深度15mm，前后和左右相邻两盲孔中心距为300mm，盲孔按矩形排列。多孔板6底面距壳体1底面垂直距离为0.4m。
4) 上述步骤1)中，导电颗粒在壳体1内多孔板6上面进行填充，形成导电颗粒固定床层3，颗粒特征尺寸为30mm，床层厚度为壳体1高度的13/17，床层孔隙率为28.2%。
5) 上述步骤1)中，多孔套筒4的数量为25个，呈矩形排列，高度为壳体1高度的14/17，外径为38mm，厚度为3mm，材质为聚四氟乙烯。多孔套筒4表面沿径向开孔，孔径为5mm，开孔按照矩形排布，相邻两孔中心距为15mm。多孔套筒4内安装有柱状电极5，柱状电极高度为套筒高度的1.05倍，电极外径为30mm。
6) 上述步骤1)中，进液口7、出油口10、出水口13的外伸长度为300mm，公称直径40mm，材质为铁。进液口7和出水口13中心距壳体1底部垂直距离为多孔板6安装高度的1/2。出油口10中心距壳体1底部垂直距离为壳体高度的8/9。
7) 上述步骤1)中，挡板9、上隔板11、下隔板12为长方形的平板，材质为铁。挡板9、上隔板11、下隔板12的长度与壳体1宽度相同，厚度3mm，表面涂覆有绝缘涂层。挡板9、下隔板12与壳体1底面、前后壁面焊接连接，宽度分别为壳体1高度的9/10、7/10。上隔板11与壳体1上壁面、前后壁面焊接连接，宽度为壳体1高度的8/9。挡板9、上隔板11、下隔板12距壳体1右壁面的距离分别为壳体1长度的1/4、1/6、1/12，并且与壳体1左右壁面分别保持相互平行。
8) 上述步骤1)中，电源8为直流电源。
9) 上述步骤1)中，水包油乳液进液流量为8424L/h，处理量为202.18m3/d。
本发明装置集合了水包油乳液处理中的混合、破乳和分离过程，破乳单元中通过耦合电场和导电颗粒床层增强了油滴间的接触和聚并效果，破乳后的乳液进一步通过分离单元强化油水分离，极大的提高了乳液破乳效果和油水分离效率。本发明装置将以上三个单元过程进行高效、有机的衔接和融合，具有占地面积小、结构紧凑、成本低、操作简单方便、能耗低、效率高等优势，整体的技术和经济优势十分明显。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种电场耦合导电颗粒床层的水包油乳液破乳分离装置，包括壳体（1）、盖板（2）、导电颗粒床层（3）、多孔套筒（4）、柱状电极（5）、多孔板（6）、进液口（7）、电源（8）、挡板（9）、出油口（10）、上隔板（11）、下隔板（12）、出水口（13）、轮子（14），其特征在于：装置内部形成缓冲单元、破乳单元和分离单元三个部分，所述的缓冲单元主要为壳体（1）左下部的腔室；所述的破乳单元位于缓冲单元的上部由盖板（2）、导电颗粒床层（3）、多孔套筒（4）、柱状电极（5）、多孔板（6）组成，其中柱状电极（5）置于多孔套筒（4）内加以安装固定，多孔套筒（4）下端与多孔板（6）连接固定、上端与盖板（2）连接固定；所述的分离单元位于缓冲单元和破乳单元的右侧，由挡板（9）、上隔板（11）、下隔板（12）及其腔室组成；所述的导电颗粒在壳体（1）内多孔板（6）上面进行填充，形成导电颗粒床层（3），盖板（2）位于导电颗粒床层（3）上方，挡板（9）、下隔板（12）与壳体（1）底面、前后壁面焊接连接，上隔板（11）与壳体（1）上壁面、前后壁面焊接连接；所述的电源（8）的输出两端分别与柱状电极（5）和导电颗粒床层（3）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种电场耦合导电颗粒床层的水包油乳液破乳分离装置，其特征在于：所述的壳体（1）为长方体结构，长度为0.2m~3.5m，宽度为0.2m~3.5m，高度为0.3m~6.5m，壳体厚度为0.1~10mm，长宽比为1~1.8，长高比为0.3~1，材质为铁、不锈钢；所述的壳体（1）底部支座安装有4个轮子，为移动式水包油乳液破乳分离装置；所述的壳体（1）内、外壁和进液口（7）、出油口（10）、出水口（13）的内、外表面均涂覆绝缘涂层。
3.根据权利要求1所述的一种电场耦合导电颗粒床层的水包油乳液破乳分离装置，其特征在于：所述的盖板（2）和多孔板（6）为开孔的正方形或长方形绝缘板，材质为有机玻璃、聚四氟乙烯、陶瓷、玻璃、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯；所述的盖板（2）和多孔板（6）长度为0.18m~3.5m，宽度为0.18m~3.5m，长宽比为1:4~4:1，厚度为1~25mm，板上小通孔直径为0.5~100mm，小孔的布置按照矩形排列，前后和左右相邻两小孔中心距为2~120mm；所述的盖板（2）上开有1~36个大通孔，孔径为5~150mm，前后和左右相邻两大孔中心距为50~500mm，大孔按矩形排列；所述的多孔板（6）上开有1~36个盲孔，孔径为5~150mm，盲孔深度0.5~18mm，前后和左右相邻两盲孔中心距为50~500mm，盲孔按矩形排列；所述的多孔板（6）底面距壳体1底面垂直距离为0.05~1.5m。
4.根据权利要求1所述的一种电场耦合导电颗粒床层的水包油乳液破乳分离装置，其特征在于：所述的导电颗粒在壳体（1）内多孔板（6）上面进行填充，形成导电颗粒固定床层（3），颗粒特征尺寸为0.5~80mm，床层厚度为壳体（1）高度的1/3~5/6，床层孔隙率为8.5%~43%。
5.根据权利要求1所述的一种电场耦合导电颗粒床层的水包油乳液破乳分离装置，其特征在于：所述的多孔套筒（4）的数量为1~36个，呈矩形排列，高度为壳体（1）高度的1/2~6/7，外径为5~150mm，厚度为0.5~20mm，材质为有机玻璃、聚四氟乙烯、陶瓷、玻璃、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯；所述的多孔套筒（4）表面沿径向开孔，孔径为0.5~15mm，开孔按照矩形排布，相邻两孔中心距为1.2~30mm；所述的多孔套筒（4）内安装有柱状电极（5），柱状电极高度为套筒高度的1.05~1.5倍，电极外径为2~100mm。
6.根据权利要求1所述的一种电场耦合导电颗粒床层的水包油乳液破乳分离装置，其特征在于：所述的进液口（7）、出油口（10）、出水口（13）的外伸长度为30~500mm，公称直径8~65mm，材质为铁、不锈钢；所述的进液口（7）和出水口（13）中心距壳体（1）底部垂直距离为多孔板（6）安装高度的1/4~3/4；所述的出油口（10）中心距壳体（1）底部垂直距离为壳体高度的1/2~8/9。
7.根据权利要求1所述的一种电场耦合导电颗粒床层的水包油乳液破乳分离装置，其特征在于：所述的挡板（9）、上隔板（11）、下隔板（12）为正方形或长方形的平板，材质为不锈钢、铁；所述的挡板（9）、上隔板（11）、下隔板（12）的长度与壳体（1）宽度相同，厚度0.5~25mm，表面涂覆有绝缘涂层；所述的挡板（9）、下隔板（12）与壳体（1）底面、前后壁面焊接连接，宽度分别为壳体（1）高度的1/2~9/10、1/5~7/10；所述的上隔板（11）与壳体（1）上壁面、前后壁面焊接连接，宽度为壳体（1）高度的3/10~14/15；所述的挡板（9）、上隔板（11）、下隔板（12）距壳体（1）右壁面的距离分别为壳体（1）长度的1/5~1/2、1/10~3/7、1/15~5/12，并且与壳体（1）左右壁面分别保持相互平行。
8.根据权利要求1所述的一种电场耦合导电颗粒床层的水包油乳液破乳分离装置，其特征在于：所述的电源（8）为直流电源、交流电源或脉冲电源。
9.根据权利要求1所述的一种电场耦合导电颗粒床层的水包油乳液破乳分离装置，其特征在于：所述装置的水包油乳液进液流量为10L/h~15000L/h，处理量为0.24~360m3/d。
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