[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

权利要求书

1.一种非均匀电场耦合介质聚结的破乳装置，其特征在于，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。

2.根据权利要求1所述的破乳装置，其特征在于，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。

3.根据权利要求1所述的破乳装置，其特征在于，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。

4.根据权利要求3所述的破乳装置，其特征在于，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。

5.根据权利要求2所述的破乳装置，其特征在于，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。

6.根据权利要求1所述的破乳装置，其特征在于，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。

7.根据权利要求1所述的破乳装置，其特征在于，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％。

8.一种应用权利要求1-7中任一装置的一种非均匀电场耦合介质聚结的破乳方法，其特征在于，所述方法的步骤包括：

(1)乳液经进液口进入分离腔体，在非均匀电场作用下，油滴在电极组件间产生朝向强电场梯度的方向的电流体动力学移动，油滴界面稳定性被削弱；

(2)在电场作用下移动的油滴被填充在电极间的介质聚结单元捕获、诱导聚结，小油滴在介质表面成长为大油滴，实现油滴在介质层的聚集，在流体曳力和浮力作用下脱离；

(3)经非均匀电场和介质聚结单元协同强化分离后的混合液经油水分离组件后，油相富集在分离腔体的上部，经油相出口回收，净化水经水相出口排出腔体。

9.根据权利要求8所述的破乳方法，其特征在于，所述电场型式为直流电场、交流电场、单向脉冲电场或双向脉冲电场，所述电极组件的电源可提供的电压为0-20kV。

10.根据权利要求8所述的破乳方法，其特征在于，乳液通过分离腔体的截面流速为0.001m/s-0.2m/s，装置压降为0.005-0.6Mpa。