CN111349457A - 一种高压脉冲电场-旋流离心场联合润滑油破乳脱水装置 - Google Patents

一种高压脉冲电场-旋流离心场联合润滑油破乳脱水装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高压脉冲电场‑旋流离心场联合润滑油破乳脱水装置，包括进油泵1(1)、输油阀1(2)、高压脉冲电场破乳脱水装置(3)、输油阀2(4)、缓冲储油罐(5)、输油阀3(6)、进油泵2(7)、输油阀3(8)、旋流离心破乳脱水装置(9)，其特征在于：进油泵1(1)通过输油管道与需要进行破乳脱水处理的润滑油相连，然后依次通过输油管道与输油阀1(2)、高压脉冲电场破乳脱水装置(3)、输油阀2(4)、缓冲储油罐(5)、输油阀3(6)、进油泵2(7)、输油阀3(8)和旋流离心破乳脱水装置(9)相连。本发明可提高破乳脱水效率，实现高含水润滑油的快速高效破乳脱水，技术、经济优势明显。

Description

一种高压脉冲电场-旋流离心场联合润滑油破乳脱水装置
技术领域
本专利属于润滑油破乳脱水的技术领域，是一种采用高压脉冲电场-旋流离心场联合进行润滑油破乳脱水的装置。
背景技术
润滑油在设备中主要起润滑、散热及减震等作用，作为仅次于燃料油的第二大石油产品，广泛用于汽车、石化、冶金、电力等领域的设备传动系统。润滑油的脱水净化处理对于延长油品的使用寿命、油品再生循环利用、减少废油生成以及确保设备运行安全等方面具有重要作用。
随着我国冶金、化工、汽车等基础工业的迅速发展，我国润滑油用量急剧增加，同时废润滑油产生数量巨大，目前已超过500万吨/年。对于废润滑油来说，其油品变质仅为少部分烃类(10%～25%)，其余大部分烃类仍为有效成分，通过相应的再生工艺除去废润滑油中的变质部分，即可获得质量合格的基础油。据统计，废润滑油的再生率通常在50%以上。目前，各国出于国家战略、经济发展及环境保护的需要，都相当重视废润滑油的再生利用。对于废润滑油再生工艺来说，第一步工序就是对油液进行脱水净化处理。现阶段，因润滑油水污染引发的安全以及环境问题日益突出，润滑油的脱水净化、循环利用及回收再生任务繁重而迫切。
对于润滑油脱水净化工艺来说，其关键在于破乳。目前，对于润滑油的破乳脱水，通常采用真空加热分离工艺进行处理，对于含水量较少的润滑油处理效果较好。但对于含水量较高的润滑油，传统真空加热分离工艺耗时长、能耗高、处理效果差，已不能满足需要，集成两种或多种操作单元，实现传统真空加热分离等耗时长、能耗高的单一工艺难以满足的分离要求，正成为润滑油破乳脱水技术的发展主流。
发明内容
本发明的目的在于：针对目前真空加热分离等传统工艺进行高含水润滑油破乳脱水处理时存在的耗时长、能耗高、处理效果差等问题，提出了一种高压脉冲电场-旋流离心场联合润滑油破乳脱水装置，高压脉冲电场用于完成润滑油中乳化液滴的快速聚结和大液滴沉降，旋流离心场用于快速去除润滑油中的中、小液滴，通过高压脉冲电场和旋流离心场之间的有效协同，提高破乳脱水效率，实现润滑油的快速高效破乳脱水。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高压脉冲电场-旋流离心场联合润滑油破乳脱水装置，包括进油泵1(1)、输油阀1(2)、高压脉冲电场破乳脱水装置(3)、输油阀2(4)、缓冲储油罐(5)、输油阀3(6)、进油泵2(7)、输油阀3(8)、旋流离心破乳脱水装置(9)，其特征在于：进油泵1(1)通过输油管道与需要进行破乳脱水处理的润滑油相连，然后依次通过输油管道与输油阀1(2)、高压脉冲电场破乳脱水装置(3)、输油阀2(4)、缓冲储油罐(5)、输油阀3(6)、进油泵2(7)、输油阀3(8)和旋流离心破乳脱水装置(9)相连。
进一步，所述的高压脉冲电场破乳脱水装置(3)，包括装置框架(3-1)、绝缘插槽(3-2)、铜电极(3-3)和排水阀(3-4)，其中铜电极(3-3)通过绝缘插槽(3-2)布置于装置框架(3-1)上。
进一步，所述的铜电极(3-3)，其由多块平行布置的铜电极板(3-3(a))组成，其中正、负极铜电极板间隔布置，并通过铜电极连接板(3-3(b))分别与高压脉冲电源的正负极相连，通过高压脉冲电源在间隔布置的正、负极铜电极板间形成的高压脉冲电场的电场强度范围为300kV/m～550kV/m，高压脉冲电源的电场频率为10Hz～100Hz，高压脉冲电源的占空比为0.25～1。
进一步，所述的铜电极板(3-3(a))，其板身开有均匀分布的方孔，布置方向与需要进行破乳脱水处理的润滑油的流动方向平行，润滑油在间隔布置的正、负极铜电极板间的流动速度为0.05m/min～0.1m/min。
进一步，所述的旋流离心破乳脱水装置(9)，包括溢流管(9-1)、进油管(9-2)、导流器(9-3)、旋流管(9-4)、锥管I(9-5)、锥管II(9-6)和出水管(9-7)，其中导流器(9-3)通过螺纹连接的方式装于溢流管(9-1)上。
进一步，所述的导流器(9-3)，其结构为带内、外螺纹的套筒状结构，其内螺纹用于和溢流管(9-1)相接，其外螺纹用于使进油管(9-2)进入的润滑油产生旋流。
进一步，所述的导流器(9-3)，其外螺纹为单线螺纹，且外螺纹螺距为外螺纹公称直径的1/4～1/3。
进一步，所述的导流器(9-3)，其长度为其外螺纹公称直径的1/2～3/5。
进一步，所述的锥管I(9-5)，其锥度为1:3～1:2.65。
进一步，所述的锥管II(9-6)，其锥度为1:20～1:25。
进一步，所述的出水管(9-7)，其长度为锥管I(9-5)和锥管II(9-6)长度之和的1.5倍～2倍。
进一步，所述的进油管(9-2)，其进油压力为0.3MPa(G)～0.6MPa(G)。
进一步，所述的需要进行破乳脱水处理的润滑油，其含水量为5%～30%(质量百分比)。
进一步，所述的需要进行破乳脱水处理的润滑油，其40℃下的运动粘度小于85mm2/s。
本发明的有益效果在于以下两方面。
1) 针对高含水量的润滑油，采用高压脉冲电场-旋流离心场联合润滑油破乳脱水装置进行润滑油的破乳脱水，高压脉冲电场用于完成润滑油中乳化液滴的快速聚结和大液滴沉降，旋流离心场用于快速去除润滑油中的中、小液滴，通过高压脉冲电场和旋流离心场之间的有效协同，提高破乳脱水效率，实现润滑油的快速高效破乳脱水。
2) 相对于真空加热分离等传统破乳脱水技术，本发明装置进行高含水润滑油的破乳脱水效率高、耗时短、能耗低、处理效果好，整体技术、经济优势十分明显。
附图说明
图1为本发明的装置示意图，包括：进油泵1(1)、输油阀1(2)、高压脉冲电场破乳脱水装置(3)、输油阀2(4)、缓冲储油罐(5)、输油阀3(6)、进油泵2(7)、输油阀3(8)、旋流离心破乳脱水装置(9)。
图2为本发明中高压脉冲电场破乳脱水装置(3)的装置示意图，包括：装置框架(3-1)、绝缘插槽(3-2)、铜电极(3-3)和排水阀(3-4)。
图3为本发明中铜电极(3-3)的示意图，其由多块平行布置的铜电极板(3-3(a))组成，其中正、负极铜电极板间隔布置，并通过铜电极连接板(3-3(b))分别与高压脉冲电源的正负极相连。
图4为本发明中铜电极板(3-3(a))的示意图。
图5为本发明中铜电极连接板(3-3(b))的示意图。
图6为本发明中旋流离心破乳脱水装置(9)的装置示意图，包括：溢流管(9-1)、进油管(9-2)、导流器(9-3)、旋流管(9-4)、锥管I(9-5)、锥管II(9-6)和出水管(9-7)。
图7为本发明中导流器(9-3)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，本实施例一种高压脉冲电场-旋流离心场联合润滑油破乳脱水装置，包括以下步骤：
1) 一种高压脉冲电场-旋流离心场联合润滑油破乳脱水装置，包括进油泵1(1)、输油阀1(2)、高压脉冲电场破乳脱水装置(3)、输油阀2(4)、缓冲储油罐(5)、输油阀3(6)、进油泵2(7)、输油阀3(8)、旋流离心破乳脱水装置(9)，其特征在于：进油泵1(1)通过输油管道与需要进行破乳脱水处理的润滑油相连，然后依次通过输油管道与输油阀1(2)、高压脉冲电场破乳脱水装置(3)、输油阀2(4)、缓冲储油罐(5)、输油阀3(6)、进油泵2(7)、输油阀3(8)和旋流离心破乳脱水装置(9)相连。
2) 上述步骤1)中，高压脉冲电场破乳脱水装置(3)包括：装置框架(3-1)、绝缘插槽(3-2)、铜电极(3-3)和排水阀(3-4)，其中铜电极(3-3)通过绝缘插槽(3-2)布置于装置框架(3-1)上。
3) 上述步骤2)中，铜电极(3-3)由多块平行布置的铜电极板(3-3(a))组成，其中正、负极铜电极板间隔布置，并通过铜电极连接板(3-3(b))分别与高压脉冲电源的正负极相连，通过高压脉冲电源在间隔布置的正、负极铜电极板间形成的高压脉冲电场的电场强度范围为300kV/m～550kV/m，高压脉冲电源的电场频率为10Hz～100Hz，高压脉冲电源的占空比为0.25～1。另外，铜电极板(3-3(a))板身开有均匀分布的方孔，布置方向与需要进行破乳脱水处理的润滑油的流动方向平行，润滑油在间隔布置的正、负极铜电极板间的流动速度为0.05m/min～0.1m/min。
4) 上述步骤1)中，旋流离心破乳脱水装置(9)包括：溢流管(9-1)、进油管(9-2)、导流器(9-3)、旋流管(9-4)、锥管I(9-5)、锥管II(9-6)和出水管(9-7)，其中导流器(9-3)通过螺纹连接的方式装于溢流管(9-1)上。
5) 上述步骤4)中，导流器(9-3)的结构为带内、外螺纹的套筒状结构，其内螺纹用于和溢流管(9-1)相接，其外螺纹用于使进油管(9-2)进入的润滑油产生旋流。同时，导流器(9-3)的外螺纹为单线螺纹，且外螺纹螺距为外螺纹公称直径的1/4～1/3。另外，导流器(9-3)的长度为其外螺纹公称直径的1/2～3/5。
6) 上述步骤4)中，锥管I(9-5)的锥度为1:3～1:2.65，锥管II(9-6)的锥度为1:20～1:25。
7) 上述步骤4)中，出水管(9-7)的长度为锥管I(9-5)和锥管II(9-6)长度之和的1.5倍～2倍。
8) 上述步骤4)中，进油管(9-2)的进油压力为0.3MPa(G)～0.6MPa(G)。
9) 上述步骤1)中，需要进行破乳脱水处理的润滑油，其含水量为5%～30%(质量百分比)，同时其40℃下的运动粘度小于85mm2/s。
本发明装置针对高含水润滑油，通过高压脉冲电场和旋流离心场之间的有效协同，提高破乳脱水效率，实现高含水润滑油的快速高效破乳脱水，装置破乳脱水效率高、耗时短、能耗低、处理效果好，整体技术、经济优势十分明显。
第一实施例：
1) 一种高压脉冲电场-旋流离心场联合润滑油破乳脱水装置，包括进油泵1(1)、输油阀1(2)、高压脉冲电场破乳脱水装置(3)、输油阀2(4)、缓冲储油罐(5)、输油阀3(6)、进油泵2(7)、输油阀3(8)、旋流离心破乳脱水装置(9)，其特征在于：进油泵1(1)通过输油管道与需要进行破乳脱水处理的润滑油相连，然后依次通过输油管道与输油阀1(2)、高压脉冲电场破乳脱水装置(3)、输油阀2(4)、缓冲储油罐(5)、输油阀3(6)、进油泵2(7)、输油阀3(8)和旋流离心破乳脱水装置(9)相连。
2) 上述步骤1)中，高压脉冲电场破乳脱水装置(3)包括：装置框架(3-1)、绝缘插槽(3-2)、铜电极(3-3)和排水阀(3-4)，其中铜电极(3-3)通过绝缘插槽(3-2)布置于装置框架(3-1)上。
3) 上述步骤2)中，铜电极(3-3)由多块平行布置的铜电极板(3-3(a))组成，其中正、负极铜电极板间隔布置，并通过铜电极连接板(3-3(b))分别与高压脉冲电源的正负极相连，通过高压脉冲电源在间隔布置的正、负极铜电极板间形成的高压脉冲电场的电场强度范围为300kV/m，高压脉冲电源的电场频率为10Hz，高压脉冲电源的占空比为0.25。另外，铜电极板(3-3(a))板身开有均匀分布的方孔，布置方向与需要进行破乳脱水处理的润滑油的流动方向平行，润滑油在间隔布置的正、负极铜电极板间的流动速度为0.05m/min。
4) 上述步骤1)中，旋流离心破乳脱水装置(9)包括：溢流管(9-1)、进油管(9-2)、导流器(9-3)、旋流管(9-4)、锥管I(9-5)、锥管II(9-6)和出水管(9-7)，其中导流器(9-3)通过螺纹连接的方式装于溢流管(9-1)上。
5) 上述步骤4)中，导流器(9-3)的结构为带内、外螺纹的套筒状结构，其内螺纹用于和溢流管(9-1)相接，其外螺纹用于使进油管(9-2)进入的润滑油产生旋流。同时，导流器(9-3)的外螺纹为单线螺纹，且外螺纹螺距为外螺纹公称直径的1/4。另外，导流器(9-3)的长度为其外螺纹公称直径的1/2。
6) 上述步骤4)中，锥管I(9-5)的锥度为1:3，锥管II(9-6)的锥度为1:20。
7) 上述步骤4)中，出水管(9-7)的长度为锥管I(9-5)和锥管II(9-6)长度之和的1.5倍。
8) 上述步骤4)中，进油管(9-2)的进油压力为0.3MPa(G)。
9) 上述步骤1)中，需要进行破乳脱水处理的润滑油，其含水量为5%(质量百分比)，同时其40℃下的运动粘度为80mm2/s。
本实施例通过高压脉冲电场和旋流离心场之间的有效协同，提高破乳脱水效率，实现高含水润滑油的快速高效破乳脱水，效率高、耗时短、能耗低、处理效果好，技术、经济优势明显。
第二实施例：
1) 一种高压脉冲电场-旋流离心场联合润滑油破乳脱水装置，包括进油泵1(1)、输油阀1(2)、高压脉冲电场破乳脱水装置(3)、输油阀2(4)、缓冲储油罐(5)、输油阀3(6)、进油泵2(7)、输油阀3(8)、旋流离心破乳脱水装置(9)，其特征在于：进油泵1(1)通过输油管道与需要进行破乳脱水处理的润滑油相连，然后依次通过输油管道与输油阀1(2)、高压脉冲电场破乳脱水装置(3)、输油阀2(4)、缓冲储油罐(5)、输油阀3(6)、进油泵2(7)、输油阀3(8)和旋流离心破乳脱水装置(9)相连。
2) 上述步骤1)中，高压脉冲电场破乳脱水装置(3)包括：装置框架(3-1)、绝缘插槽(3-2)、铜电极(3-3)和排水阀(3-4)，其中铜电极(3-3)通过绝缘插槽(3-2)布置于装置框架(3-1)上。
3) 上述步骤2)中，铜电极(3-3)由多块平行布置的铜电极板(3-3(a))组成，其中正、负极铜电极板间隔布置，并通过铜电极连接板(3-3(b))分别与高压脉冲电源的正负极相连，通过高压脉冲电源在间隔布置的正、负极铜电极板间形成的高压脉冲电场的电场强度范围为400kV/m，高压脉冲电源的电场频率为50Hz，高压脉冲电源的占空比为0.5。另外，铜电极板(3-3(a))板身开有均匀分布的方孔，布置方向与需要进行破乳脱水处理的润滑油的流动方向平行，润滑油在间隔布置的正、负极铜电极板间的流动速度为0.08m/min。
4) 上述步骤1)中，旋流离心破乳脱水装置(9)包括：溢流管(9-1)、进油管(9-2)、导流器(9-3)、旋流管(9-4)、锥管I(9-5)、锥管II(9-6)和出水管(9-7)，其中导流器(9-3)通过螺纹连接的方式装于溢流管(9-1)上。
5) 上述步骤4)中，导流器(9-3)的结构为带内、外螺纹的套筒状结构，其内螺纹用于和溢流管(9-1)相接，其外螺纹用于使进油管(9-2)进入的润滑油产生旋流。同时，导流器(9-3)的外螺纹为单线螺纹，且外螺纹螺距为外螺纹公称直径的2/7。另外，导流器(9-3)的长度为其外螺纹公称直径的4/7。
6) 上述步骤4)中，锥管I(9-5)的锥度为1:2.8，锥管II(9-6)的锥度为1:22。
7) 上述步骤4)中，出水管(9-7)的长度为锥管I(9-5)和锥管II(9-6)长度之和的1.75倍。
8) 上述步骤4)中，进油管(9-2)的进油压力为0.45MPa(G)。
9) 上述步骤1)中，需要进行破乳脱水处理的润滑油，其含水量为15%(质量百分比)，同时其40℃下的运动粘度为75mm2/s。
本实施例通过高压脉冲电场和旋流离心场之间的有效协同，提高破乳脱水效率，实现高含水润滑油的快速高效破乳脱水，效率高、耗时短、能耗低、处理效果好，技术、经济优势明显。
第三实施例：
1) 一种高压脉冲电场-旋流离心场联合润滑油破乳脱水装置，包括进油泵1(1)、输油阀1(2)、高压脉冲电场破乳脱水装置(3)、输油阀2(4)、缓冲储油罐(5)、输油阀3(6)、进油泵2(7)、输油阀3(8)、旋流离心破乳脱水装置(9)，其特征在于：进油泵1(1)通过输油管道与需要进行破乳脱水处理的润滑油相连，然后依次通过输油管道与输油阀1(2)、高压脉冲电场破乳脱水装置(3)、输油阀2(4)、缓冲储油罐(5)、输油阀3(6)、进油泵2(7)、输油阀3(8)和旋流离心破乳脱水装置(9)相连。
2) 上述步骤1)中，高压脉冲电场破乳脱水装置(3)包括：装置框架(3-1)、绝缘插槽(3-2)、铜电极(3-3)和排水阀(3-4)，其中铜电极(3-3)通过绝缘插槽(3-2)布置于装置框架(3-1)上。
3) 上述步骤2)中，铜电极(3-3)由多块平行布置的铜电极板(3-3(a))组成，其中正、负极铜电极板间隔布置，并通过铜电极连接板(3-3(b))分别与高压脉冲电源的正负极相连，通过高压脉冲电源在间隔布置的正、负极铜电极板间形成的高压脉冲电场的电场强度范围为550kV/m，高压脉冲电源的电场频率为100Hz，高压脉冲电源的占空比为1。另外，铜电极板(3-3(a))板身开有均匀分布的方孔，布置方向与需要进行破乳脱水处理的润滑油的流动方向平行，润滑油在间隔布置的正、负极铜电极板间的流动速度为0.1m/min。
4) 上述步骤1)中，旋流离心破乳脱水装置(9)包括：溢流管(9-1)、进油管(9-2)、导流器(9-3)、旋流管(9-4)、锥管I(9-5)、锥管II(9-6)和出水管(9-7)，其中导流器(9-3)通过螺纹连接的方式装于溢流管(9-1)上。
5) 上述步骤4)中，导流器(9-3)的结构为带内、外螺纹的套筒状结构，其内螺纹用于和溢流管(9-1)相接，其外螺纹用于使进油管(9-2)进入的润滑油产生旋流。同时，导流器(9-3)的外螺纹为单线螺纹，且外螺纹螺距为外螺纹公称直径的1/3。另外，导流器(9-3)的长度为其外螺纹公称直径的3/5。
6) 上述步骤4)中，锥管I(9-5)的锥度为1:2.65，锥管II(9-6)的锥度为1:25。
7) 上述步骤4)中，出水管(9-7)的长度为锥管I(9-5)和锥管II(9-6)长度之和的2倍。
8) 上述步骤4)中，进油管(9-2)的进油压力为0.6MPa(G)。
9) 上述步骤1)中，需要进行破乳脱水处理的润滑油，其含水量为30%(质量百分比)，同时其40℃下的运动粘度为65mm2/s。
本实施例通过高压脉冲电场和旋流离心场之间的有效协同，提高破乳脱水效率，实现高含水润滑油的快速高效破乳脱水，效率高、耗时短、能耗低、处理效果好，技术、经济优势明显。

Claims (3)

1.一种高压脉冲电场-旋流离心场联合润滑油破乳脱水装置，包括进油泵1(1)、输油阀1(2)、高压脉冲电场破乳脱水装置(3)、输油阀2(4)、缓冲储油罐(5)、输油阀3(6)、进油泵2(7)、输油阀3(8)、旋流离心破乳脱水装置(9)，其特征在于：进油泵1(1)通过输油管道与需要进行破乳脱水处理的润滑油相连，然后依次通过输油管道与输油阀1(2)、高压脉冲电场破乳脱水装置(3)、输油阀2(4)、缓冲储油罐(5)、输油阀3(6)、进油泵2(7)、输油阀3(8)和旋流离心破乳脱水装置(9)相连；
所述的高压脉冲电场破乳脱水装置(3)，包括装置框架(3-1)、绝缘插槽(3-2)、铜电极(3-3)和排水阀(3-4)，其中铜电极(3-3)通过绝缘插槽(3-2)布置于装置框架(3-1)上；
所述的铜电极(3-3)，其由多块平行布置的铜电极板(3-3(a))组成，其中正、负极铜电极板间隔布置，并通过铜电极连接板(3-3(b))分别与高压脉冲电源的正负极相连，通过高压脉冲电源在间隔布置的正、负极铜电极板间形成的高压脉冲电场的电场强度范围为300kV/m～550kV/m，高压脉冲电源的电场频率为10Hz～100Hz，高压脉冲电源的占空比为0.25～1；
所述的铜电极板(3-3(a))，其板身开有均匀分布的方孔，布置方向与需要进行破乳脱水处理的润滑油的流动方向平行，润滑油在间隔布置的正、负极铜电极板间的流动速度为0.05m/min～0.1m/min；
所述的旋流离心破乳脱水装置(9)，包括溢流管(9-1)、进油管(9-2)、导流器(9-3)、旋流管(9-4)、锥管I(9-5)、锥管II(9-6)和出水管(9-7)，其中导流器(9-3)通过螺纹连接的方式装于溢流管(9-1)上；
所述的导流器(9-3)，其结构为带内、外螺纹的套筒状结构，其内螺纹用于和溢流管(9-1)相接，其外螺纹用于使进油管(9-2)进入的润滑油产生旋流；
所述的导流器(9-3)，其外螺纹为单线螺纹，且外螺纹螺距为外螺纹公称直径的1/4～1/3；
所述的导流器(9-3)，其长度为其外螺纹公称直径的1/2～3/5；
所述的锥管I(9-5)，其锥度为1:3～1:2.65；
所述的锥管II(9-6)，其锥度为1:20～1:25；
所述的出水管(9-7)，其长度为锥管I(9-5)和锥管II(9-6)长度之和的1.5倍～2倍；
所述的进油管(9-2)，其进油压力为0.3MPa(G)～0.6MPa(G)。
2.根据权利要求1所述的一种高压脉冲电场-旋流离心场联合润滑油破乳脱水装置，其特征在于：所述的需要进行破乳脱水处理的润滑油，其含水量为5%～30%(质量百分比)。
3.根据权利要求1所述的一种高压脉冲电场-旋流离心场联合润滑油破乳脱水装置，其特征在于：所述的需要进行破乳脱水处理的润滑油，其40℃下的运动粘度小于85mm2/s。
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