CN1209444C

CN1209444C - 高效电脱盐设备

Info

Publication number: CN1209444C
Application number: CN 03112945
Authority: CN
Inventors: 朱绪荣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2023-03-10
Also published as: CN1530425A

Abstract

一种石化行业中采用高压静电分离原理设计的电脱盐、脱水设备，主要包括变压器、控制电路、电脱盐罐和安装在电脱盐罐中的水平大极板、水平正极板、水平负极板、与水平正极板相连的垂直正极板、与水平负极板相连的垂直负极板，不论电源处于正半周还是负半周，均在二层水平极板之间形成垂直强电场，在垂直正、负极板之间形成倍压直流水平强电场，同时垂直正、负极板与水层之间形成交流垂直弱电场，脱盐、脱水效果好，不受原油含水量及乳化程度的影响，始终保持好的脱盐、脱水效果；在变压器的初级线圈前省去了电抗器，使工作电压稳定，变压器容量、体积小，设备成本下降，兼具交流电脱盐、交直流电脱盐和高速电脱盐的优点，可广泛用于原油脱盐、脱水和成品油电化学精制或润滑油的脱氮精制等石化行业。

Description

高效电脱盐设备

技术领域

本发明涉及一种高压静电分离设备，具体说是一种石化行业原油脱盐、脱水设备。

背景技术

在石化行业原油提炼流程中，由于原油中含有水、盐等杂质，这些杂质不仅会影响产成品的质量，而且会对设备产生腐蚀，长此以往会产生严重的安全事故，因此，在原油进行提炼前必须对原油进行脱盐、脱水处理，而由于盐是溶于水的，因此脱盐实际上也就是脱水，利用高压静电聚合原理是对原油进行脱盐、脱水的较好办法，为此，人们据此原理设计了各种各样的电脱盐、脱水设备。目前脱盐、脱水设备主要有二种形式，一种是交流电脱盐设备，另一种是交直流电脱盐、脱水设备，附图1是交流电脱盐、脱水设备结构示意图。在交流电脱盐、脱水设备的电脱盐罐内有两层水平电极板，下层电极板带电，上层电极板接地，下层电极板与水层之间形成交流弱电场，上、下层电极板之间形成交流强电场，脱水是在这两个电场内进行的，脱水效果虽然比较好，由于交流电场都存在电容电流和电导电流，脱水电耗较高，特别是当原油含水量较大或乳化较为严重时就会形成以下恶性循环：由于原油含水量增加，导致电极板之间电导性能增加，使变压器二次电流增高，从而使变压器一次电流增大，使电抗器的自感电动势上升，引起变压器一次电压下降，从而导致二次电压下降，电极板之间的电场强度随之下降，脱水效果变差，又使电极板之间的电导性能增加，再次进入上述循环。这种恶性循环使电脱盐、脱水效果很差，甚至使变压器二次侧短路，电脱盐罐仅起热沉降罐的作用。附图2是交直流电脱盐、脱水设备结构示意图，其特点是利用单向二极管的导通特性进行工作，当输入的交流电处于正半周时，电源对正极板充电，电源负半周时，电源对负极板充电，正负极板交替与水层形成交流弱电场，正负极板之间形成直流强电场，这是一个倍压整流电路，在原油含水不高或乳化不严重时，由于交直流电脱盐、脱水正负极板之间不存在电导电流，所以它的优点是比附图1所示的交流电脱盐、脱水设备能耗低，但脱水效果不如交流电脱盐、脱水设备。同时，由于交流弱电场之间存在电容和电导电流，所以当原油含水高或乳化较为严重时，倍压电场无法建立，也会形成类似于附图1所示的交流电脱盐、脱水设备那样的恶性循环，使得脱水效果变差。这二种电脱盐、脱水设备均存在功耗大，脱盐、脱水效果受原油含水量及乳化状态制约严重的问题，有时为了增加脱盐、脱水效果不得不采用增加变压器的容量的办法来提高脱盐、脱水效果，所采用的变压器容量一般在设计容量的二倍以上，不仅增加了功耗，而且增加了设备投资成本。

发明内容

本发明的目的就是设计一种功耗低、脱盐、脱水效果不受原油杂质含量影响，同时兼具交流电脱盐、脱水设备和交直流电脱盐、脱水设备优点，脱盐、脱水效果好的新型高效电脱盐、脱水设备。

本发明的技术解决方案：

本发明的电脱盐、脱水设备包括变压器、控制电路、电脱盐罐和安装在电脱盐罐内的电极板，电极板由水平大极板、水平正极板、水平负极板以及与水平正极板相连的垂直正极板、与水平负极板相连的垂直负极板组成，水平正极板和水平负极板位于水平大极板之上且与水平大极板平行等距，成左右布置，垂直正极板和垂直负极板位于水平大极板的下方并分别与水平正极板和水平负极板相连，所有垂直正极板均与水平正极板相连，所有垂直负极板均与水平负极板相连。水平正极板和水平负极板也可安装在水平大极板之下并与水平大极板平行等距，成左右布置，此时垂直正极板和垂直负极板位于水平正极板和水平负极板的下方，所有垂直正极板均与水平正极板相连，所有垂直负极板均与水平负极板相连。水平大极板和变压器次级输出相接，水平正极板、水平负极板分别通过二极管与变压器接地端相连。变压器初级线圈前接有晶闸管开关，省去了能产生很大自感电势的电抗器，当工作电流等于或大于设定电流时，控制电路驱动晶闸管开关动作，切断电源，防止变压器过流损坏。

本发明的有益效果是：

本发明的电脱盐设备与背景技术相比具有脱盐、脱水效果不受原油含水量及乳化状态影响，能根据原油的含水量及乳化状态自动以交流方式或交直流方式进行工作，脱盐、脱水效果好，变压器初级电压不受影响，不仅工作电压稳定，而且所选变压器容量可比背景技术中同等要求的变压器容量降低50％以上，使设备的体积和成本得到了降低，还具有工作电流可调，过流保护等功能，兼具交流电脱盐、交直流电脱盐和高速电脱盐技术的特点，本发明的设备不仅能用于原油脱盐、脱水，还可用于成品油电化学精制、润滑油脱氮精制等石化行业。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明背景技术中的交流电脱盐、脱水设备结构示意图。

图2是本发明背景技术中的交直流电脱盐、脱水设备结构示意图。

图3是本发明的电脱盐设备结构及等效电路示意图。

图中1.电脱盐罐，2.水平大极板，3.水平正极板，4.水平负极板，5.垂直正极板，6.垂直负极板，7.晶闸管开关，8.驱动电路，D1.单向二极管，D2.单向二极管，T.变压器，R.可调电阻，JT.霍尔电流传感器，K.交流接触器，。

图4是本发明的又一实施例。

图中1.电脱盐罐，2.水平大极板，3.水平正极板，4.水平负极板，5.垂直正极板，6.垂直负极板，DK.自动开关，K2交流接触器，RV.压敏电阻，JT.霍尔电流传感器，LHA.、LHB.电流互感器，Wh.单相电度表，JZG.晶闸管，T.升压变压器，ZL.整流硅堆，JC.交流电压测量，ZC.直流电压测量，IC1.、IC2.放大器，Tr.晶体管，K3.继电器，DJ.光耦合管，K1.、K2.中间继电器，ZJ.中间继电器，HD.、LD.、SD.指示灯，HA.、TA.按钮，DL.电铃，LJ电流继电器，A.压流表，V.电压表，μA.微安表，DK.低液位保护开关，K.钮子开关，RJ.热继电器，RD.熔断器，R1、R2.可调电阻，D1、D2.单向二极管，Rm.电阻。

图5是附图4中控制电压接线图。

具体实施方式

实施例一。

如附图3所示。

在图3中，电脱盐罐1中的水平大极板2和变压器T的次级输出端相连，单向二极管D1、D2和变压器T的次级接地端相连，晶闸管开关7，交流接触器K与变压器T的初级线圈相连，电脱盐罐1中的垂直正极板5与电脱盐罐1中的水平正极板3相连，电脱盐罐1中的垂直负极板6与电脱盐罐1中的水平负极板4相连。通过可调电阻R设定工作电流，当工作电流达到或超过设定电流时，电路中的霍尔电流传感器JT输出电流驱动电路8工作使晶闸管开关7和交流接触器K动作，切断电源，保护设备不致过流损坏。工作时，当电源处于正半周时，与水平负极板4相连的单向二极管D1导通，水平负极板4与水平大极板2形成充电回路，对水平负电极板4充电，当电源处于负半周时，与水平正极板3相连的单向二极管D2导通，水平正极板3与水平大极板2形成充电回路，对水平正极板3进行充电，故而充电面积大，间距小，电容大，倍压效果佳。充电过程中形成垂直直流强电场，可对微细水滴产生聚合作用，提高脱水效果；充电过程中同时使垂直正极板5和垂直正极板6之间形成倍压水平强电场，与水层之间形成交流垂直弱电场。当原油含水正常，原油乳化不严重时，设备运行于交直流电脱盐、脱水状态，由于增加了水平极板之间的直流垂直强电场，脱盐、脱水效果比现有的交直流电脱盐设备更好。当原油含水高，原油乳化严重时，电脱盐罐1中的水层上升淹没垂直正极板5和负极板6时，设备运行于交流电脱盐、脱水状态，仍能很正常地运行，具有现有交流电脱盐设备的特征。

实施例二。

如附图4所示。

在图4所示的实施例中，电脱盐罐1中的水平大极板2和变压器T的次级输出端相连，单向二极管D1、D2和变压器T的次级接地端相连，晶闸管JZG(具体型号为MTXD600A，下同)及交流接触器K2与变压器T的初级线圈相连，电脱盐罐1中的垂直正极板5与电脱盐罐1中的水平正极板3相连，电脱盐罐1中的垂直负极板6与电脱盐罐1中的水平负极板4相连。本发明的工作电流是这样设定的，根据需要调节可调电阻R1、R2在额定电流范围内调节设定电流，当实际电流达到或超过设定电流时，霍尔电流传感器JT输出电流使放大器IC1或放大器IC2输出高电位并自锁，一路驱动光耦合管DJ(4N25)封锁触发电压，使晶闸管JZG立即关闭；另一路驱动晶体管Tr导通，继电器K3触点断开中间继电器K1线圈回路，使交流接触器K2跳闸，切断电源。霍尔电流传感器JT的工作电压由附图5所示的电路供应。为提高脱盐、脱水处理量，本实施例中的原油进油口位置比背景技术的原油进油口位置进行了适当提高。本实施例的其它部分与附图3所示的实施例相同。

Claims

1、一种电脱盐设备，包括变压器、控制电路、电脱盐罐和安装在电脱盐罐内的电极板，其特征在于所述的电极板由水平大极板、水平正极板、水平负极板以及与水平正极板相连的垂直正极板、与水平负极板相连的垂直负极板组成，水平大极板和变压器次级输出相接，水平正极板、水平负极板分别通过二极管与变压器接地端相连。

2、根据权利要求1所述的电脱盐设备，其特征是所述的水平正极板和水平负极板位于水平大极板之上且与水平大极板平行等距，垂直正极板和垂直负极板位于水平大极板的下方并分别与水平正极板和水平负极板相连。

3、根据权利要求1所述的电脱盐设备，其特征在于所述的变压器初级线圈前接有晶闸管开关，当工作电流等于或大于设定电流时，控制电路驱动晶闸管开关动作，切断电源。