CN206916079U - 一种利用电磁场交互作用促进油水分离的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及化工领域及环保科技领域，具体为一种利用电磁场交互作用促进油水分离的实验装置。包括电源、进口导流管、第一电极板、第二容器、第二电极板、出口导流管、第一线圈、第二线圈、控制阀等，所述第一线圈与第二线圈相隔一定距离平行放置，所述第二容器放置在两个平行放置的第一线圈与第二线圈之间，所述第一电极板与第二电极板相隔一定距离平行放置，并且第一电极板、第二电极板的放置方向与第一线圈、第二线圈的放置方向相垂直。本实用新型利用油水乳化液中的水滴在电磁场交互作用区域受到的电场力和电磁力，使水滴快速聚结沉淀，并利用油水的密度差实现油水分离，具有分离快速高效、分离效果稳定、无二次污染的优点。

Description

一种利用电磁场交互作用促进油水分离的实验装置

技术领域

本实用新型涉及化工领域及环保科技领域，具体为一种利用电磁场交互作用促进油水分离的实验装置。

背景技术

随着社会的发展，中国对于能源的需求越来越大，石油作为工业的血液，其需求量也是日益增长。稳定石油供给是社会稳定发展的基础，是我国的重要战略保证之一，这对油田的生产提出了更加艰巨的任务。但是随着中国许多油田进入高含水期，在石油生产中，地下采出的原油往往都含有大量伴生水，从而形成原油乳化液，这种原油含水形成的乳化液不仅增加了能耗，还会腐蚀生产设备，对生产形成危害。为了生产所需，人们往往需要减少乳化液中某一相的含量甚至完全分离两相。对于这类原油，现有的主要方法是通过电破乳、化学破乳来实现油水的分离，电破乳方法能耗大，操作危险，不适于大面积使用，化学破乳法需要在乳化液中添加乳化剂，使得破乳后的两相溶液中会多出新的液体成分，而这在一些实际生产中是不被允许的。

公开号为CN104743637A的发明专利公开了一种油水分离盒及利用此分离盒的油水分离装置，用于分离含油污水中的浮油、分散油和乳化油。该装置集重力分离、离心和聚结等油水分离方法于一体，虽然具有隔油效率高、停留时间短的优点，但其结构设计及工作原理复杂，且设备维护成本高，应用范围狭窄。

公开号为CN103372331A的发明专利公开了一种油水分离装置及方法，其方法是将含水的油和含油的水分别送入油水粗分罐的油侧和水侧进行油水初步分离，随后含油的水在油水细分罐内进一步油水分离并分别排出。其处理量大、分离精度高，可以同时处理油含水和水含油两股物料,但其同样具有上述结构复杂、功耗大，设备维护成本高等诸多弊端。

实验研究表明，水滴在电场力作用下能聚结成更大的水滴并在电磁力和重力作用下沉降。当乳化液在矩形容器有效段上流动时，会受到水平方向的电场力和竖直向下的电磁力(洛伦兹力)作用，而在此两种力作用下，水滴会聚结并向下运动沉降。由于对于乳化液来说，其又分为油包水乳化液和水包油乳化液，而油包水乳化液的连续相为油，由于油是低导电性物质电磁场对它的影响甚微，而水包油乳化液则相反。因此，水包油乳化液中的水滴在电磁场的交互作用下会快速聚结沉降。同时，由于油滴的低导电性，它们的碰撞几率小，导致聚结成大油滴的几率小再加上油滴密度小所以不会沉降。

本发明即受上述启发，提供了一种利用电磁场交互作用促进油水分离的实验装置，基于油水乳化液中的水滴在电磁场中受到的电场力和电磁力(洛伦兹力)，使液滴极化聚结成大液滴，并利用油水密度差通过导流管引出实现油水分离，具有分离快速高效、分离效果稳定及应用广泛等诸多特点。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述问题，提供了一种利用电磁场交互作用促进油水分离的实验装置，其具有分离快速高效、无化学添加剂造成的污染、应用广泛等优点,其采用的技术方案如下：

一种利用电磁场交互作用促进油水分离的实验装置，包括电源、第一容器、进口导流管、第一电极板、第二容器、第二电极板、出口导流管、第三容器、第一导线、第二导线、第一线圈、第二线圈、控制阀，所述第一线圈与第二线圈相隔一定距离平行放置，所述第二容器放置在两个平行放置的第一线圈与第二线圈之间，所述第一电极板与第二电极板相隔一定距离平行放置，并且第一电极板、第二电极板的放置方向与第一线圈、第二线圈的放置方向相垂直，所述电源的正极通过第二导线与第一电极板连接，所述电源的负极通过第一导线与第二电极板连接，所述第一电极板与第二电极板均放置在第二容器内，所述第一容器通过进口导流管与第二容器相连，所述第二容器通过出口导流管与第三容器相连，所述控制阀设置在出口导流管上。

优选的，所述第一电极板放置在第二容器内的左侧，所述第二电极板放置在第二容器内的右侧，且第一电极板与第二电极板均为铝片。

优选的，所述第二容器为有机玻璃板制成的矩形容器，为不导电非磁性材质，且右侧下方开设有一个与出口导流管连接用的圆孔。

优选的，所述第二容器的尺寸设置于5至15厘米之间，以保证第二容器可以放置于相隔一定距离平行放置的第一线圈与第二线圈通电时，其中间区域的匀强磁场内。

优选的，所述第一电极板与第二电极板之间通电之后形成匀强电场E，方向从左向右。

优选的，所述第一线圈与第二线圈之间通电之后形成匀强磁场B，方向垂直纸面向外。

优选的，所述第一容器与第三容器均用于盛放水包油乳化液。

本实用新型具有如下优点：

1、本实用新型利用油水乳化液中的水滴在电磁场交互作用区域受到的电场力和电磁力，使水滴快速聚结沉淀，并利用油水的密度差实现油水分离，具有分离快速高效、分离效果稳定、无二次污染的优点。

2、本实用新型可以多次重复使用，电场和磁场强度均可控，具有无需添加处理药剂，不会带来二次污染的优点。

3、本实用新型的分离回收过程一体化，分离效率高，分离效果好，后续处理工序简单等。

4、本实用新型不涉及任何化学添加剂，不会造成新的化学添加剂污染，不仅绿色环保，也有助于提高分离精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：本实用新型一种利用电磁场交互作用促进油水分离的实验装置的示意图；

图2：本实用新型一种利用电磁场交互作用促进油水分离的实验装置的磁场示意图；

符号说明：

1、电源，2、第一容器，3、进口导流管，4、第一电极板，5、第二容器，6、第二电极板，7、出口导流管，8、第三容器，9、第一导线，10、第二导线，11、第一线圈，12、第二线圈，13、控制阀，B、匀强磁场，E、匀强电场。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1-2所示，本实用新型一种利用电磁场交互作用促进油水分离的实验装置，包括电源1、第一容器2、进口导流管3、第一电极板4、第二容器5、第二电极板6、出口导流管7、第三容器8、第一导线9、第二导线10、第一线圈11、第二线圈12、控制阀13，所述第一线圈11与第二线圈12相隔一定距离平行放置，所述第二容器5放置在两个平行放置的第一线圈11与第二线圈12之间，所述第一电极板4与第二电极板6相隔一定距离平行放置，并且第一电极板4、第二电极板6的放置方向与第一线圈11、第二线圈12的放置方向相垂直，所述电源1的正极通过第二导线10与第一电极板4连接，所述电源1的负极通过第一导线9与第二电极板6连接，所述第一电极板4与第二电极板6均放置在第二容器5内，所述第一容器2通过进口导流管3与第二容器5相连，所述第二容器5通过出口导流管7与第三容器8相连，所述控制阀13设置在出口导流管7上。

优选的，所述第一电极板4放置在第二容器5内的左侧，所述第二电极板6放置在第二容器5内的右侧，且第一电极板4与第二电极板6均为铝片。

优选的，所述第二容器5为有机玻璃板制成的矩形容器，为不导电非磁性材质，保证实验过程中不受电磁场的影响，且右侧下方开设有一个与出口导流管7连接用的圆孔。

优选的，所述第二容器5的尺寸设置于5至15厘米之间，以保证第二容器5可以放置于相隔一定距离平行放置的第一线圈11与第二线圈12通电时，其中间区域的匀强磁场内。

优选的，所述第一电极板4与第二电极板6之间通电之后形成匀强电场E，方向如图1所示，从左向右。

优选的，所述第一线圈11与第二线圈12之间通电之后形成匀强磁场B，方向如图1所示，垂直纸面向外。

优选的，所述第一容器2与第三容器8均用于盛放水包油乳化液。

优选的，所述出口导流管7上设置的控制阀13，可以通过调节其开度大小控制第二容器5内水包油乳化液的流动速度不会因过快而作用时间太短，或太慢受到的电磁力太小而达不到分离效果。

本实用新型的实验步骤如下：

第一步：将第一线圈11与第二线圈12间隔一定距离平行放置后，向第一线圈11与第二线圈12内通入大小方向相同的电流，此时在第一线圈11与第二线圈12之间的区域会形成匀强磁场B；通过电源1、第一导线9、第二导线10向间隔一定距离平行放置的第一电极板4、第二电极板6通电，在第一电极板4与第二电极板6之间形成匀强电场E；由于第一电极板4、第二电极板6的放置方向与第一线圈11、第二线圈12的放置方向相垂直，且第一电极板4与第二电极板6均放置于第一线圈11与第二线圈12形成的匀强磁场B内，因此第二容器5内第一电极板4与第二电极板6之间的水包油乳化液处于匀强电场E与匀强磁场B的交互作用区域，且匀强电场E与匀强磁场B方向是垂直的，其匀强电场E的大小可以通过改变电源电流大小来调节，匀强磁场B的大小可以通过改变通入的电流大小或线圈匝数来调节，以保证电场力与电磁力足够大。

第二步：第一容器2内盛放的水包油乳化液通过进口导流管3流入第二容器5内的匀强电场E与匀强磁场B的交互作用区域，其中的小水滴在电场力作用下带上电荷，从而快速聚结成大水滴。

第三步：水包油乳化液在匀强电场E与匀强磁场B的交互作用区域内的流动方向平行电场线垂直切割磁感线，通过调节控制阀13的开度大小控制第二容器5内水包油乳化液的流动速度，使其充分作用。

第四步：位于交互作用区域的水包油乳化液中的小水滴在电场力作用下滴聚结成大水滴后，在竖直向下电磁力和重力的作用下沉降从而实现油水分离。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种利用电磁场交互作用促进油水分离的实验装置，其特征在于：包括电源、第一容器、进口导流管、第一电极板、第二容器、第二电极板、出口导流管、第三容器、第一导线、第二导线、第一线圈、第二线圈、控制阀，所述第一线圈与第二线圈相隔一定距离平行放置，所述第二容器放置在两个平行放置的第一线圈与第二线圈之间，所述第一电极板与第二电极板相隔一定距离平行放置，并且第一电极板、第二电极板的放置方向与第一线圈、第二线圈的放置方向相垂直，所述电源的正极通过第二导线与第一电极板连接，所述电源的负极通过第一导线与第二电极板连接，所述第一电极板与第二电极板均放置在第二容器内，所述第一容器通过进口导流管与第二容器相连，所述第二容器通过出口导流管与第三容器相连，所述控制阀设置在出口导流管上。

2.根据权利要求1所述的一种利用电磁场交互作用促进油水分离的实验装置，其特征在于：所述第一电极板放置在第二容器内的左侧，所述第二电极板放置在第二容器内的右侧，且第一电极板与第二电极板均为铝片。

3.根据权利要求1所述的一种利用电磁场交互作用促进油水分离的实验装置，其特征在于：所述第二容器为有机玻璃板制成的矩形容器，为不导电非磁性材质，且右侧下方开设有一个与出口导流管连接用的圆孔。