JPH03296457A

JPH03296457A - 脱水脱塩装置

Info

Publication number: JPH03296457A
Application number: JP9626490A
Authority: JP
Inventors: Michio Haneda; 羽田　道夫; Masahito Kaneko; 雅人金子
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-04-13
Filing date: 1990-04-13
Publication date: 1991-12-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、原油、重質油、燃料油、石油精製残渣油、並
びに、石炭液化油、オイルサンド油、シェールオイル等
の合成油から脱水脱塩を行う装置に関する。

（従来の技術）第６図は、従来の電気脱水脱塩装置の系統図である。被
処理油１５に対し、数％から数十％の真水又は塩分濃度
の低い塩水を希釈水１６として注入し、必要に応じて、
それらを予め加熱してから注入し、混合弁１７で混合撹
拌して被処理油中の塩分を希釈水に移行させた混合液１
８を、処理槽１９に導入し、高電圧の電界をかけて含塩
水滴を凝集させ、肥大化した水滴を比重差により沈降分
離して、処理槽１９の上部より回収油２０と底部より含
塩排水２１を取り出すものである。

第７図の装置は、第６図の変形であって処理槽を２段に
設けた装置である。被処理油２２に対し、第２処理槽３
２から回収した排水を希釈水２４として添加し、第１混
合器２３で混合撹拌して被処理油中の塩分を希釈水に移
行させ、その第１混合液２５を、第１処理槽２６に導入
し、高電圧の電界をかけて含塩水滴を凝集させ、肥大化
した水滴を比重差により沈降分離して、処理槽２６の上
部より分離油２７と底部より含塩排水２８を取り出し、
分離油２７に対しては系外から希釈水２９を添加して第
２混合器３０で混合撹拌し、その第２混合液３１を第２
処理槽３２に導入し、再び高電圧の電界をかけて含塩水
滴を凝集させ、肥大化した水滴を比重差により沈降分離
して、処理槽３２の上部より回収油３４と底部より回収
希釈水２４を取り出し、該希釈水２４はポンプ３３で第
１混合器２３に戻すようにしたものである。

第４図及び第５図は、従来の電気脱水脱塩装置の処理槽
の構造を示した概念図であり、第４図は正面断面図、第
５図は第４図の１−１矢視断面図である。処理槽ｌ内に
被処理油を導入するために、供給管２に接続する分配管
３を油水界面１１の上方で開口させ、その上方に末端を
閉じたパイプ状対向電極５，６を水平に配置し、電源７
より碍子８を介して上記電極に接続し、処理槽１の上部
に油回収管４を、底部には排水管９を接続し、油水界面
を検知するために界面計１０を配置する。

この処理槽では、上記のバイブ状対向電極５及び６の間
に高電圧をかけて、電極間の含塩水粒子に電荷を与える
とともに、静電力により粒子相互に吸引力を作用させて
凝集合一を促進するものである。その際の吸引力は次式
で表すことができる。

Ｆ＝ｋＥ’ａ’／ｄ’　　　　　　　　　　　（１）Ｆ
：含塩水粒子間の吸引力Ｅ：電位傾度ａ：含塩水粒子の半径ｄ：含塩水粒子間の距離に：定数この式で示されるように被処理油中の粒子間に働く吸引
力は、粒径の６乗に比例し、粒子間距離の４乗に反比例
する。このため従来は、希釈水を注入して混合撹拌する
ことにより、被処理油中の含塩水粒子数を増加させて粒
子間距離を小さくし、凝集合一を促進させていた。

（発明が解決しようとする課題）しかし、上記の装置では、水滴の凝集沈降が大粒径のも
のから進行するため、時間の経過とともに、小粒径の水
滴が残り、水滴相互の距離も広がるために、吸引力は上
記（１）式に示されるように急激に低下し、凝集効果を
期待することができなくなる。その際に、電圧を上げて
凝集効果を高めることも考えられるが、過度の電圧上昇
は、短絡の発生や高電圧装置の導入のための設備費の増
加等の問題があり、実際的な電界強度は５ＫＶ／ａｍが
上限とされている。また、処理槽をシリーズに設置して
、第７図のように後段の希釈水を前段の処理槽に混入し
て被処理油中の塩濃度を低下させるとともに、水滴の粒
径の増大と水滴の数の増加を図り、脱水脱塩効率を向上
させることも行われているが、装置の規模が大きくなり
、希釈水の確保も含めてコストの上昇要因となる。

そこで、本発明は、上記の問題を解消し、低電圧で脱水
脱塩効率の良い装置を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段）本発明は、水滴を含有する油中に対向電極を配置して電
場の下で水滴を凝集沈降分離する脱水脱塩装置において
、両端部を鋭角にした帯状電極若しくは薄板の帯状電極
を少なくとも一方の電極として使用し、該帯状電極の端
部を他方の電極に対向させたことを特徴とする脱水脱塩
装置である。

なお、上記帯状電極を含む電極群の外に従来の対向電極
群とを組み合わせて使用する場合は、両者を１つの処理
槽本体内に組み込むこともできるし、別の処理槽内に組
み込むことも可能である。

別の処理槽に組み込むときには、第１の処理槽で従来の
対向電極により被処理油中の水滴の凝集合一を進め、次
いで、第２の処理槽で上記帯状電極によりさらに凝集合
一を進めるとともに沈降分離を行うものである。

（作用）第１図〜第３図は、本発明の１具体例である脱水脱塩装
置の処理槽の概念図であり、第１図は正面断面図、第２
図は第１図の１−１矢視断面図、第３図は針状電極群の
拡大図である。この処理槽は、上記第４図、第５図の従
来装置のパイプ状の水平対向電極の上方に両端部を薄板
の帯状電極群を配置したものである。それ故、帯状電極
を含む垂直対向電極を中心に説明する。第３図の帯状電
極群１２は、薄板の帯状電極１３と平板状電極１４を垂
直に対向させたものであるが、両者を帯状電極として対
向配置してもよい。また、帯状電極群Ｉ２を含む垂直対
向電極群を別の処理槽に配置してもよい。

ところで、被処理油は、パイプ状の水平対同電極間に形
成される電場に送られ、被処理油中の水滴に電荷が与え
られ、静電的吸引力により凝集合一するが、水滴の凝集
沈降が大粒径のものから進行するため、時間の経過とと
もに小粒径の水滴が残り、水滴相互の距離も広がるため
に、吸引力は低下して凝集合一が実質上停止し、水滴は
単一電車として挙動し、対向電極への移動もなくなる。

ところが微小水滴は正極に吸引させやすく、さらに、上
記帯状電極群を使用すると、帯状電極の両端を中心とす
る不平等電界が形成され、帯状電極の両端に強い電場が
できるので、水滴はこの鋭角部分に吸引されて凝集し、
水滴の肥大化が容易に促進される。これに対し、パイプ
状電極間においては、電界は均一であるために、水滴が
電極に吸引される力は比較的弱（、吸引される水滴も電
極の一点に集められることがないので、水滴の凝集肥大
化速度も大きなものとはならない。また、不平等電界が
形成される場においては、電気流体力学的現象（Ｅｌｅ
ｃｔｒｉｃ　Ｈｙｄｒｏ　Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｆｌｏｗ）
によって、撹拌対流が生起されるため、電極への水滴接
近頻度が増大し、電極部における凝集が促進される。な
お、この帯状電極に流す電流は、交流でも直流でもよい
。但し、直流を流すときには、帯状電極をプラスに接続
する方が好ましい。なぜなら、水滴が正極により吸引さ
れるためである。

上記処理槽ｌにおいては、水分含有量の高い被処理油を
分配管３より供給し、まず、パイプ状対向電極５，６で
水滴の凝集合一を行い、肥大化した水滴を沈降させると
もに、水分含有量の低下した被処理油を上昇させて帯状
電極群１２に送り、薄板の帯状電極１３と平板状電極１
４の間の不平等電・界で微細な水滴の凝集を図り、肥大
化した水滴は処理槽１の底部の排水管９より排出すると
ともに、脱水脱塩された油は処理槽ｌの上部の回収管４
より系外に取り出す。また、帯状電極群１２を別の処理
槽に配置するときには、パイプ状対向電極を有する処理
槽本体で水滴を凝集合一させ、ある程度肥大化させて沈
降分離してから、帯状電極群１２に送り、さらに、凝集
及び沈降を行って、脱水脱塩処理を行う。

（実施例）第８図の処理槽を用いて、０．５ｗＬ％の水を含有する
軽油を８１／ｈｒで供給し、脱水実験を行った。

なお、軽油中の水滴の平均粒径は約１３μｍであった。

帯状電極に対向する平板状電極は、面積１２Ｃｃｍ”、
厚さ０．５ｍｍのステンレス製の薄板を５２１の間隔で
垂直に配置し、該薄板平板状電極間２５ｍｍの位置に平
行になるように、帯状電極群を垂直に設けた。

帯状電極は、板厚０．５１１１１の帯状電極支持板の両
面に幅５ｍ１ｌ、厚さ０．１５１の帯状薄板を１０ｍｍ
間隔に取り付けたものである。

そして、平板状電極及び薄板帯状電極に対し、２０００
Ｖ（電界強度ＩＫＶ／ｃｍ）で交流を１時間流したとこ
ろ、水分含有量０．０６ｖｔ％の軽油を８１得ることが
できた。

（比較例）比較のために、第９図の平板状対向電極を有する処理槽
を用いて、０．５ｗｔ％の水を含有する軽油を８１／ｈ
ｒで供給し、脱水実験を行った。なお、軽油中の水滴の
平均粒径は約１３μＩであった。そして、平板状対向電
極は面積１２０ｃｎ＋”、厚さ０．５＋ｏｍのステンレ
ス製薄板を２５ｓ■の間隔で垂直に配置し、２５００Ｖ
（電界強度ＩＫＶ／ｃ■）で交流を１時間流したところ
、水分含有量０．２０ｖｔ％の軽油を８１得た。

（発明の効果）本発明は、上記の構成を採用することにより、低い水分
含膏量の油からも容易に脱水脱塩することができ、分離
効率も従来装置に比較して飛躍的に向上させることがで
きた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１具体例である脱水脱塩装置の処理槽
の正面断面図、第２図は第１図のＴ−Ｉ矢視断面図、第
３図は第１図で使用する薄板帯状電極群の拡大図、第４
図は従来の処理槽の正面断面図、第５図は第４図のｌ−
■矢視断面図、第６図及び第７図は従来の電気脱水脱塩
装置の系統図、第８図は実施例で使用した脱水脱塩装置
の断面図、第９図は比較例で使用した脱水脱塩装置の断
面図である。第３図第６図第７図第８図第９図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）水滴を含有する油中に対向電極を配置して電場の
下で水滴を凝集沈降分離する脱水脱塩装置において、両
端部を鋭角にした帯状電極若しくは薄板の帯状電極を少
なくとも一方の電極として使用し、該帯状電極の端部を
他方の電極に対向させたことを特徴とする脱水脱塩装置
。
（２）処理槽の油水界面の上方に、被処理油の供給管を
開口させ、該開口の上方に水平に対向する電極群を配置
し、さらにその上に、両端部を鋭角にした帯状電極若し
くは薄板の帯状電極とこれに垂直に対向する電極を含む
電極群を配置し、処理槽の上部に処理油の回収管を開口
させ、処理槽の底部に含塩水の排水管を接続したことを
特徴とする請求項（１）記載の脱水脱塩装置。
（３）水滴を含有する油を導入する第１処理槽に、対向
電極群を配置し、該槽に導管を介して接続する第２処理
槽に、該槽の油水界面上方に被処理油の供給管を開口さ
せ、該開口の上方に両端部を鋭角にした帯状電極若しく
は薄板の帯状電極とこれに垂直に対向する電極を含む電
極群を配置し、さらにその上方に処理油の回収管を開口
させ、処理槽の底部に含塩水の排水管を接続したことを
特徴とする請求項（１）記載の脱水脱塩装置。