超声波原油破乳

超声波V6.1-c数字驱动电源特点



全程数字电路控制，抗干扰能力强。 实现了全微电脑控制，智能频率跟踪。 准确显示频率、功率及运行状态。 实时调整系统功率、振幅和运行时间，过载保护。 设有冗余系统，增强稳定性。 匹配采用计算机仿真设计，保证与振动系统良好匹 配。 人机界面良好，便于操控。
其他设计

采用II类防爆设计，一般采用隔爆或正压防爆。
耐高温、高压设计 单套设备（2000W），一般每小时可以处理 500-1000L的液体。具体处理量与工艺、管道装 置有关


串联式管道设计2

具体尺寸可根据现场工艺要求更改
插入式超声辐射

设计原因： 传统超声设备工作对象温度不能超过80℃，辐射强 度低，且不耐高温高压。 本案设计方式如下：
隔离超声换能器部分，将能量传递至工具头后，辐射入液体。 使用高强度变幅杆，大幅度增大输出功率。 可耐高温高压溶液，最高耐受温度大于150℃，改变了传统声化 学设备的辐射特点。 采用钛合金设计，辐射强度和抗疲劳强度提高5—10倍 压缩空气冷却，确保长时间稳定工作。 安装、拆卸简便
代替高剪切乳化，乳化颗粒度1μm
彻底解决过滤网、出液口淤积、堵塞等情况 分散（剥离）液体中团聚的细小颗粒， 提高制取率，较原产量提高30%左右
石油工业应用
原油脱水、原油破乳
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超ห้องสมุดไป่ตู้石油应用

超声波在石油工业中的应用属于声化学范畴，近 年来国内外研究主要集中在以下方面
超声破乳脱水
机械效应 空化效应 热效应 化学效应
声化学技术的应用领域

废水的净化 石油中的应用 中药成分提取 ……
<15kHz 声波 15kHz<

治理微生物 化工工业处理 微粒的在液体中的分散
>60kHz
>60kHz 非大功率频段
大功率超声波频段
大功率超声波声化学设备
设备结构

设备主要由换能器、变幅杆、工具头、驱 动电源组成。
超声波进入 液体的能量 为100
通过液体传 递到容器上 的能量约为 10
通过容器传 递到空气中 的能量约为1
从空气中进 入人体的能 量约为0.01
超声波设备的安全性

超声波与液体接触会产生一定程度的噪声
由于超声波进入液体中会产生空化效应，导致产生大 量的噪声，您所听到的噪声不是超声波，其频率在1kHz左 右，如果感觉噪声强度太大，建议在设备使用时带上耳塞。
国内江苏石油勘探局石油工程技术研究院的虞建业 、西北工业大学化学工程系的 李淑琴等人在石油破乳方面做了大量的理论及实验，得到了较为理想的效果


目前国内尚未工业使用先例
超声原油管道应用难点

原油破乳需要高强度、大功率、连续工作的 超声辐射，这对超声设备提出了极高的要求。 原油压力、温度及粘度不断变化，普通超声 设备无法应对这些变化。 管道安装精度高，对固定、防腐、防爆等提 出极高要求。
设备功能



可作用于各种液体的声化学反应，法兰以 下工具头长度可定制。 可连续工作，脉冲式工作两种模式可选 30%-99%功率连续可调 自动频率跟踪功能 可预留端口，供外接PLC控制
超声波设备的安全性

本设备对人体安全无辐射
超声波是一种机械波，由于超声波直接作用在液体中， 超声波透过液体、容器壁、空气才能进入人体中，这些界 面的反射系数都大于90%，其进入人体的超声波总量极小， 小于医用B超的辐射强度。总所周知，B超是可以对胎儿使 用的，超声设备对人体是安全的。
超声核心部件 —换能器

超声波换能器 将电能转换为超声波能量的器件。换能器品种特 别多，要求也特别高。极其简单的机械结构中，隐藏 着极其复杂的技术要求。这是一个令人费解的矛盾， 也是换能器技术的魅力所在。
超声核心部件—驱动电源

超声波驱动电源：
将普通的市电，转换成超声波换能器所需要的高频、 高压电流。在各种各样的电源中，超声波驱动电源几乎 是技术含量最高的。
超声波产生

超声波设备可以 将电能转化为高 频振动，其原理 如右图所示。
超声波应用领域简介
超声波的定义

声音的频率范围是很宽的。但是一般只有在 20~20000Hz范围内的声音才能引起人的听觉, 频率高于20000Hz的声波就叫超声波。
超声波
信息载体
检测超声
功率超声
能量载体
金属探伤
水下定位 医学诊断 微电子 声化学
设计思路


根据初试实验所得到的结论，本设计方案思路采用以下方式：
1、采用串联式管道设计

2、采用插入式超声辐射设计
3、采用超声设备功率、频率多样化设计 4、采用第二代超声波数字控制电源 5、采用防腐、防爆和抗压设计，零部件可拆卸。



串联式管道设计1


设计原因： 多套超声设备一般可通过并联或串联的排列方式对液体进行作用。 本案设计方式如下： 具体尺寸可按照现场工艺要求更改




初试实验说明
实验时间：2013年04月 实验地点： 杭州成功超声设备有限 公司超声实验室 实验目的： 在实验室中测试超声对 原油破乳的作用 实验内容： 用不同频率的超声波对 原油进行作用，并用对 照试验进行参考。 实验结论: 使用超声的原油样品较 普通样品脱水率明显提 高，不同功率及频率效 果存在差异。
超声防垢除垢



超声防蜡降粘
超声污水处理

超声原油破乳的理论研究

超声波可在温和条件下，实现原油破乳。超声波 与破乳剂具有协同效应，其特点如下: 降低破乳剂的用量
油水分离率高 以上特点决定了超声在工业应用中的可行性



超声原油破乳工业应用

美国BRANSON超声设备公司已有相关工业应用的产品

驱动电源输出信号为高压
超声波驱动电源输入为高压信号，使用过程中需控制 环境温度、湿度及粉尘等，不可随意拆卸设备，以防高压 触电。
案例列举
应用领域
中药萃取
压载水处理 食品灭菌
效果及影响
加入超声设备，提高浸出率30-50%
配合紫外线，辅助杀灭藻类 原工艺不变，加入超声，菌落数减少30%
乳化
高压高温容器清洗 液体中颗粒物分散 生物柴油制取


超声原油管道方案设计

本方案以杭州成功超声设备有限公司实用型专利——大功率声 化学处理系统为设计基础。具有以下特点：
功率大，能量集中 抗高温高压 配备数字式超声频率自动追踪电源 使用简便，可适用于各种声化学反应。
大功率声化学系统已获得实用型专利、目前正在申报国家创新基金， 此设备已广泛引用于中药萃取、污水处理、生物降解、细胞粉碎等方面 ，并与中南大学、南京林华所、东北大学等高校和科研机构建立合作。
设备特点

功率大，能量集中
工业级设备最高功率3000W，能量转化效率高，达到80% 以上，辐射面积较传统工具头增大2.5倍

抗高温高压
最高承受温度300℃，最高承受压强30Mpa
配备数字式超声频率自动追踪电源
配备数字电源，确保设备最佳状态工作

工作稳定，使用简便，适用各种声化学反应
超声波系统振幅稳定，持续工作时间长；法兰安装，对 原有设备改动小