H型静电聚结分离器油水分离技术研究
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的空 间 ， 流速 相对 缓慢 接 近层流 ， 油水 在这 里进
一
Ｆ ＭＣ公 司的新型在线 静 电聚结 器 Ｉ Ｅ Ｃ（ Ｉ ｎ ｌ ｉ ｎ ｅ Ｅ — ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ Ｃ ｏ ａ ｌ ｅ ｓ ｃ ｅ ｒ ） 、 Ｎ Ａ Ｔ Ｃ Ｏ 公 司 的紧凑 型静 电聚 结 分 离 器 Ｃ Ｅ Ｓ（ Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｃ ｔ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ
步分离， 水 从底 部 汇集 排 出 ， 而油 则上 升从水
中分 离 出去 。实 际测 试 表 明 ， 该 型 分 离器 在入 口３ １ ． ５ 的含 水率 条件 下 ， 油 出 口含 水 量 仅有 ３ ． ４ ， 水 出 口含 油 率小 于 １ ０ ０／ ｚ ｇ ／ ｇ ； 即使 在含 水率 高 达 ７ ６ 的条 件下 ， 油 出 口含水 率 也 能 降 低到 ４ 以下 ， 而 分 离 水 中 的含 油 率 可 降低 到
备， 典 型 的如 Ａ Ｂ Ｂ公 司 的容 器 内置 式 静 电聚结
器 Ｖ Ｉ Ｅ Ｃ （ Ｖｅ ｓ ｓ ｅ ｌ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ Ｃ ｏ ａ ｌ ｅ ｓ ｃ ｅ ｒ ） 、
管 道采 用 倾 斜 安装 ， 因此增 大 的 水颗 粒 能 够 比 垂 直安 装 时更 快 地 沉 降到 管 壁 上 ， 聚结 后 的水 链顺 着 管壁 向管 道 下部 聚集 ， 该 区域 留有 较 长
理 。通 过 对 其 油 水 分 离 的 工 作 机 理 进 行 理 论 分 析 ， 探 讨 了运 行 中 临 界 流 量 产 生 的 原 因 和 影 响 因 素 ， 提出 了进 行 工程 化设 计 时 应 注 意 的 问 题 和 改 进 思 路 ， 对 于 自主开 发 新 型 静 电 聚 结 技 术 ， 满 足 石 油 行 业 对 高 效
第 ２ ２卷
第 １ 期
北京 石油 化 工学 院学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｂｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ
Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ — ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖｏ １ ． ２ ２ Ｎ０ ． １
２ ０ ０＃ ｇ ／ ｇ以 下 。但 该 设 备 在 工 作 中存 在 临 界
处理 量 ， 一旦 流量 超过 临界 值 ， 油水分 离过 程就
面 临失效 ， 如 图 ２所 示 。因为 流 量 超过 临 界值
购） 于２ ０ ０ ８年 前 后 推 出 了 紧 凑 型 静 电分 离 器
Ｃ Ｅ Ｓ ， 其 特 点 是 静 电聚 结 过程 与油 水 分 离 过 程 同时在 管道 中进行 ， 该装置 可 设置 成 Ｌ型 、 小Ｙ 型、 大 Ｙ型、 Ｈ 型等 多 种 方 式 。Ｈ 型 静 电分 离
器 的结 构 原 理 如 图 １所 示 ， 采 用 双 级 串联 处 理
收稿 Ｅ ｔ 期： ２ ０ １ ３ － ０ ６ — ２ ２
时， 过 快 的 流速 将 把 大 部分 静 电聚结 后 增 大 的
水颗 粒 带 出管道 ， 使他 们无 法沉 降在 管道 壁上 ， 造成 油 输 出 口中 的 含水 率 急剧 升 高 ， 使 处 理效 果 大大 降低 ， 因此 在 研发 该 设 备 时应 优 化 其结
Ｍａ ｒ ．２ ０ １ ４
２ ０ １ ４年 ３月
Ｈ型 静 电聚 结 分 离器 油 水 分 离 技 术 研 究
张宝生， 陈 家庆 ， 李锐 锋 ， 张 正 龙 ，司 玉林
（ 北 京 石 油 化 工 学 院 机 械 工 程 学 院 ，北 一 代 高 效 紧 凑 型 静 电聚 结 设 备 — — Ｈ 型静 电 聚 结 分 离 器 Ｃ Ｅ Ｓ的 结 构 和 工 作 原
构 和安 装 参 数 以提 高 临界 处理 量 ， 应 用 中注 意 使 流量 控制 在临 界处 理量 内。
基金项 目： 北 京 市 教 委 科 技 计 划 面 上 项 目 （ ＫＭ２ ０ １ ３ １ ０ ０ １ ７ ０ ０ ８ ） ； 北 京 市 属 市 管 高 等 学 校 人 才 强 教 计 划 资
紧凑型原油脱水设备的需求具有积极意义 。 关 键词 ： 油 水 分 离 ； 紧凑 ；静 电 聚结
中图分类号 ： ＴＨ１ ３ ６ 文 献 标 志码 ： Ａ
国外 第一代 高 效 紧凑 型静 电 聚结设 备 的特 点是将静 电聚结 和重力沉 降 ２ 个过 程分 开进行 ，
虽然在很大程度 上提高 了脱水效率 ， 缩小 了脱水 设备 的体积 ， 但 是 在 ２个过 程 的衔接 中 ， 静 电 聚
助 项 目（ Ｐ ＨＲ２ ０ ０ ９ ０ ６ ２ １ ４ ）
２ Ｈ型 静 电 聚 结 器 油 水 分 离 过 程
分 析
Ｈ 型 静 电 聚 结 器 结 构 参 数 如 图 ３所 示 。
模式 ， 每级静 电聚结分 离 器为管 式结 构 ， 内置 圆 柱 型高 压绝 缘 电极 ， 外 管 接地 ， 中间形成 的高 压 电场使 流过 管道 的原 油乳 化液 中的水颗 粒迅 速
增 大聚结 并 在管 道 中通过 重力分 离 出来 。 由于
集后 变大 的水颗 粒会 因剪 切再次破 裂 ， 从 而降低 了分离效果 。为此 国外推 出 了第 ２ 代 改 进 型设
Ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ） 等产 品 ， 他 们 的 特 点是 将 静 电聚结 与
分离 过程有机结 合在一起 ， 从 而进一 步提 高 了处 理效 率 ， 使静 电聚结技术更 趋完善 。
１ 紧 凑 型 静 电分 离 器 Ｃ Ｅ Ｓ的 特 点
ＮＡＴＣ ｏ公 司 （ 已被 Ｃ ＡＭＥ Ｒ０Ｎ 公 司 收
一
Ｆ ＭＣ公 司的新型在线 静 电聚结 器 Ｉ Ｅ Ｃ（ Ｉ ｎ ｌ ｉ ｎ ｅ Ｅ — ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ Ｃ ｏ ａ ｌ ｅ ｓ ｃ ｅ ｒ ） 、 Ｎ Ａ Ｔ Ｃ Ｏ 公 司 的紧凑 型静 电聚 结 分 离 器 Ｃ Ｅ Ｓ（ Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｃ ｔ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ
步分离， 水 从底 部 汇集 排 出 ， 而油 则上 升从水
中分 离 出去 。实 际测 试 表 明 ， 该 型 分 离器 在入 口３ １ ． ５ 的含 水率 条件 下 ， 油 出 口含 水 量 仅有 ３ ． ４ ， 水 出 口含 油 率小 于 １ ０ ０／ ｚ ｇ ／ ｇ ； 即使 在含 水率 高 达 ７ ６ 的条 件下 ， 油 出 口含水 率 也 能 降 低到 ４ 以下 ， 而 分 离 水 中 的含 油 率 可 降低 到
备， 典 型 的如 Ａ Ｂ Ｂ公 司 的容 器 内置 式 静 电聚结
器 Ｖ Ｉ Ｅ Ｃ （ Ｖｅ ｓ ｓ ｅ ｌ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ Ｃ ｏ ａ ｌ ｅ ｓ ｃ ｅ ｒ ） 、
管 道采 用 倾 斜 安装 ， 因此增 大 的 水颗 粒 能 够 比 垂 直安 装 时更 快 地 沉 降到 管 壁 上 ， 聚结 后 的水 链顺 着 管壁 向管 道 下部 聚集 ， 该 区域 留有 较 长
理 。通 过 对 其 油 水 分 离 的 工 作 机 理 进 行 理 论 分 析 ， 探 讨 了运 行 中 临 界 流 量 产 生 的 原 因 和 影 响 因 素 ， 提出 了进 行 工程 化设 计 时 应 注 意 的 问 题 和 改 进 思 路 ， 对 于 自主开 发 新 型 静 电 聚 结 技 术 ， 满 足 石 油 行 业 对 高 效
第 ２ ２卷
第 １ 期
北京 石油 化 工学 院学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｂｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ
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２ ０ ０＃ ｇ ／ ｇ以 下 。但 该 设 备 在 工 作 中存 在 临 界
处理 量 ， 一旦 流量 超过 临界 值 ， 油水分 离过 程就
面 临失效 ， 如 图 ２所 示 。因为 流 量 超过 临 界值
购） 于２ ０ ０ ８年 前 后 推 出 了 紧 凑 型 静 电分 离 器
Ｃ Ｅ Ｓ ， 其 特 点 是 静 电聚 结 过程 与油 水 分 离 过 程 同时在 管道 中进行 ， 该装置 可 设置 成 Ｌ型 、 小Ｙ 型、 大 Ｙ型、 Ｈ 型等 多 种 方 式 。Ｈ 型 静 电分 离
器 的结 构 原 理 如 图 １所 示 ， 采 用 双 级 串联 处 理
收稿 Ｅ ｔ 期： ２ ０ １ ３ － ０ ６ — ２ ２
时， 过 快 的 流速 将 把 大 部分 静 电聚结 后 增 大 的
水颗 粒 带 出管道 ， 使他 们无 法沉 降在 管道 壁上 ， 造成 油 输 出 口中 的 含水 率 急剧 升 高 ， 使 处 理效 果 大大 降低 ， 因此 在 研发 该 设 备 时应 优 化 其结
Ｍａ ｒ ．２ ０ １ ４
２ ０ １ ４年 ３月
Ｈ型 静 电聚 结 分 离器 油 水 分 离 技 术 研 究
张宝生， 陈 家庆 ， 李锐 锋 ， 张 正 龙 ，司 玉林
（ 北 京 石 油 化 工 学 院 机 械 工 程 学 院 ，北 一 代 高 效 紧 凑 型 静 电聚 结 设 备 — — Ｈ 型静 电 聚 结 分 离 器 Ｃ Ｅ Ｓ的 结 构 和 工 作 原
构 和安 装 参 数 以提 高 临界 处理 量 ， 应 用 中注 意 使 流量 控制 在临 界处 理量 内。
基金项 目： 北 京 市 教 委 科 技 计 划 面 上 项 目 （ ＫＭ２ ０ １ ３ １ ０ ０ １ ７ ０ ０ ８ ） ； 北 京 市 属 市 管 高 等 学 校 人 才 强 教 计 划 资
紧凑型原油脱水设备的需求具有积极意义 。 关 键词 ： 油 水 分 离 ； 紧凑 ；静 电 聚结
中图分类号 ： ＴＨ１ ３ ６ 文 献 标 志码 ： Ａ
国外 第一代 高 效 紧凑 型静 电 聚结设 备 的特 点是将静 电聚结 和重力沉 降 ２ 个过 程分 开进行 ，
虽然在很大程度 上提高 了脱水效率 ， 缩小 了脱水 设备 的体积 ， 但 是 在 ２个过 程 的衔接 中 ， 静 电 聚
助 项 目（ Ｐ ＨＲ２ ０ ０ ９ ０ ６ ２ １ ４ ）
２ Ｈ型 静 电 聚 结 器 油 水 分 离 过 程
分 析
Ｈ 型 静 电 聚 结 器 结 构 参 数 如 图 ３所 示 。
模式 ， 每级静 电聚结分 离 器为管 式结 构 ， 内置 圆 柱 型高 压绝 缘 电极 ， 外 管 接地 ， 中间形成 的高 压 电场使 流过 管道 的原 油乳 化液 中的水颗 粒迅 速
增 大聚结 并 在管 道 中通过 重力分 离 出来 。 由于
集后 变大 的水颗 粒会 因剪 切再次破 裂 ， 从 而降低 了分离效果 。为此 国外推 出 了第 ２ 代 改 进 型设
Ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ） 等产 品 ， 他 们 的 特 点是 将 静 电聚结 与
分离 过程有机结 合在一起 ， 从 而进一 步提 高 了处 理效 率 ， 使静 电聚结技术更 趋完善 。
１ 紧 凑 型 静 电分 离 器 Ｃ Ｅ Ｓ的 特 点
ＮＡＴＣ ｏ公 司 （ 已被 Ｃ ＡＭＥ Ｒ０Ｎ 公 司 收