原油电脱水器的辉光荷电电极极板制造技术

本发明专利技术涉及一种原油电脱水器的辉光荷电电极极板，包括正电极极板和负电极极板，所述正电极极板和负电极极板中，其中一个是线阵列极板，另一个是用于与所述线阵列极板形成辉光通道的尖缘阵列极板。所述尖缘阵列极板可以为针阵列极板、片阵列极板或针片组合阵列极板。与现有技术的网状极板结构相比，本发明专利技术基于针电极或片电极的直流辉光放电具有更加均匀的空间分布，提高了最大可注入功率，增加了辉光放电的功率密度，使水珠荷电，进而导致原油电脱水器以电泳脱水为主体。应用本发明专利技术可开发基于直流电源的辉光放电装置，这对脉冲辉光放电装置制造困难和成本高既是合理回避，又具有很高的商业应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种原油电脱水器装置中的电极装置，特别是一种原油电脱水器的辉光荷电电极极板。
技术介绍
在油田生产中，从油井中生产出的原油总是含有水或盐，需通过电脱水器将水或盐脱离掉，达到净化原油的目的，因此电脱水器是原油生产过程中必不可少的重要设备。现有技术原油电脱水器的原理是静电分离，即利用电场的静电力，使水珠从原油中分离出来，而静电分离存在两种形式：第一种是偶极聚结。置于电场中的油包水型乳化液的水珠，由于受电场的诱导而产生偶极极化，使正电荷和负电荷分别处于水珠的两端，相邻两个水珠的靠近一端恰好成为异性，相互吸引，结果使两个水珠合并为一体。由于电场是连续的，这种过程的发生呈连锁反应，当水珠粒径增大到其重力足以克服乳化液的稳定性时，水珠即自原油中沉降分离出来。第二种是电泳聚结。在原油进入脱水罐的过程中，由于电离、吸附和摩擦接触等因素的影响，一些水珠本身带有一定的电荷，在直流电场的作用下，水珠产生了不平衡的电场力作用，使其向符号相反的电极极板方向运动，即产生了电泳脱水。在电泳运动过程中，一部分颗粒大的水珠会因带电多而速度快，速度不等会使大小不等的水珠发生相对运动，在相对运动中发生碰撞合并增大，当水珠粒径增大到一定程度后即从原油中沉降分离出来。其它未发生碰撞或碰撞后还不够大的带电水珠，会一直电泳到符号相反的电极极板表面，并在电极极板表面聚结或聚集(碰撞而未合并)在一起，然后从原油中分离出来。直流电场的破乳聚结主要是在电极极板附近的有限区域内进行，-->由于电极极板对颗粒的强烈吸引与排斥作用而形成的相互碰撞和堆积，并由于电场方向始终不变，所以脱水效率高，利于深度脱水，提高净化质量。实际应用表明，现有技术原油电脱水器尽管在直流电场的作用下有电泳和偶极聚结的共同作用，但粒径小而未带电的水珠往往失去合并的对象，无法聚结增大，难以从油中脱出，特别是对于油田后期采出的原油含水量高和部分特殊地区的稠油，脱水更加困难，原油含水指标难以满足石化工业要求。目前，现有技术原油电脱水器提供的电场均是由电源和两个电极极板组成，两个电极极板均采用金属板拉网或金属丝编网结构形式，这种电极极板由于是密集的网状结构，所形成的电场基本等效于两个平行金属板结构形式的电场。中国专利ZL00202051.3提出了一种原油电脱水器组合式极板，主要由边框和极板构成，而极板是由长料和短料制成的极板片，并组合安装在边框中。该组合式极板提高了极板的平直牢固性，增强了极板的表面积，增加了场强，增强了处理各种不同性质原油的能力。中国专利ZL200620117990.8提出了一种复合式原油电脱水极板，极板由正电极板、负电极板、栅板式电极组成，正电极板和负电极板是直条圆钢按等距平行焊接在各自的边框上，栅板式电极由栅板等距倾斜焊接在其边框上，栅板式电极置于正电极板和负电极板的下方并作为接地极。该复合式极板增强了预脱水能力，可产生高梯度电场，使进入电场的原油含水率降低，脱水速度加快，效率得到提高。中国专利ZL200720021235.4提出了一种绝缘电极网，由金属导体构成主体，在金属导体的外表设置绝缘层，金属导体编制成网状。当石油的含水很高时或者乳化程度很高时，对于电场局部因原油性质变化引起的电场破坏，电脱水器仍不会受到影响。实践表明，由于现有技术上述技术方案的脱水机理都是基于偶极聚结原理，极板分布难以使水珠荷电，难以实现电泳聚结，因此脱水效果不理想。-->
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种原油电脱水器的辉光荷电电极极板，有效解决现有原油电脱水器脱水效果不理想的技术缺陷。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种原油电脱水器的辉光荷电电极极板，包括正电极极板和负电极极板，所述正电极极板和负电极极板中，其中一个是线阵列极板，另一个是用于与所述线阵列极板形成辉光通道的尖缘阵列极板。一个尖缘阵列极板可以平行设置在一个线阵列极板的一侧，或一个尖缘阵列极板平行设置在二个线阵列极板之间，或一个线阵列极板平行设置在二个尖缘阵列极板之间。在上述技术方案基础上，所述尖缘阵列极板为针阵列极板，所述针阵列极板包括针电极框架和针电极，所述针电极框架为网状框架结构，数个针电极依次设置在网状框架结构的表面上，且每个针电极垂直于针电极框架的平面。进一步地，针电极针尖的半径小于或等于0.01毫米。在上述技术方案基础上，所述尖缘阵列极板为片阵列极板，所述片阵列极板包括片电极框架和片电极，所述片电极框架为网状框架结构，数个薄片状的片电极依次设置在网状框架结构的表面上，且每个片电极的平面垂直于片电极框架的平面。进一步地，片电极边缘的厚度小于或等于0.01毫米。在上述技术方案基础上，所述尖缘阵列极板为针片组合阵列极板，所述针片组合阵列极板包括框架、针电极和片电极，所述框架为网状框架结构，数个针电极和片电极组合设置在网状框架结构的表面上，且每个针电极垂直于框架的平面，每个片电极的平面垂直于框架的平面。本专利技术提供了一种原油电脱水器的辉光荷电电极极板，采用了原油乳状液中辉光放电使水珠荷电的机理，荷电后的水珠在电场力作用下吸附在电极极板上，达到原油电泳脱水的目的。与现有技术的网状极板结构相比，本专利技术基于针电极或片电极的直流辉光放电具有更加均匀的空间分布，提高了-->最大可注入功率，增加了辉光放电的功率密度，使水珠荷电，进而导致原油电脱水器以电泳脱水为主体，达到理想的脱水效果。通过改变阵列规模还可以得到不同的脱水效果，具有广阔的应用前景。应用本专利技术可开发基于直流电源的辉光放电装置，这对脉冲辉光放电装置制造困难和成本高既是合理回避，又具有很高的商业应用价值。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术原油电脱水器的辉光荷电电极极板第一实施例的结构示意图；图2为本专利技术针阵列极板的结构示意图；图3为本专利技术原油电脱水器的辉光荷电电极极板第二实施例的结构示意图；图4为本专利技术原油电脱水器的辉光荷电电极极板第三实施例的结构示意图；图5为本专利技术片阵列极板的结构示意图；图6为本专利技术原油电脱水器的辉光荷电电极极板第四实施例的结构示意图。附图标记说明：1-线阵列极板；    2-针阵列极板；    3-片阵列极板；21-针电极框架；   22-针电极；       31-片电极框架；32-片电极。具体实施方式研究表明，在直流电场的作用下，在原油电脱水器内部，运动的自由电子在两个电极极板之间形成了微弱电流。电压越高，电场强度越大，电极极-->板附近自由电子的运动速度越快。高速运动的自由电子撞击原油乳状液中所含的中性气体分子使之电离，产生大量正离子、负离子和自由电子，形成等离子体，使电极极板间电流(电晕电流)急剧增大，在电极极板附近发生电晕辉光放电，形成电晕区。负离子和自由电子受电场力的作用向正电极极板移动，移动时与水珠乳化膜碰撞而结合在一起，使水珠荷电。带负电荷的水珠在电场力的驱动下向正电极极板转移，最后吸附在正电极极板上而与原油分离。同理，正离子向负电极极板移动，移动时与水珠乳化膜碰撞而结合在一起，使水珠荷电。带正电荷的水珠在电场力的驱动下向负电极极板转移，最后吸附在负电极极板上而与原油分离。由此可见，水珠运动在很大程度上决定了脱水效果，而水珠荷电是水珠运动的前提，而电晕辉光放电能产生有效高能电子使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原油电脱水器的辉光荷电电极极板，包括正电极极板和负电极极板，其特征在于，所述正电极极板和负电极极板中，其中一个是线阵列极板，另一个是用于与所述线阵列极板形成辉光通道的尖缘阵列极板。

【技术特征摘要】
1.一种原油电脱水器的辉光荷电电极极板，包括正电极极板和负电极极板，其特征在于，所述正电极极板和负电极极板中，其中一个是线阵列极板，另一个是用于与所述线阵列极板形成辉光通道的尖缘阵列极板。2.根据权利要求1所述的原油电脱水器的辉光荷电电极极板，其特征在于，一个尖缘阵列极板平行设置在一个线阵列极板的一侧。3.根据权利要求1所述的原油电脱水器的辉光荷电电极极板，其特征在于，一个尖缘阵列极板平行设置在二个线阵列极板之间，或一个线阵列极板平行设置在二个尖缘阵列极板之间。4.根据权利要求1～3中任一权利要求所述的原油电脱水器的辉光荷电电极极板，其特征在于，所述尖缘阵列极板为针阵列极板，所述针阵列极板包括针电极框架和针电极，所述针电极框架为网状框架结构，数个针电极依次设置在网状框架结构的表面上，且每个针电极垂直于针电极框架的平面。5.根据权利要求4所述的原油电脱水...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁志珊，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]