超声波原油破乳ppt课件.ppt

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 1 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 2 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 3 超声波应用领域简介 4 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 5 检测超声 功率超声 信息载体 能量载体 金属探伤 水下定位 医学诊断 微电子 空化效应 机械效应 热效应 化学效应 超声波 声化学 6 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 治理微生物化工工业处理微粒的在液体中的分散 15kHz 15kHz60kHz 60kHz 声波 大功率超声波频段 非大功率频段 7 大功率超声波声化学设备 8 设备结构 设备主要由换能器 变幅杆 工具头 驱动电源组成 9 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 10 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 11 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 12 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 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 13 案例列举 14 超声石油应用 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超声防垢除垢超声防蜡降粘超声污水处理 15 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 16 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 17 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 18 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 19 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 20 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 21 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 22 串联式管道设计2 具体尺寸可根据现场工艺要求更改 23 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 24 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