一种阵列式超声波破乳电脱盐脱水装置的制作方法

1.本发明属于超声波强化破乳技术领域，特别涉及一种原油、油品和化学品（橡胶乳液等）电脱盐脱水过程的超声波强化破乳工艺、装备及系统控制。

背景技术：

2.弹性媒质中传播的应力、质点位移、质点速度等量的变化称为声波，当其频率高到超声频率范围时则称为超声波，简称超声，超声频率的低限约为20khz。采用超声对物质进行处理的，称为功率超声，功率超声频率约为20～100khz。
3.超声波法原油电脱盐脱水是将超声波能量辐射到原油乳状液中，使之产生一系列超声效应，如搅拌、碰撞、聚集、空化、加热、负压等，从而达到破坏油水界面膜，可不加或少加破乳剂仍能起到破乳脱盐脱水的作用。由于超声波在油和水中均具有较好的传导性，故这种方法适用于各种类型的乳状液（如原油、化学品、橡胶乳液等），由于化学成分及乳状结构的复杂性，难以用常规方法破乳脱盐脱水，超声法可用于此类乳化液的脱盐脱水。
4.超声波电脱盐脱水过程的影响因素包括：超声功率、超声频率、超声声压、超声作用时间、超声作用方式（连续还是脉冲）、超声脉宽、超声周期等因素。
5.超声波辅助破乳的优点如下：1）由于超声波良好的传导性，该方法适用于各种类型的乳化液；2）对因化学成分及乳化原因复杂而难以采用常规方式破乳的乳化液，超声波辅助可取得较好破乳效果；3）可降低破乳的温度，减少加热设备和能耗；4）超声波和破乳剂具有良好的协同作用，可提高破乳剂作用效率，减少破乳剂的用量或不再使用破乳剂，减少运行费用；5）超声波的机械振动作用削减了油水界面膜强度，加速液膜排液，从而促进水滴的聚并，强化电脱盐脱水过程。
6.超声波辅助破乳技术尚未有大规模的应用，尤其是缺乏大处理量电脱盐装置的应用，已在运行的装置运行也多不稳定，有时达标，有时不达标，究其原因如下：1）超声波辅助破乳机理尚未明确，理论分析困难，进一步规模化应用难以进行；2）由于各类乳化液性质不同，需采用不同的工艺条件，工艺控制比较困难。
7.该问题的本质是现有装置对乳化液性质和处理量波动的适应性不足，主要的体现在超声作用区的设计、布置和调控上。因此，超声作用区的设计和优化尚有待进一步深入研究。
8.超声波作用区的本质是一个超声化学反应器。由于超声波作用是一个复杂、随机、非均匀分布的动态过程，其产生的空化效果通常效率低、重复性差、能耗高，导致声化学反应器难以实现工业规模放大。另外，超声化学反应器内声强分布也不均匀。换能辐射面附近声场强度高，空化气泡多，声空化作用强，甚至会造成空化屏蔽和反应器壁面腐蚀；远离换能区域声强低，空化气泡少、声空化作用弱。不均匀的声场和气泡场动态耦合叠加，使声空
化效应分布不均匀且不可控，进而导致整个声化学过程效率低、重复性差、能耗高。
9.pct/cn2004/000999《顺流和逆流超声波联合作用使油水乳化物破乳的方法及装置》在电脱盐罐外油水流动管道上，油水的流动方向上设置超声波作用区，该超声波作用区产生与油水流动方向同向的顺流超声波和反向的逆流超声波，顺流超声波和逆流超声波同时作用于流经该作用区的油水，延长了油水乳化物超声波作用的时间，最终使油水乳化物充分破乳。
10202777935u《一种超声油水乳状液脱水装置》在电脱盐罐外设置超声波作用罐，将超声波发生器与超声波换能器相连，超声波换能器通过超声连接杆与超声波工具杆连接，超声波工具杆与超声波处理罐相连，采取径向振动形式，使得声场分布更加均匀，超声传播距离更远、超声辐射作用时间更长。
11.上述专利均是在既有电脱盐罐外设置不同类型的超声波作用区，以此先在一个设备内完成超声波破乳，再进入电脱盐脱水罐进行脱盐脱水。这种方式存在如下不足：1）既有的电脱盐脱水装置周边往往布置有其他工艺设备，不可能空余多余的空间布置额外的超声波作用装置，在既有的电脱盐脱水进行超声波破乳改造中可实施性低；2）即便电脱盐脱水装置现场有富余空间，上述两专利仍存在超声波破乳空间狭小（pct/cn2004/000999采用管道式，cn202777935u采用额外布置超声波作用罐）受限于后续电脱盐脱水罐的尺寸的缺陷，不能很好的控制超声波作用时间，电脱盐脱水罐在油田及炼油厂内属于较大尺寸的装置，罐体积往往较周边工艺装置大，不可能因为超声波破乳的需要成倍的扩大电脱盐脱水装置的占地面积。3）既有专利没有给出超声波作用参数调节的依据；4）现有装置均在电脱罐前进行超声破乳，此时，乳化层或严重的乳化尚未形成，超声波破乳作用有限，对特定乳化条件的破乳针对性不强。当电脱盐脱水过程运行时，原料自进料分布器进入电脱罐，向上浮升，进入电极板区域时进行脱盐脱水，电极板运行时会产生运行电流，因原料中含水少，原料本身不导电（如原油、橡胶乳液等），因此运行电流较小，可保证变压器持续向电极板送电，维持电脱过程平稳运行。但是，当乳化现象发生时，原料中的含水量将随着乳化程度的增加，而逐渐增加，进入电极板（电场）中的原料含水量增加，则导电率加大，运行电流升高，当运行电流升高到接近变压器短路电流时，变压器将不能向电极板输出高压电（断电），电脱盐脱水过程即不能正常运行，此时，需要将乳化程序降低，将乳化层减薄，使得进入电极板（电场）区域的原料导电率降低（即含水率降低，乳化程度减小）。因此，最有效的破乳手段是在乳化层在进料分布器和电极板之间形成后，进行有针对性的破乳。

技术实现要素：

12.针对上述技术问题，本发明提出一种阵列式超声波破乳电脱盐脱水装置，在电脱盐脱水罐体上，电极板以下，进料分布器以上的区间，也就是最容易形成乳化层的区域，沿电脱盐脱水罐轴向或径向水平的布置若干超声波振动系统，组成超声破乳阵列。
13.为了实现上述技术目的，本发明采用如下的具体技术方案：一种阵列式超声波破乳电脱盐脱水装置，包括电脱盐脱水罐体以及设置在电脱盐脱水罐体内的电极板与进料分布器，电脱盐脱水罐体的外壁上安装有若干超声波振动系统，若干所述超声波振动系统的安装高度位于电脱盐脱水罐体中电极板与进料分布器之间，若干超声波振动系统沿电脱盐脱水罐体轴向一组/多组对边或径向一组/多组对边呈阵
列式布置，超声波振动系统间呈并联布置，与一个或多个超声波发生装置和控制系统连接，所述电脱盐脱水罐体顶部设有变压器，变压器（9）运行电流与超声波发生器和超声波控制系统联锁。
14.作为更进一步的优选方案，若干所述超声波振动系统的安装高度相同，为电极板下方40～100cm，为保证交变电场强度，一般为50cm左右。
15.作为更进一步的优选方案，电脱盐脱水罐体轴向一组/多组对边/错边或径向一组/多组对边/错边上的若干超声波振动系统一一对应布置。
16.作为更进一步的优选方案，电脱盐脱水罐体轴向一组对边或径向一组对边上的若干超声波振动系统交错布置。
17.作为更进一步的优选方案，超声波振动系统包括依次连接的换能器、传振杆、变幅杆、工具头，换能器与传振杆之间具有用于安装至电脱盐脱水罐体外壁上的连接部件，换能器外接超声波发生器，传振杆、变幅杆、工具头位于电脱盐脱水罐体内，传振杆、变幅杆、工具头三者总长度按照阵列排布方式而定，在径向对向排布时，总长度最长不超过电脱罐直径的1/2，在径向交叉排布时，总长度最长不超过电脱罐的直径，在轴向对向排布时，总长度最长不超过电脱罐切线长的1/2，在轴向交叉排布时，总长度最长不超过电脱罐切线长，对总长度的最短长度没有要求，满足超声波振动系统设计要求即可。
18.作为更进一步的优选方案，工具头为可为导电材质（碳钢、不锈钢等），也可为不导电材质（聚四氟乙烯等），当工具头为导电材质时，由于工具头不带电，可形成零电势，零电势的工具头与带高压电的电极板末端之间会形成交变电场，交变电场可强化电脱盐脱水过程。
19.作为更进一步的优选方案，超声波发生器包括含防爆控制柜、放大电路、匹配电路，超声波控制系统包含plc或dcs，超声波控制系统用于控制超声波振动系统的超声破乳涉及超声频率、超声声压、超声辐照时间、超声处理时温度、超声作用方式、超声脉宽、超声周期。
20.作为更进一步的优选方案，变压器可为交流变压器、直流变压器、脉冲变压器，也可为智能调压变压器，变压器的运行电流可与超声波控制系统联锁，用于自动调节超声波装置的开启、关闭和运行参数调节。
21.有益效果本发明提出一种带有超声波破乳装置的电脱盐脱水装置及其控制系统，采用功率超声在原油电脱盐脱水罐内作用于电极板下部与进料分布器上部之间的区域（该区域易形成乳化层），强化原油电脱盐脱水过程中的破乳，当罐体形成顽固的乳化层时，可开启超声破乳，将乳化层化解，维持电脱盐脱水装置的正常持续运行。
22.布置于电脱盐脱水罐上的超声波破乳装置，其换能器布置采用沿罐轴向或径向多台并联的方式，可根据实际油品性质和处理量的需要，进行换能器的开关，便于超声波作用的参数调节，保证超声场截面上场强（声强）的稳定性、均匀性和对物料性质、处理量的调节适应性。超声波作用区设置在电脱盐脱水罐内，电脱盐脱水罐通常为圆柱状，存在曲面结构作为超声波反射面，可以形成超声波的聚焦和叠加，容易形成驻波，提高超声声强。
23.脉冲超声的优点：1）降低原油含水率和排水含油率；2）减少了电脱处理时间、降低能耗，降低电脱装置尺寸；3）促进原油脱钙、脱金属；
与现有同类技术相比，本发明解决了超声波破乳脱水装置超声波利用率低、场强不均、超声波作用参数调节不方便的问题。另外本发明超声作用部件更换经济、方便。
24.与同类技术相比，直接作用于已形成的乳化层，破乳效果更有针对性。
附图说明
25.图1为本发明超声波组合设备构成示意图；图2为电脱盐脱水罐体的轴向对向正对阵列式布置；图3为电脱盐脱水罐体的径向对向正对阵列式布置；图4为电脱盐脱水罐体的轴向对向交叉阵列式布置；图5为电脱盐脱水罐体的径向对向交叉阵列式布置；图6为电脱盐脱水罐基本结构示意图；图7为电脱盐脱水工艺流程示意图；其中，1-电脱盐脱水罐体、2-电极板、3-进料分布器、4-换能器、5-传振杆、6-变幅杆、7-工具头、8-连接部件、9-超声波发生器、10-超声振动系统。
具体实施方式
26.下面结合说明书附图1对本发明一种阵列式超声波破乳电脱盐脱水装置的技术方案作进一步详细说明。
27.一种阵列式超声波破乳电脱盐脱水装置，其组成包括：超声波组合设备、电脱盐脱水罐1、电极板2、进料分布器3、电源（变压器）、混合设施、辅助系统及配套仪表等。
28.超声波组合设备为本项目的核心设备，主要有超声波发生器9（含防爆控制柜、放大电路、匹配电路、控制系统plc或dcs）和超声振动系统10（含超声波换能器4、传振杆5、变幅杆6、工具头7）等组成。
29.每台电脱盐罐均设置一套超声波组合设备，每套组合设备带有多组超声波换能器（数量根据电脱盐脱水罐的尺寸来设定）。超声波发生器采用模块化结构，主体安装在隔爆型的现场控制柜内。
30.超声波发生器超声波发生器是指产生超声频的电信号设备，其本质是一种大功率的高频电源，可采用电子管作为功率放大器件，也可采用可控硅和高频晶体管做功率放大器件，还可采用大规模集成电路或其他新型功率电子器件做功率放大器件。超声波发生器数字化控制技术有三种形式：1）单片机控制；2）dsp控制；3）fpga控制。
31.超声波电源具备的功能和特点：1）频率自动跟踪。在处理原油、橡胶等油品和化学品时，由于处理量、介质性质的变化导致负载变化频繁，换能器及变幅杆、工具头的参数也会因发热、老化、磨损、疲劳等原因而发生改变，这些都会造成换能器谐振频率漂移，如果发生器的工作频率不随之改变，换能器将工作与失谐状态而使效率降低，甚至停振。因此，需要使振荡器频率随着换能器的谐振频率的改变做出相应改变，以保证换能器始终工作在谐振状态。
32.2）阻抗匹配。当换能器型式为压电型或磁致伸缩换能器时，这两类换能器有很大的静态电容或电感量，需要一个阻抗网络使之调谐。
33.3）功率自动调整。换能器的阻抗随着负载的变化而变化（介质的密度、黏度和处理量等会引起负载变化），变化幅度较剧烈，此时，超声发生器的输出功率应自动跟踪载荷变化，维持变幅杆振幅稳定。
34.4）电声参数在线检测。如超声频率、声压、辐照时间、介质温度、超声作用方式（连续还是脉冲）、脉宽、周期等过程参数需可实现在线监测和处理。
35.5）设备集成化、小型化，提高超声电源运行的稳定性和可靠性，做成一个机箱（机柜）。
36.超声波发生装置内含大量电路，主要的包括放大电路、匹配电路、控制电路等。大功率超声设备能否高效而安全工作，很大程度上取决于换能器与超声电源之间的匹配设计。匹配电路有三个主要作用：1）调谐；2）变阻；3）滤波。电端匹配的方式主要有三种：串联电感匹配、并联电感匹配和混合匹配。由于激励信号和余振信号的幅度相差很大，为防止强激烈信号击穿后续的放大器、滤波器和采集电路，还需设计专用的隔离切换电路。以上电路集成于超声波电源机箱（机柜）之中。
37.超声波振动系统振动系统是功率超声中的关键器件之一，其作用如下：1）用作放大位移振幅（或振速），或者把能量集中到较小的面积上，即聚能作用；2）变幅杆可作为机械阻抗变换器，可使换能器更好地与声负载匹配耦合；3）变幅杆用来固定整个机械系统（在波节处固定）从而进可能地减少机械能量的损耗；4）变幅杆使换能器和工作介质之间获得热学和化学上的隔绝。
38.超声振动系统包括换能器、变幅杆、工具头三部分，这三部分均是谐振单元，按统一谐振频率分别设计，然后级联起来。换能器是将超声频电能转换成超声振动的环节。换能器可以是压电超声换能器、夹心式压电陶瓷超声换能器、磁致伸缩超声换能器，也可以是其他形式的换能器。在换能器振子前表面加装变幅杆，将输出位移振幅放大，幅值可以达到几十微米。为了让超声振动更有效地作用于负载，需要在变幅杆输出端接一个工具头，工具头的材料选择和设计参数可根据其用途来定。本发明中工具头的材质主要选用金属材质和聚四氟乙烯材质。
39.超声波变幅杆是在振动系统中将机械振动的质点位移或速度放大，并将超声能量集中在较小的面积上的聚能装置，按照振动类型，可分为纵振、扭振、弯振以及复合振动（纵弯、纵扭、弯扭组合）四类。从单一变幅杆的母线形状来分类，又可分为阶梯、指数、悬链线、圆锥、高斯、傅里叶、余弦等类型，还可将以上类型组合构成复合型变幅杆。在换能器的前端添加变幅杆结构，改善换能器的端面振幅和能量利用率；圆柱端面的径向振动能力较弱，因此在变幅杆前端设计带有锥面的工具头，改善换能器的振动形式，提升径向处理效果。
40.超声振动系统通过连接部件8固定于电脱盐脱水罐体1，连接部件8为连接法兰或弹性防震接头。
41.超声振动系统布置在电脱盐脱水罐内，位于电极板下端与油水界面之间，该位置易于产生乳化层，适用于超声波作用破乳，且不影响电场的稳定和排水。在超声波发生器及控制系统的控制下，该阵列可产生连续的或脉冲的超声波，可根据实际的油品/化学品负载、性质、处理量、脱盐脱水效果实时在线调整超声波频率、作用时间、功率等参数，保证在最优的条件下实现超声波破乳、脱水和脱盐。
42.阵列式振动系统阵列式振动系统布置，包含轴向对向正对阵列式布置、径向对向正对阵列式布置、轴向对向交叉阵列式布置、径向对向交叉阵列式布置。
43.采用阵列式振动系统的优点：1）电脱盐脱水罐往往尺寸较大，原油、胶液等介质又粘稠，需较大功率的超声波作用。为满足原油超声波处理的声功率要求，将多个声学参数相同的换能器按一定的几何布置组成换能器阵列（各换能器之间为并联），并由一台或多台并联的超声波电源（超声波发生器）驱动。是一个很好的解决途径。2）为提高声化学反应的性能，要求反应器内平均声压在可控范围内越高越好，声压分布越均匀越好，以使反应器内各个区域均能发生较为稳定而强烈的声化学反应，阵列式振动系统的布置较传统的单一振动系统或顺流/逆流振动系统更能有效的可以实现这一目标。
44.超声输入方式主要分为变幅杆式输入和壁面式输入。适用于电脱盐脱水过程的输入方式主要采用变幅杆式输入，在罐体（反应器）尺寸较小的场合，也可采用壁面式输入的方式。无论壁面式输入，还是变幅杆式输入，均可采用阵列式排布。变幅杆式输入与壁面式输入的区别在于有无变幅杆和工具头。
45.振动系统的安装方式：超声波工具杆是通过连接法兰或防震接头与罐体顶部的法兰与超声波处理罐连接的，该连接可以是法兰连接，也可以是销钉连接，均是一个可拆连接，一方面使得超声波工具杆与超声波处理罐连接严密不漏，另一方面，当其中一个损坏不能再继续使用的时候，可以将连接后的超声波工具杆与超声波处理罐还可以拆卸开，将损坏的部件换成新的部件就可继续使用了，不需要将所有的部件都换掉，经济方便。
46.超声波控制系统本发明的重点之一阵列式的振动系统设计，增强了电脱盐脱水罐内超声声强、声压、作用时间等参数的控制便捷性和多参数的可调节性。
47.超声波电源的自动频率跟踪功能需通过闭环自动控制系统实现，其反馈量可以是换能器的峰值电流或者电压与电流之间的相位差，由于换能器的最大电流值不固定（随负载变化），超声电源（超声波发生器）具有主动扫频与锁定功能。
48.超声波装置的调控本发明可调节和需调节的超声波装置参数：超声破乳涉及超声功率、超声频率、超声声压、超声辐照时间、超声处理时温度、超声作用方式（连续还是脉冲）、超声脉宽、超声周期等因素。。功率调节是由可控硅调压电路调节功放单元直流电压来达到的。
49.声强是指在垂直于声波传播方向上单位面积单位时间内通过的声能量称为声强。随超声波声强的增大，其传递给工作介质（原油、橡胶或其他化学品）的能量增大，微水滴的运动速度随着加快，微水滴之间碰撞几率明显增大并因此提高脱水效率。但是当声强超过空化阈值时，其对微水滴的破碎作用显著增大，油水乳化趋势加剧，脱水效果下降。对于电脱盐脱水过程，存在着一个最佳声强值（范围）。
50.由于超声波强度的衰减与工作介质对声波的吸收系数成正比，超声波强度的衰减与声波频率的平方成正比。超声波的频率越高，其衰减就越快，超声波声场越不均匀，破乳效果差。
51.由于各种工作介质的物理性质和乳化性质差异很大，最佳破乳功率、频率和声强
需针对不同工作介质进行有针对性的破乳频率匹配。这就要求超声波装置的调节方式应更加灵活和便捷。
52.作用时间的调节，可通过超声波发生器对每个换能器信号的连通与切断来实现。
53.作用强度（声强）的调节，可通过超声波发生器对部分换能器通、部分换能器断来实现，也就是说以全部换能器信号通为100%作用强度，那么如果工作介质的破乳只需要50%信号强度，那么只需要对50%数量的换能器信号通，另外50%数量的换能器信号断来实现。
54.阵列式换能器的控制：关于作用时间的调控，可以采用部分换能器开，部分换能器关的模式。即，隔一个换能器开，隔一个换能器关，或隔两个换能器开，隔两个换能器关，隔三个换能器开，隔三个换能器关。以此来控制作用于同样区域的超声波的强度和作用区域。起到最优的调控作用。
55.控制回路：每个电脱盐罐的超声波发生器由该电脱盐脱水罐顶的变压器一次电流控制超声波功率输出。控制回路设计为自动程序和手动控制两部分。自动程序控制由plc/dcs控制超声波输出功率；手动控制由操作人员根据工作介质（原油、橡胶等）的导电性质，即电流的大小，根据经验，设定超声波功率。
56.指示回路：超声波实际输出功率信号经控制柜引至该装置的dcs/plc，供操作人员观察。
57.超声波-电脱盐技术的操作分为两部分：远程手操和dcs自动控制，手动、自动可切换。自动显示控制输出、功率指示、频率指示、作用时间，手动显示设定输出、功率指示、频率指示。
58.带有超声波装置的电脱盐脱水罐基本结构本发明带有阵列式超声波振动系统的电脱盐脱水罐，适用于水平极板的电脱盐脱水罐，也适用于垂直极板的电脱盐脱水罐，适用于单电场的电脱盐脱水罐，也适用于多电场的电脱盐脱水罐，适用于电极板适配电源为全阻抗的变压器，也适用于电极板适配电源为自动调压的变压器。现以振动系统沿圆柱形卧式电脱盐脱水罐体的轴向对向正对阵列式布置，垂直极板为例，对带有超声波装置的电脱盐脱水罐基本结构进行说明：装置主体为电脱盐脱水罐，电脱盐脱水罐顶部设置有变压器，电脱盐脱水罐内中间部位设置有电极板（此处以垂直电极板为例），电极板为金属材质，板框式网状结构，也可为其他金属结构，电脱盐脱水罐底部设置有进料分配器，阵列式超声波振动系统设置于电极板末端与进料分布器中间的位置，该位置易于产生乳化层，将阵列式超声波振动系统设置于该处有如下优点：1）该处易于形成乳化层，待乳化层形成后，启动超声波破乳系统，可直接作用于乳化层，强化破乳效果；2）当振动系统工具头采用金属材质时，由于工具头是不带电的，电势为零，电极板是带电的，电势高，那么，在电极板末端至振动系统工具头之间会形成一个稳定的电场，该电场的存在，可强化乳化层的破乳。
59.布置在电脱盐罐内的电极板，可以是单电场电极板，也可以是多电场电极板，可以是水平电极板，也可以是垂直电极板，还可以是鼠笼式环形电极板。
60.带有超声波装置的电脱盐脱水工艺流程带有超声波装置的电脱盐脱水工艺流程，其可以是单级电脱盐脱水，也可以是两级电脱盐脱水或三级电脱盐脱水。现以单级电脱盐脱水为例，对其工艺流程进行说明：原料经注水、注破乳剂及加压后，进入电脱盐脱水系统，先后经混合器、混合阀充
分混合后，在电脱盐脱水罐底部进入电脱盐脱水罐，在电脱盐脱水罐内实现破乳和油水分离（或其他介质与水的分离），分离出的水自电脱盐脱水罐底部离开体系，去污水处理装置，脱水后的原料自电脱盐脱水罐顶离开体系，去脱后装置处理。电脱盐脱水罐顶设置有变压器，电脱盐脱水罐侧设置有阵列式超声波振动系统，变压器和超声波振动系统的相关信号（电压、电流、电声参数等）等均传输至控制系统。
61.装置的运行整套阵列式超声波破乳电脱盐装置是这样运行的：当罐内形成乳化层时，开启超声波系统，对罐内进行破乳，同时监测变压器运行电流，一般来讲，在乳化层形成的过程中，变压器运行电流会逐渐升高，在乳化层“稳定”时，变压器运行电流趋于稳定，接近短路电流，此时应开启超声波破乳系统，待超声波破乳系统作用于乳化层并起到破乳作用时，变压器运行电流逐渐降低并趋于稳定。
62.如变压器运行电流在超声波破乳一定时间后不降低，则应调整超声波频率、声强等参数，直至变压器运行电流开始逐渐下降。
63.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种阵列式超声波破乳电脱盐脱水装置，包括电脱盐脱水罐体（1）以及设置在电脱盐脱水罐体（1）内的电极板（2）与进料分布器（3），其特征在于：所述电脱盐脱水罐体（1）的外壁上安装有若干超声波振动系统（10），若干所述超声波振动系统（10）的安装高度位于电脱盐脱水罐体（1）中电极板（2）与进料分布器（3）之间，若干超声波振动系统（10）沿电脱盐脱水罐体（1）轴向一组/多组对边或径向一组/多组对边呈阵列式布置，所述电脱盐脱水罐体（1）顶部设有变压器（9）、超声波发生器和超声波控制系统。2.根据权利要求1所述的一种阵列式超声波破乳电脱盐脱水装置，其特征在于：若干所述超声波振动系统（10）的安装高度相同，为电极板（2）下方40～100cm，优选50cm。3.根据权利要求2所述的一种阵列式超声波破乳电脱盐脱水装置，其特征在于：所述电脱盐脱水罐体（1）轴向一组/多组对边或径向一组/多组对边上的若干超声波振动系统（10）一一对应布置。4.根据权利要求2所述的一种阵列式超声波破乳电脱盐脱水装置，其特征在于：所述电脱盐脱水罐体（1）轴向一组/多组对边或径向一组/多组对边上的若干超声波振动系统（10）交错布置。5.根据权利要求2所述的一种阵列式超声波破乳电脱盐脱水装置，其特征在于：所述超声波振动系统（10）包括依次连接的换能器（4）、传振杆（5）、变幅杆（6）、工具头（7），换能器（4）与传振杆（5）之间具有用于安装至电脱盐脱水罐体（1）外壁上的连接部件（8），换能器（4）外接超声波发生器及控制系统，传振杆（5）、变幅杆（6）、工具头（7）位于电脱盐脱水罐体（1）内。6.根据权利要求5所述的一种阵列式超声波破乳电脱盐脱水装置，其特征在于：所述工具头（7）为工具头可为导电材质或不导电材质。7.根据权利要求2所述的一种阵列式超声波破乳电脱盐脱水装置，其特征在于：所述超声波发生器包括含防爆控制柜、放大电路、匹配电路，超声波控制系统包含plc或dcs，超声波控制系统用于控制超声波振动系统的超声破乳涉及超声频率、超声声压、超声辐照时间、超声处理时温度、超声作用方式、超声脉宽、超声周期。8.根据权利要求1所述的一种阵列式超声波破乳电脱盐脱水装置，其特征在于：所述变压器（9）为交流变压器、直流变压器、脉冲变压器或智能调压变压器，变压器（9）运行电流与超声波发生器和超声波控制系统联锁，用于自动调节超声波振动系统（10）的开启、关闭和运行参数调节。

技术总结

本发明属于超声波强化破乳和电脱盐脱水技术领域，尤其是一种带有阵列式超声波破乳的电脱盐脱水装置，包括电脱盐脱水罐体以及电极板、进料分布器和变压器，罐体外壁安装有若干超声波振动系统，超声波振动系统的安装高度位于电极板与进料分布器之间，超声波振动系统呈阵列式布置，超声波振动系统与超声波发生器和控制系统连接，超声波振动系统之间并联。本发明的阵列布置可产生连续的或脉冲的超声波，根据变压器运行电流或其他操作需要，实时在线调整超声波频率、作用时间、功率等参数，实现超声波破乳、脱水和脱盐，采用金属材质的振动系统与电极板末端还可形成稳定的交变电场，形成超声场和电场的耦合，强化脱盐脱水过程。强化脱盐脱水过程。强化脱盐脱水过程。