超聲波原油破乳是基于超聲波作用于性質(zhì)不同的流體介質(zhì)產(chǎn)生的“位移效應(yīng)”來實(shí)現(xiàn)油水分離的。由于“位移效應(yīng)”的存在,水離子將不斷向波腹或波節(jié)方向運(yùn)動、聚集并發(fā)生碰撞,生成直徑較大的水滴,并在重力作用下與油分離。在駐波場中由于聲壓分布的不均勻性導(dǎo)致水粒子分布不均勻,從而更有利于原油中水粒子的碰撞,從而達(dá)到破乳的目的。超聲波原油破乳主要是利用超聲波的機(jī)械振動和熱作用。
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機(jī)械振動作用促使水粒子凝聚。當(dāng)超聲波通過有懸浮水粒子的原油介質(zhì)時,造成懸浮水粒子與原油介質(zhì)一起振動。由于大小不同的懸浮水粒子具有不同的相對振動速度,水粒子將相互碰撞、黏合,使粒子的體積和質(zhì)量均增大,zui后沉降分離。
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機(jī)械振動作用可使原油介質(zhì)中的石蠟、膠質(zhì)、瀝青等天然乳化劑分散均勻,增加其溶解度,降低油-水界面膜的機(jī)械強(qiáng)度,有利于水相沉降分離。
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熱作用可降低油水界面膜的強(qiáng)度和原油黏度。一方面,邊界摩擦使油水分界處的溫度升高,有利于界面膜的破裂;另一方面,原油吸收部分聲能轉(zhuǎn)化成的熱能,可降低原油的黏度,有利于水粒子的重力沉降分離。