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1、摘 要 1968年，美籍华人黎念之(N.N.Li)博士在分离科学中引人了多重乳状液原理，首创了乳状液液膜，获得了液膜工作的一项专利。从此以后，液膜技术作为一门新的分离技术，应用于许多领域内。而破乳是乳状液膜分离技术中很重要的一个环节, 提取后的乳状液膜通过破乳可以回收内水相和膜相。其中膜相的循环使用直接影响液膜分离技术工业应用的可行性, 破乳是阻碍乳状液膜技术工业化应用的关键技术之一。电破乳技术是使乳状液滴在电场中被极化, 产生电聚结力, 以克服乳状液滴之间的排斥力作用, 使液滴产生絮凝、聚结、凝并, 进而油水分离实现破乳，并实现膜相的重复利用。因此该技术实现工业化的关键在于设计并制造出具有最
2、佳破乳效果的电破乳器。到目前为止，已有的关于乳状液膜电破乳技术的报道较少，尚无较为成熟的定量设计方法。本文将结合高电压破乳器的电板电容模型，设计出一种较为简单的连续破乳装置。关键词：高压电破乳、破乳器、线性电源、脉冲高压ABSTRACTIn 1968, the chinese-american li read N.N.L I) doctor in science in the separation is a multiple emulsions, principle, creates emulsion liquid membrane, won the liquid membrane of a
3、patent. Since then, liquid membrane technology as a new separation technology, applied in many fields. And demulsification is emulsion liquid membrane separation technology is very important one link, after extraction of the emulsion liquid membrane through demulsification can recycle water and memb
4、rane phase . Which membrane phase of recycle of direct influence in liquid membrane separation technology industrial application feasibility, demulsification is impeding emulsion liquid membrane technology one of the key technologies for industrial application, Electricity demulsification technology
5、 is to make emulsion droplet in the electric field in is polarized, generate electricity coalescence force to overcome emulsion droplet repelling force between the effect, make droplet produce flocculation and coalescence, coagulation, then the oil-water separator and realize demulsification , and r
6、ealize the membrane phase reuse.So the technology industrialization lies in design and produce has the best effect of demulsification of electrical emulsion breakerSo far, there have been about emulsion liquid membrane electricity broken breast technical reports, no less mature quantitative design m
7、ethod.This article will combine high voltage demulsification device panels, design a capacitive model of relatively simple continuous demulsification device. Keywords: High-voltage demulsification、emulsion breaker Linear power supply 、Pulsed high-voltage 目录1、文献综述51.1、乳状液膜分离法的概况51.2 液膜的常见的破乳方法及其基本原理8
8、1.2.1常见的破乳方法81.2.2液膜的电破乳过程101.2.3 各种电压破乳方法121.2.3电破乳的影响因素171.3 破乳的高压电源201.3.1 电源的分类201.3.2线性电源与开关电源211.3.3 两者对比212、探索实验232.1 实验仪器232.2 实验试剂232.3 实验目的242.4 实验前的准备工作242.4.1 50mg/L 的Cu+2 的配置242.4.2 PH=34的H2SO4 的配置242.4.3、乳状液膜的制备242.5、实验内容252.5.1 方案一252.5.2 方案二262.5.3方案三282.5.4方案四292.5.5实验五302.5.6方案六322
9、.5.7方案七342.6 实验总结353、实验室实用高效破乳器装置的设计363.1 用的高效破乳电源的选择363.2电源输入电路各单元的原理及应用电路373.2.1、防雷单元373.2.2、电磁干扰滤波器（EMI）403.2.3单桥式整流电路单相脉动电压443.2.4、滤波电路463.2.5、稳压电路513.3输出电路的原理及设计电路573.3.1全桥逆变器573.3.2 滤波593.3.3 变压器593.4、脉冲电源的体统电路图593.5 破乳器的设计603.5.1破乳器电极形状的设计选择613.5.2 绝缘电极绝缘材料的选择613.5.3 搅拌的设置633.5.4 极板间距对破乳的影响65
10、3.5.5 电破乳的连续性661 文献综述引言：破乳又称反乳化作用(demulsification) ,是指乳状液的分散相小液珠聚集成团，形成大液滴，最终使油水两相分层析出的过程。随着表面活性剂、乳化剂的广泛使用，其在化工领域的应用也逐渐增大。其中原油的破乳技术研究的最为广泛。在此，以乳状液膜法为基础，设计出一种实验室适用的高效电破乳装置，为更好的研究破乳提供方便。1.1 乳状液膜分离法的概况1968年，美籍华人黎念之(N.N.Li)博士在分离科学中引人了多重乳状液原理，首创了乳状液液膜，获得了液膜工作的一项专利。从此以后，液膜技术作为一门新的分离技术，应用于许多领域内。乳状液液膜是由两种不混
11、溶相形成乳状液，然后将乳状液分散在第三相(连续相)中而形成。两种不混溶相形成的乳状液既可以是油包水型(W/O)的，也可以是水包油型(O/W)的。当分离溶于水相的溶质时，采用油包水型的;而分离有些有机物时，采用水包油型乳状液。目前应用最广泛的还是油包水型乳状液液膜。首先，用表面活性剂、流动载体和烃类溶剂组成的有机相，与一含有能捕集被分离的渗透物的水溶液制成油包水型乳状液，然后把它分散在料液中，这时就形成了一种油包水再水包油的多重乳状液的薄层膜结构，如图1.1所示-： 图1.1 乳状液液膜在W/O型乳液分散在料液中的同时，被分离溶质依次与流动载体和内水相中的解脱剂反应，穿过两水相间的油膜进行选择性
12、迁移。这种分离过程实际上是把萃取和反萃取结合为一体，使两个过程连续发生。这种膜比常用的固态膜薄得多，有效膜厚度只有110m，分散相液滴直径为0.050.2cm，其内部包封的液滴直径更小，一般为0.120m。因此，它的比表面大，物质渗透快，分离效率高。经过国内外儿十年的研究表明，液膜分离技术在石油化工、物医学、废水处理和湿法冶金等方面已显现出应用的前景。图1.2 液膜制备液膜制备如图1.2所示。乳状液液膜操作方法比较简单，首先要制备乳状液。以油包水的乳状液为例，液膜的组成为表面活性剂占0.5%3%，流动载体占1%5%，其余为油性稀释剂。按比例取一定量的反萃剂(水相)与油相混合。各相所用的体积关系
13、通常用表尔，的定义如下所示：= 式中，为体积分数，通常称为相体积比。将上述的两种成分倒入容器内，迅速搅拌即制成水相W/O型乳状液。然后将乳状液加人到低速搅拌的待提取的溶液中，形成了W/O/W的多重乳状液，如下图所示： 图1.3 液膜（W/O/W多重乳状液）示意图1.3中，油相即为液膜。被提取的物质通过液膜进人内水相中，提取终了后停止搅拌，乳状液即上浮，乳状液放入破乳器中进行破乳，即可取出浓缩的水相。从而达到分离、浓缩、富集的目的。 乳状液液膜提取工艺存在着以下的优点与问题。(1 ) 乳状液液膜法的优点膜很薄、接触面积大、传质速度很快;实现了仿生膜的功能;为非平衡萃取，对分配系数小的体系有较高的
14、提取率;与固膜相比有非常好的选择性;与萃取技术相比使用的有机相很少;当萃取工艺改为液膜工艺时原有大部分设备叮以利用。（2）乳状液液膜在应用中遇到的问题：液膜稳定性的问题液膜电破乳效率低;液膜溶胀的发生;液膜传质机理问题。1.2 液膜的常见的破乳方法及其基本原理1.2.1常见的破乳方法(1) 加破乳剂在乳状液中加入破乳剂之后，破乳速度明显加快。这种方法非常有效，原油破乳就是采用的这一方法。但对于液膜来说，此方法并不适用，因为液膜要重复使用，计入破乳剂之后，下次制乳时，乳状液就变得很不稳定。(2) 蒸馏蒸馏可以使分散媒蒸发，使油水分离，从而达到破乳的目的。但蒸馏法不仅能源消耗较高，而且在互不相溶的
15、二组分体系产生恒沸混合物时，蒸馏法不能将他们分开。(3) 加电解质电解质可以改变表面活性剂的性质，例如肥皂的主要成分是硬脂酸钠，在其溶液中加入氯化钙或氯化镁等电解质，便生成硬脂酸钙、硬脂酸镁，改变了表面活性剂的性质，从而使肥皂的乳化作用失效，此法多用于水包油型乳状液破乳。(4) 超声波超声波可以在一定的频率范围内引起破乳，但也是制乳的手段，在控制时叫困难，故不长采用。(5) 升温温度升高可引起表面活性剂在界面上脱附，并增加粒子的碰撞频度，因此能加速破乳。原油破乳时多用加热的办法以促进破乳速度，但液膜所使用的表面活性剂使液膜非常稳定。实践证明，单一的加热法对液膜破乳无效。(6) 离心法离心可加速粒子（如水滴）下沉，离子间压力增加，使粒子间的液膜破裂而破乳。但对于液膜来说，如为油包水液膜，则因表面活性剂的亲油链很长，界面膜强度大，当水滴因重力下降时，水滴靠在一起，不断把其间的油排出去，但当水滴靠的很近时，因亲油链的阻力作用，界面粘度急剧增加，排油极慢，水滴不能再继续靠近，因而达不到破乳的目的。我们曾用过30000次/min的高速离心机来加大水滴的下降力，但未
