หลักการของการแยกชั้นของน้ำมันดิบด้วยอัลตราโซนิก

คลื่นอัลตราโซนิกเป็นคลื่นเชิงกลยืดหยุ่นชนิดหนึ่งที่แพร่กระจายในตัวกลาง ซึ่งมีผลกระทบทางกล การสั่นสะเทือน การเกิดโพรงอากาศ และความร้อน แหล่งที่มาทางทฤษฎีและการทดลองด้วยภาพพิสูจน์ว่าความเข้มของเสียงของการแยกสารอัลตราโซนิกต้องต่ำกว่าเกณฑ์การเกิดโพรงอากาศ ดังนั้นการแยกตัวของน้ำมันดิบแบบอัลตราโซนิกจึงใช้การสั่นสะเทือนทางกลและผลกระทบทางความร้อนของอัลตราโซนิกเป็นหลัก

กลไกการออกฤทธิ์

1. การสั่นสะเทือนส่งเสริมการควบแน่นของ "อนุภาค" ของน้ำ เมื่อคลื่นอัลตราโซนิกผ่านตัวกลางน้ำมันดิบที่มี "อนุภาค" ของน้ำแขวนลอย จะทำให้เกิด "อนุภาค" ของน้ำแขวนลอยและน้ำมันดิบ

2. สั่นสะเทือนด้วยกัน เนื่องจาก "อนุภาค" ของน้ำที่มีขนาดต่างกันมีความเร็วการสั่นสะเทือนสัมพัทธ์ต่างกัน อนุภาคเหล่านั้นจะชนและเกาะติดกัน เพิ่มปริมาตรและมวลของอนุภาค และตกตะกอนและแยกออกจากกันในที่สุด

3. การสั่นสะเทือนสามารถทำให้พาราฟิน กัม แอสฟัลต์ และอิมัลซิไฟเออร์ธรรมชาติอื่นๆ ในน้ำมันดิบกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ เพิ่มความสามารถในการละลาย ลดความแข็งแรงเชิงกลของมาสก์หน้าส่วนต่อประสานระหว่างน้ำมันกับน้ำ และเอื้อต่อการตกตะกอนและการแยกเฟสของน้ำ การดำเนินการทางความร้อนช่วยลดความแข็งแรงของมาสก์หน้าส่วนต่อประสานระหว่างน้ำมันกับน้ำและความหนืดของน้ำมันดิบ

ในอีกด้านหนึ่ง แรงเสียดทานของขอบเขตจะเพิ่มอุณหภูมิที่ขอบเขตของน้ำมันและน้ำ ซึ่งเอื้อต่อการแตกของหน้ากากใบหน้าของขอบเขต

ในทางกลับกัน น้ำมันดิบดูดซับพลังงานความร้อนส่วนหนึ่งที่แปลงมาจากพลังงานเสียง ซึ่งสามารถลดความหนืดของน้ำมันดิบ และเอื้อต่อการตกตะกอนด้วยแรงโน้มถ่วงและการแยกน้ำมันและน้ำออกจาก "อนุภาค" ของน้ำ

ปัจจัยที่มีผลต่อการแยกสารอัลตราโซนิก:

1. มีหลายปัจจัยสำหรับการแยกสารอัลตราโซนิก เช่น ความเข้มของเสียง ความถี่อัลตราโซนิก เวลาการแผ่รังสี อุณหภูมิ เวลาตกตะกอน ความหนืดของน้ำมันดิบ ฯลฯ

2. ความเข้มและการกระจายเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อการแยกสารอัลตราโซนิก ต้องควบคุมความเข้มของเสียงให้ต่ำกว่าเกณฑ์การเกิดโพรงอากาศ ความเข้มของเสียงที่เหมาะสมที่จำเป็นสำหรับการแยกสารออกจากกันจะแตกต่างกันเนื่องจากคุณสมบัติของน้ำมันดิบแต่ละชนิดแตกต่างกันมาก

3. ความถี่ของคลื่นจะส่งผลต่อระยะทางของ "อนุภาค" ที่เคลื่อนที่ไปยังแอนติโหนดหรือโหนดคลื่นภายในช่วงขนาดที่กำหนดเท่านั้น และไม่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อผลการแยกตัวเป็นไอออนภายในช่วงขนาดที่กำหนด สันนิษฐานได้ในทางทฤษฎีว่าความถี่มีผลต่อการควบแน่นของ "อนุภาค" และความถี่ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับอนุภาคในการทำให้เกิดการควบแน่นภายใต้การกระทำของคลื่นอะคูสติกคือประมาณ 21~25 kHz

4. การทำให้เป็นอิมัลชันและการทำให้เป็นอิมัลชันเป็นกระบวนการสมดุลแบบไดนามิก สามารถแตกอิมัลชันได้โดยเลือกเวลาการรักษาที่เหมาะสม อย่างไรก็ตาม หากเวลาในการบำบัดด้วยอัลตราโซนิกนานเกินไป น้ำมัน-น้ำ 2 เฟสที่แยกจากกันอาจถูกทำให้เป็นอิมัลชันเพื่อสร้างอิมัลชันที่เสถียรมากขึ้น ดังนั้นเวลาการแผ่รังสีของคลื่นเสียงจึงไม่นานยิ่งดี

5. อิทธิพลของการแยกตัวของน้ำมันดิบและการคายน้ำนั้นชัดเจน สัดส่วนมวลของน้ำหลังจากการแยกตัวของน้ำมันดิบจะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น แต่ช่วงที่ลดลงจะเล็กลงและเล็กลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น