石墨烯油水分離裝置

產品分為以下幾個部份：

1. 柴油油水分離裝置

2. 液壓油油水分離裝置

3. 潤滑油油水分離裝置

4. 微波油水檢測裝置

油中含水的危害

水的含量是絕大多數石油產品的主要指標，某些油品即使有很少的水也會影響其使用。 

當柴油中含有水份時，燃燒氧化速度加快，其膠質生成量也加大，對設備發生腐蝕和降低效率，而且當水含量較多時，再加上氣溫降低時油品流動性變差而造成熄火、甚至發生機械爆炸的危險。  

液壓油、變壓器油、潤滑油含水時，則會造成油品乳化，破壞油膜，降低潤滑效果而增加磨損，腐蝕機件，加速潤滑油的變質和腐化。 

蓋姆科技針對各種油品，利用自己的核心技術，研制出各種適合不同場所的石墨烯油水過濾裝置。 

油水分離的機理

油水分離裝置是我公司研發的新型設備，油水分離裝置是采用新型三維多孔石墨烯材料特性工藝制成的高性能親油型油水分離裝置。 

當含有水分的油品經過公司具有油水分離功能的微納米表面分離組件時，油品被石墨烯特性的三維多孔超親油物質吸附，使油分子相互置換得以通過，同時燃油中所含的游離水被組件超疏水物質的凹凸結構所排斥，使油品中99.99%以上的游離水滴無法通過，積聚成比較大的水滴，利用油水比重下沉而得以分離。在設計時為保證油水分離組件的壽命，在組件前設置高強磁鋼及粗濾過濾機械雜質，防止堵塞油水分離濾芯，提高使用壽命。

柴油油水分離裝置技術參數

密度（15℃）

雜質主要成分：固體顆粒物、水 

分離后油質：含水量≤300ppm

 （進口含水不超過2%時）

有效過濾精度：20μm

燃油進出口壓差：≤0.04MPa

燃油出口壓力：≥0.1MPa

液壓油產品技術參數：

密度（20℃）  

雜質主要成分：固體顆粒物、水 

分離后油質：含水量≤500ppm

（進口含水率不超過2%時）

有效過濾精度：20μm

燃油進出口壓差：≤0.1MPa

燃油出口壓力：≥0.1MPa

潤滑油油水分離裝置技術參數：

分離油品：潤滑油  

粘度（40℃） 32cst∽68cst

分離主要成分：水

分離后油質：含水量≤500ppm

（進口含水率不超過4%時）

有效過濾精度：20μm

潤滑油進出口壓差：≤0.3MPa

潤滑油出口壓力：≥0.1MPa

微波油水檢測裝置：

含水率測量精度：±1‰

介質溫度：-40~150℃；

壓力范圍：1MPa；10MPa；

額定功率：<3W；

防護等級：Ip65；

防爆等級：Exd ia ll Bt4 GB；

微波含水率檢測原理

微波時域含水率檢測技術屬于電學的一種檢測方式。微波是一種高頻電磁場，其傳輸速度、波長、幅度的變化取決于電磁場作用范圍內的介質，介質的特性不一樣，微波的時域特性也不一樣，利用這個特點可以用來檢測介質的含水率。

其基本原理如下：

    根據麥克斯韋方程，微波在不同介質中傳輸的速度公式為：

C ——光速

ε——傳輸線外部包裹介質的相對介電常數

μ——介質的磁導率

正常情況下，空氣、純油和水的磁導率都是1，可以忽略。因此起決定作用的是外部包裹介質的介電常數。另外，從這個速度公式看，微波的傳輸速度跟介質的電導率無關，這就使得檢測從原理上不受油水混合物中導電雜質的影響，這也是相比傳統的電容和射頻衰減法，微波能檢測高含水和高礦化度原油的理論依據。一般地，水的介電常數是80左右，空氣的介電常數是1，純油的介電常數是2左右，屬于低介電常數物質。因此，當微波在水、純油和空氣中傳輸時，微波的傳輸速度會不一樣，在空氣中接近于光速30萬公里/秒。在純油中傳輸時速度稍低，大約20萬公里/秒。而微波在水中的速度相對比較慢，大約3.3萬公里/秒。

微波傳輸的速度與頻率波長的關系是：

V=λ/T=λf         (3-2)

λ——波長

T——周期

f ——頻率

如果微波的頻率固定，波長跟速度呈正比的關系。微波在空氣中傳輸時波長最長，在純油中次之，在水里最短。另外，當介質具有一定的電導率時，會跟地之間形成一個電流回路，造成微波傳輸信號的衰減?？諝馐遣粚щ姷模杏捎诤须s質，故而導電。在假設阻抗匹配的前提下，發射功率恒定的微波信號在空氣中傳輸時的信號的衰減小，在水中則幅度衰減很大。原油的導電性很低，略高于空氣，遠低于水。微波在不同介質中傳輸，其信號衰減系數為：

ε——傳輸線外部包裹介質的相對介電常數

μ——介質的磁導率

σ——介質的電導率

ω——微波的角速度

由于水的電導率和介電常數都遠大于純油，純油的電導率和介電常數略高于空氣，因此微波在水中傳輸的信號衰減大，在空氣中衰減最小。由此可見，微波在三種不同形態的物質中傳輸時，其時域特性的幾個參數都會有所變化。

當油和水兩種物質混合均勻時，那么其混合介電常數為：

        (3-4)

εx——混合介電常數

εa——純油介電常數

εi——水介電常數

d ——有效測量范圍內的油水比例

通過對微波在不同介質中的傳輸時域特性進行檢測，就能得到介質的混合介電常數和電導率，進一步可以得到含水率和礦化度。因此，與以往的電容、射頻衰減的原理相比，我們的檢測技術優勢在于以下幾點：

1、不受油水混合形態影響，能實現0~100%全量程范圍的含水率檢測

原油和水是互相不能完全融合的液體，因此其混合形態多樣且不確定，常規來說油和水有兩種混合形態，當含水率低，油占主導，油為連續相，水為離散相，這種形態常稱其為“油包水”，這時候介質的電導率比較低。另一種混合形態是含水率高，水占主導，水為連續相，油為離散相，這種形態常稱其為“水包油”，這種形態的電導率很高。

當油水混合形態是“油包水”時，電導率比較低，其電導率受礦化度的影響較小，因此電容法、射頻導納法等可以通過介電常數測高含水。當油水混合形態是“水包油”時，電導率比較高，受礦化度的影響非常大，電容法或者射頻導納法就無法檢測。對于微波時域檢測技術來說，微波的速度和波長特性并不受電導率影響，因此無論“油包水”或者“水包油”都可以實現含水率的檢測且檢測精度很高。

在與其它檢測原理的多次對比試驗中，包括公司組織的成品油含水率儀對比測試中，都反應出我們的測量原理真正實現了0~100%的全量程范圍測量。

2、在全檢測范圍具有很高的精度

由于微波頻率較高，受外界的干擾小，也不容易干擾別人。因此具有非常好的穩定性和可靠性。通過測試和現場應用，能夠實現0~10%范圍內0.1%的精度，0~100%范圍內2%的精度。，是目前檢測精度較好的含水率測量方法。

3、受原油礦化的影響小，能適應各種高含水高礦化度的場合。

無論是阻抗法、電容法、射頻導納法、電磁波諧振法，都受到水的礦化度影響，當礦化度高或者礦化度變化不穩定時，完全沒有辦法有效測量。微波的時域特性中，波長和速度是不受礦化度影響的，只有信號幅度受礦化度影響，因此微波檢測含水率不受礦化度影響，同時還可以進行礦化度的分析。

4、受覆油積污影響小，具備自清潔功能

由于微波的趨膚效應，微波的傳輸不是在金屬導體內部，而是在導體表面的空間環境中，因此金屬導體表面敷油或者積污，僅僅影響到了一部分含水的檢測，此外通過改變微波功率，及時出現了覆油積污，也可以通過軟件的方法進行補償。

另外儀器探頭部分采用了自清潔疏油疏水涂層，使得探頭本身具備了防止覆油積污的功能，從物理結構上減少了覆油積污的可能性。

5、檢測中氣泡影響小

管路系統初運行和運行過程中管路系統中可能會有氣體沒排干凈或輸油帶有氣泡，而形成了氣、油、水三種形態的多相流。由于微波檢測具有探頭體積小，適合多點同時檢測，因此，我們可以實現多相流的流態分析，進一步能適應含氣率高的輸油管路系統。當儀器水平或垂直安裝時，探測電極部分只要接觸油品即可探測出數值，當氣體含量特別大時可根據工藝管道設置頂端排氣保證油品與探測電極充分接觸使其正常工作。

這是微波含水率檢測技術相比別的檢測原理一個非常大的優勢，使得我們的微波在線含水率分析儀能更廣闊的應用在各種惡劣環境。

微波含水率檢測儀具有一路4~20mA電流輸出以及HART通訊，根據參數，可以選擇輸出瞬時含水率或者平均含水率。4~20mA采用三線制標準。

微波含水率檢測儀有一路RS485通訊接口，采用標準modbus RTU通訊協議，可以與上位機進行通訊，輸出的數據有：瞬時含水率、1分鐘平均含水率、1天平均含水率、溫度、壓力、上層瞬時含水率、下層瞬時含水率以及多個內部參數。通過modbus協議，可以對含水率分析儀內所有參數進行遠傳設置。

根據需要，可以配置內置的ZIGBEE或者433M無線通訊模塊，方便與數字化對接。