石墨烯油水分离装置

产品分为以下几个部份：

1. 柴油油水分离装置

2. 液压油油水分离装置

3. 润滑油油水分离装置

4. 微波油水检测装置

油中含水的危害

水的含量是绝大多数石油产品的主要指标，某些油品即使有很少的水也会影响其使用。 

当柴油中含有水份时，燃烧氧化速度加快，其胶质生成量也加大，对设备发生腐蚀和降低效率，而且当水含量较多时，再加上气温降低时油品流动性变差而造成熄火、甚至发生机械爆炸的危险。  

液压油、变压器油、润滑油含水时，则会造成油品乳化，破坏油膜，降低润滑效果而增加磨损，腐蚀机件，加速润滑油的变质和腐化。 

盖姆科技针对各种油品，利用自己的核心技术，研制出各种适合不同场所的石墨烯油水过滤装置。 

油水分离的机理

油水分离装置是我公司研发的新型设备，油水分离装置是采用新型三维多孔石墨烯材料特性工艺制成的高性能亲油型油水分离装置。 

当含有水分的油品经过公司具有油水分离功能的微纳米表面分离组件时，油品被石墨烯特性的三维多孔超亲油物质吸附，使油分子相互置换得以通过，同时燃油中所含的游离水被组件超疏水物质的凹凸结构所排斥，使油品中99.99%以上的游离水滴无法通过，积聚成比较大的水滴，利用油水比重下沉而得以分离。在设计时为保证油水分离组件的寿命，在组件前设置高强磁钢及粗滤过滤机械杂质，防止堵塞油水分离滤芯，提高使用寿命。

柴油油水分离装置技术参数

密度（15℃）

杂质主要成分：固体颗粒物、水 

分离后油质：含水量≤300ppm

 （进口含水不超过2%时）

有效过滤精度：20μm

燃油进出口压差：≤0.04MPa

燃油出口压力：≥0.1MPa

液压油产品技术参数：

密度（20℃）  

杂质主要成分：固体颗粒物、水 

分离后油质：含水量≤500ppm

（进口含水率不超过2%时）

有效过滤精度：20μm

燃油进出口压差：≤0.1MPa

燃油出口压力：≥0.1MPa

润滑油油水分离装置技术参数：

分离油品：润滑油  

粘度（40℃） 32cst∽68cst

分离主要成分：水

分离后油质：含水量≤500ppm

（进口含水率不超过4%时）

有效过滤精度：20μm

润滑油进出口压差：≤0.3MPa

润滑油出口压力：≥0.1MPa

微波油水检测装置：

含水率测量精度：±1‰

介质温度：-40~150℃；

压力范围：1MPa；10MPa；

额定功率：<3W；

防护等级：Ip65；

防爆等级：Exd ia ll Bt4 GB；

微波含水率检测原理

微波时域含水率检测技术属于电学的一种检测方式。微波是一种高频电磁场，其传输速度、波长、幅度的变化取决于电磁场作用范围内的介质，介质的特性不一样，微波的时域特性也不一样，利用这个特点可以用来检测介质的含水率。

其基本原理如下：

    根据麦克斯韦方程，微波在不同介质中传输的速度公式为：

C ——光速

ε——传输线外部包裹介质的相对介电常数

μ——介质的磁导率

正常情况下，空气、纯油和水的磁导率都是1，可以忽略。因此起决定作用的是外部包裹介质的介电常数。另外，从这个速度公式看，微波的传输速度跟介质的电导率无关，这就使得检测从原理上不受油水混合物中导电杂质的影响，这也是相比传统的电容和射频衰减法，微波能检测高含水和高矿化度原油的理论依据。一般地，水的介电常数是80左右，空气的介电常数是1，纯油的介电常数是2左右，属于低介电常数物质。因此，当微波在水、纯油和空气中传输时，微波的传输速度会不一样，在空气中接近于光速30万公里/秒。在纯油中传输时速度稍低，大约20万公里/秒。而微波在水中的速度相对比较慢，大约3.3万公里/秒。

微波传输的速度与频率波长的关系是：

V=λ/T=λf         (3-2)

λ——波长

T——周期

f ——频率

如果微波的频率固定，波长跟速度呈正比的关系。微波在空气中传输时波长最长，在纯油中次之，在水里最短。另外，当介质具有一定的电导率时，会跟地之间形成一个电流回路，造成微波传输信号的衰减。空气是不导电的，水中由于含有杂质，故而导电。在假设阻抗匹配的前提下，发射功率恒定的微波信号在空气中传输时的信号的衰减小，在水中则幅度衰减很大。原油的导电性很低，略高于空气，远低于水。微波在不同介质中传输，其信号衰减系数为：

ε——传输线外部包裹介质的相对介电常数

μ——介质的磁导率

σ——介质的电导率

ω——微波的角速度

由于水的电导率和介电常数都远大于纯油，纯油的电导率和介电常数略高于空气，因此微波在水中传输的信号衰减大，在空气中衰减最小。由此可见，微波在三种不同形态的物质中传输时，其时域特性的几个参数都会有所变化。

当油和水两种物质混合均匀时，那么其混合介电常数为：

        (3-4)

εx——混合介电常数

εa——纯油介电常数

εi——水介电常数

d ——有效测量范围内的油水比例

通过对微波在不同介质中的传输时域特性进行检测，就能得到介质的混合介电常数和电导率，进一步可以得到含水率和矿化度。因此，与以往的电容、射频衰减的原理相比，我们的检测技术优势在于以下几点：

1、不受油水混合形态影响，能实现0~100%全量程范围的含水率检测

原油和水是互相不能完全融合的液体，因此其混合形态多样且不确定，常规来说油和水有两种混合形态，当含水率低，油占主导，油为连续相，水为离散相，这种形态常称其为“油包水”，这时候介质的电导率比较低。另一种混合形态是含水率高，水占主导，水为连续相，油为离散相，这种形态常称其为“水包油”，这种形态的电导率很高。

当油水混合形态是“油包水”时，电导率比较低，其电导率受矿化度的影响较小，因此电容法、射频导纳法等可以通过介电常数测高含水。当油水混合形态是“水包油”时，电导率比较高，受矿化度的影响非常大，电容法或者射频导纳法就无法检测。对于微波时域检测技术来说，微波的速度和波长特性并不受电导率影响，因此无论“油包水”或者“水包油”都可以实现含水率的检测且检测精度很高。

在与其它检测原理的多次对比试验中，包括公司组织的成品油含水率仪对比测试中，都反应出我们的测量原理真正实现了0~100%的全量程范围测量。

2、在全检测范围具有很高的精度

由于微波频率较高，受外界的干扰小，也不容易干扰别人。因此具有非常好的稳定性和可靠性。通过测试和现场应用，能够实现0~10%范围内0.1%的精度，0~100%范围内2%的精度。，是目前检测精度较好的含水率测量方法。

3、受原油矿化的影响小，能适应各种高含水高矿化度的场合。

无论是阻抗法、电容法、射频导纳法、电磁波谐振法，都受到水的矿化度影响，当矿化度高或者矿化度变化不稳定时，完全没有办法有效测量。微波的时域特性中，波长和速度是不受矿化度影响的，只有信号幅度受矿化度影响，因此微波检测含水率不受矿化度影响，同时还可以进行矿化度的分析。

4、受覆油积污影响小，具备自清洁功能

由于微波的趋肤效应，微波的传输不是在金属导体内部，而是在导体表面的空间环境中，因此金属导体表面敷油或者积污，仅仅影响到了一部分含水的检测，此外通过改变微波功率，及时出现了覆油积污，也可以通过软件的方法进行补偿。

另外仪器探头部分采用了自清洁疏油疏水涂层，使得探头本身具备了防止覆油积污的功能，从物理结构上减少了覆油积污的可能性。

5、检测中气泡影响小

管路系统初运行和运行过程中管路系统中可能会有气体没排干净或输油带有气泡，而形成了气、油、水三种形态的多相流。由于微波检测具有探头体积小，适合多点同时检测，因此，我们可以实现多相流的流态分析，进一步能适应含气率高的输油管路系统。当仪器水平或垂直安装时，探测电极部分只要接触油品即可探测出数值，当气体含量特别大时可根据工艺管道设置顶端排气保证油品与探测电极充分接触使其正常工作。

这是微波含水率检测技术相比别的检测原理一个非常大的优势，使得我们的微波在线含水率分析仪能更广阔的应用在各种恶劣环境。

微波含水率检测仪具有一路4~20mA电流输出以及HART通讯，根据参数，可以选择输出瞬时含水率或者平均含水率。4~20mA采用三线制标准。

微波含水率检测仪有一路RS485通讯接口，采用标准modbus RTU通讯协议，可以与上位机进行通讯，输出的数据有：瞬时含水率、1分钟平均含水率、1天平均含水率、温度、压力、上层瞬时含水率、下层瞬时含水率以及多个内部参数。通过modbus协议，可以对含水率分析仪内所有参数进行远传设置。

根据需要，可以配置内置的ZIGBEE或者433M无线通讯模块，方便与数字化对接。