随着石油资源的日益枯竭,化学驱、复合驱等三次采油技术的广泛应用大大增加了油水乳状液的破乳难度,而静电脱水技术也面临着更为严峻的挑战。为解决电脱盐脱水设备在工业应用中出现的种种难题,本文针对高压高频脉冲电脱水技术,在对模拟乳状液的稳定性和流变性实验上,系统考察电压幅值、脉宽比、电场频率、乳化强度、含水率、停留时间、结构尺寸等参数对静态电脱水和动态电脱水装置的脱水性能及能耗的影响规律,深入探讨高压高频脉冲电场作用下乳状液的脱水机理。本文首先对油水模拟乳状液的稳定性和流变性进行实验研究。结果表明,随着温度的增加、乳化转速的降低,乳状液的剪切应力和表观粘度减小,稳定性下降;乳状液的表观粘度随含水率的增加呈现出先增大、后降低的趋势,适量无机盐的加入可加速乳状液的破乳速率。低浓度、细小粒径的固体微粒,会大幅提升油水乳状液的稳定性,降低其热分离效率;酸性和碱性环境可在一定程度上增强油水界面膜的强度和粘弹性,促使乳状液内摩擦力的增加。在稳定性和流变性实验基础上,系统考察各参数对高压高频脉冲静态电脱水的效果和能耗的影响规律。实验发现,一定程度上提高高压高频脉冲静态电脱水的电压、频率和脉宽比,可以在能耗增加不大的前提下大幅提升脱水效果;继续增大各电场参数,则会出现过度极化、电分散、能量泄漏以及垮电场等现象,脱水效果有所降低,脱水器的能耗则大幅上升。含水率、脱水温度、无机盐浓度、分散相酸碱度、表面活性剂、固体微粒、老化和不同油品性质等均对静态电脱水器的性能产生显著影响。随后,本文进行了高压高频脉冲电脱水动态实验研究。结果表明,随停留时间的增加,动态电脱水器的水处理效率、析水率和油处理效率明显增大,脱水平均功率小幅增加。当停留时间较大时,高频下乳状液吸收的电场能过高,大大增加了过度极化和电分散现象发生的趋势。一定程度上提高动态电脱水器内乳状液的湍流程度,可以增加水滴的静电聚结几率;实验条件下,电场方向与水滴沉降方向正交时,静电脱水的效果较佳。此外,乳化强度、处理量、极板结构形式和布置方式等,均会影响到静态电脱水的效果。最后,在上述实验基础上,针对脉冲电脱水过程中的电压分布、作用于乳状液的电场强度、分散相水滴的受力、水滴的聚并方式以及各电场参数对水滴变形聚并的作用机理等进行深入探讨,并建立了高压高频脉冲电脱水水滴聚并速率的数学模型。所得到的水滴聚并速率方程能够较为客观地反映出高压高频脉冲电场作用下水滴的聚并规律,具有一定的指导意义。上述实验研究和理论工作所得到的成果,为电脱盐脱水设备在工业应用中出现的种种难题的解决以及高效紧凑电脱盐脱水设备的研发提供了理论依据。