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几种油水分离技术介绍
篇一:油水分离
几种油水分离技术介绍
胡晓林,刘红兵
重庆工商大学,重庆 400067
[摘要] 比较了几种油水分离方法,并分别叙述各油水分离方法的原理及适用范围。
[关
键词] 工业用油;油水分离;重力法;离心法;电脱法;吸附法;蒸发法;气浮法
[中图分类号] TE626.3[文献标识码] A[文章编号] 10023364(2008)03009102
目前已知的油水分离方法主要有重力式分离、离心式分离、电分离、吸附分离、气浮分离等,各种分离方法比较结果见表1。
表1 各种油水分离方法的比较
油水分离
方法水的状态
溶解水乳化水自由水
成本低中
高
沉降法√√
离心法√√√真空减压法√
√√√
吸附法√√√
聚结法
√
√
√
(1)重力式分离 由于油、气、水的相对密度不
同,组分一定的油水混合物在一定的压力和温度下,当系统处于平衡时就会形成一定比例的油、气、水相。当相对较轻的组分处于层流状态时,较重组分液滴根据斯托克斯公式的运动规律沉降,重力式沉降分离设备即根据这一基本原理进行设计。由斯托克斯公式可知,沉降速度与油中水分半径的平方成正比,与水油的密度差成正比,与油的粘度成反比。通过增大水分密度,扩大油水密度差,减小油液粘度可以提高沉降分离速度,从而提高分离效率。
经过进一步的探索,1904年Hazen根据实践经验
提出了“浅池理论”,即在重力沉降过程中,分散而非结绒颗粒的沉降效果以颗粒的沉降速度与池面积为函数衡量,与池深、沉降时间无关,也即提高沉降池的处理能力有两个途径:一是扩大沉降面积,二是提高水分沉降速度。提高水分沉降速度的措施可以通过斯托克斯公式得出,扩大沉降面积的措施是在容器内设置多层水平隔板。以这一理论为基础,1950年美国壳牌公司[3]研制成功第1台平行板捕集器,其可去除水中最小为60μm的油滴。上世纪70年代Fram公司开发了V型板分离器,上世纪80年代CENATCO公司开发了板式聚结器,这是一种错流式组合波纹板,经过不断改进,这种设备在油气分离、油水分离和含油污水净化方面都得到了应用。
在较为深入研究油水分离机理的基础上,根据相应理论研制出了高效蒸发设备,其按分离过程大体分为预分离室、沉降分离室以及油室和水室3部分。预分离室内一般设有蝶形转向器和均质布液板,其原理是通过多次改变油水乳化液的运行方向和流速,强化机械破乳作用,从而进一步加快油水分离速度。通过活性水洗涤可以大大降低乳状液界面膜强度,由于乳化液与水层间的剪切和摩擦作用,使其界面膜破裂,从而促进液滴聚并,使其粒径变大,加速油水分离。沉降
经验介绍 热力发电?二○○八
91
分离室主要起进一步分离净化的作用,油水分离器是设计的关键。
(2)离心分离 利用油水密度的不同,使高速旋转的油水混合液产生不同的离心力,从而使油与水分开。由于离心设备可以达到非常高的转速,产生高达几百倍重力加速度的离心力,因此离心设备可以较为彻底地将油水分离开,并且只需很短的停留时间和较小的设备体积。由于离心设备有运动部件,日常维护较难,因此目前只应用于试验室的分析设备和需要减小占地面积的场所。
利用离心分离原理工作的一种主要设备是水力旋流器,它用于将作为连续相的液体与作为分散相的固粒、液滴或气泡进行物理分离的设备。分散相与连续相之间的密度差越大,两相就越容易分离。与重力场中的情况类似,在两相之间的密度差一定的条件下,分散相的颗粒直径越大,在重力场中达到平衡状态时两相之间反向运行的速度差越大,因此就越容易分离。
(3)电脱分离 电蒸发作为油水处理的最终手段,在油田和炼油厂得到广泛应用,其原理是乳状液置于高压的交流或直流电场中,由于电场对水滴的作用,削弱了乳状液的界面膜强度,促进水滴的碰撞、合并,最终聚结成粒径较大的水滴,从原油中分离出来。由于用电蒸发处理含水量较高的原油乳状液时,会产生电击穿而无法建立极间必要的电场强度,所以,电脱法不
能独立使用,只能作为其它处理方法的后序工艺。
(4)乳化水的粗粒化蒸发 利用油水对固体物质亲和状况的不同,常用亲水憎油的固体物质制成各种蒸发装置。用于油水分离的固体物质应具有良好的润湿性。适合这种要求的材料有:陶瓷、木屑、纤维材料、核桃壳等。例如大港油田的陶粒蒸发器,用陶粒作填料,当油水混合物流经陶粒层时,被迫不断改变流速和方向,增加了水滴的碰撞聚结几率,使小液滴快速聚结沉降。
(5)气浮分离 气浮法是依靠水中形成微小气泡,携带絮粒上浮至液面使水净化的一种方法。条件是附在油滴上的气泡可形成油气颗粒。由于气泡的出现使水和颗粒之间密度差加大,且颗粒直径比原油油滴大,所以用颗粒密度代替油密度可使上升速度明显提高。即当1个气泡(或多个气泡)附在1个油滴上可增加垂直上升速度,从而可脱除直径比50μm小得多的油滴。
油水分离超疏水材料
篇二:油水分离
油水分离。
大连工业大学2014届本科生毕业设计（论文）
毕 业 设 计（论 文）
题目：油水高效分离超疏水材料的制备 子题：
专 业：指导 教师： 学生姓名：班级-
2014 年 6 月
大连工业大学本科毕业设计（论文）
油水高效分离超疏水材料的制备
The preparation of oil and water efficient separation of super
hydrophobic material
设计（论文）完成日期 2014 年 6 月 5 日
学 院： 轻工与化学工程学院
专 业： 化学工程与工艺
学 生 姓 名： 王 忠 一
班 级 学 号： 化工101-26
指 导 教 师： 翟 尚 儒
评 阅 教 师：
2014 年 6 月
摘要
随着科学技术的不断发展，各行各业都在持续稳定的向前。但是在发展中有利有弊，近年来，发生过很多起原油和有机物泄漏爆炸事件,油田采出水被原油污染，这对我们周围的环境造成了严重污染，对我们的饮食造成了严重伤害。因此，迫切需要一种高效，低廉，对环境友好的方法来处理这些问题，通过制备超疏水材料进行高效的油水分离。
近年来，随着人口数目的增加，所需资源的增加，我们周围的污染俯拾皆是。油污染作为一种常见的污染，对环境和生态平衡危害极大，因此如何经济，高效的完成油水分离是解决目前环境污染的有效方法之一。有关超疏水的基础理论研究开始于上世纪50年代，一般将与水接触角大于150°的表面就称之为超疏水表面。因其优越的自洁性有望在国防，众多工业领域和日常生活等方面有广阔的应用前景，研究工作备受各国重视。
本论文介绍了油水分离的基本原理应用及构造超疏水材料的基本原理，综述了近年来超疏水材料的制备方法，简述了超疏水性表面的特征，以及近年来超疏水性材料在日常生活，工业，农业，国防等领域中的研究现状及应用，同时也展望了超疏水性材料的研究趋势，前程似锦。
关键词：油水高效分离；超疏水性材料；制备；
I
Abstract
With the continuous development of science and technology, all walks of life are steadily forward. But in the developing deeply, in recent years, a lot has
happened on crude oil and organic matter leak explosion, oilfield produced water are polluted by oil, which caused serious pollution to the environment around us, caused serious damage to our diet. Therefore, an urgent need to a highly efficient, cheap, environmentally friendly way to deal with these problems, through the preparation of super hydrophobic materials for efficient oil-water separation.油水分离。
In recent years, with the increase of population, the increase of the needed resources, the pollution around us everywhere. Oil pollution as one kind of
common pollution, great harm to the environment and ecological balance, so how to economic, efficient completion of the oil-water separation is one of the effective methods to solve the environmental pollution. Basic theory research about super hydrophobic began in the 1950 s, the general will work with the surface of the water contact Angle is greater than 150 ° is called super hydrophobic surface. Because of its superior self-cleaning is expected in the defense, many industrial fields and daily life etc have broad application prospects, research work have been paid much attention by all countries.
This paper introduces the application and the basic principle of oil-water separation structure, the basic principle of super hydrophobic materials were reviewed in recent years, super hydrophobic materials preparation methods, this paper expounds the features of super hydrophobic surface, as well as in recent years, super hydrophobic materials in daily life, industry, agriculture, national defense and other fields in the present research situation and application, and also prospects the research trend of super hydrophobic materials, future.
Key Words: Oil and water separation; Super hydrophobic materials; Preparation
II
目录
摘 要-------------------------------------------------------- Ⅰ Abstract------------------------------------------------------- Ⅱ 目 录-------------------------------------------------------- 1
第一章 综述---------------------------------------------------- 2
1.1油水分离的原理及意义------------------------------------ 2
1.1.1油水分离器的原理及分类----------------------------- 2
1.1.2油水分离方法--------------------------------------- 2
1.1.3油水分离技术应用----------------------------------- 3
1.1.4油水分离研究的意义--------------------------------- 5
1.2超疏水材料理论简介及研究-------------------------------- 5
1.2.1超疏水的理论基础----------------------------------- 5
1.2.2自然界中的超疏水现象------------------------------- 6
1.2.3超疏水表面材料简介--------------------------------- 6
1.2.4超疏水材料的研究及应用----------------------------- 7
1.3超疏水表面制备方法及应用-------------------------------- 8
1.3.1超疏水表面制备方法--------------------------------- 8
1.3.2超疏水表面材料应用--------------------------------- 9
1.4本课题的研究内容及意义---------------------------------- 9
1.5本课题的研究目的及特色---------------------------------- 10
第二章 实验部分------------------------------------------------- 11
2.1 实验材料和仪器设备-------------------------------------- 11
2.1.1实验材料及来源-------------------------------------- 11
2.1.2实验设备及仪器-------------------------------------- 11
2.2 实验材料的制备------------------------------------------12
2.2.1干凝胶的制备---------------------------------------- 12
2.2.2超疏水性滤纸，棉布的制备---------------------------- 13
III
油水分离
篇三:油水分离
油水分离
一 含油废水中油的存在形式
含油废水的来源很多，但一般都是水包油(O/W)的分散体系。其分散的状态与油、乳化剂、水的性质及其生成条件有关，一般认为主要是以漂浮油、分散油、乳化油、溶解油等4种状态存在。
（1）漂浮油
进入水体的油通常大部分以飘浮油形式存在，这种油的粒径较大，一般大于100微米，占含油量的70%~80%，静置后能较快上浮，铺展在污水表面形成油膜或油层连续相，用一般重力分离设备即能去除。
（2）分散油
分散油以小油滴形状悬浮分散在污水中，油滴粒径在25~100微米之间。当油表面存在电荷或受到机械外力时，油滴较为稳定，反之分散相的油滴则不稳定，静置一段时间后就会聚并成较大的油珠上浮到水面，这一状态的油也较易除去。
（3）乳化油
由于表面活性剂的存在，使得原本是非极性憎水型的油滴变成了带负电荷的胶核。由于极性的影响和表面能的作用，带负电荷油滴胶核吸附水中带正电荷离子或极性水分子形成胶体双电层结构。这些油珠外面包有弹性的、有一定厚的双电层，与彼此所带的同性电荷相互排斥，阻止了油滴间相互碰撞并大，使油滴能长期稳定地存在于水中，油滴粒径在0.1~25微米之间，在水中呈乳浊状或乳化状。
（4）溶解油
粒径在几个纳米以下的超细油滴，以分子状态或化学状态分散于水相中，油和水形成均相体系，非常稳定，用一般的物理方法无法去除。但由于油在水中的溶解度很小(5~15 mg/L)，所以在水中的比例仅约为0.5%。
二 含油废水的处理方法
含油废水的处理技术及分离的难易程度取决于油分在水中的存在形式及处理要求。油水分离的原理主要有四种：重力法、吸附法、过滤法、粗粒化法。
Ⅰ、重力原理分离技术
（1）重力法
重力法是利用斯托克斯原理，利用油和水的密度差及油和水的不相溶性，在静止或流动状态下实现油珠、悬浮物与水分离。分散在水中的油珠在浮力作用下缓慢上浮、分层，油珠上浮速度取决于油珠颗粒的大小，油与水的密度差，流动状态及流体的粘度。。重力分离法的特点是：能接受任何浓度的含油废水，同时除去大量的污油和悬浮固体等杂质，但仅通过重力法处理出水往往达不到排放标准。在稳定的流速和油含量的条件下，可作为二级处理的预处理，采用隔油池设备，如下图所示，处理后的油含量约为10~30mg/L，作为炼油厂油水分离的预处理装置被广泛采用。
图1 隔油池示意图
（2）溶气浮选法
溶气浮选法是利用在油水悬浮液中释放出大量的微气泡(10~120微米)，依靠表面张力作用将分散于水中的微小油滴粘附于微气泡上，使气泡的浮力增大上浮，达到分离的目的。该方法的关键是产生气泡的方式，主要有散气气浮、溶气气浮、电解气浮。
当污水中含有表面活性物质造成悬浮液严重乳化时，为提高浮选效果，油水分离。
可在
浮选前向水中加入絮凝剂进行破乳。目前广泛采用的溶气浮选法实际上是将化学破乳和溶气气浮选相结合的絮凝浮气法。溶气浮选法的特点是处理量大，可把大于25微米的油粒基本去除。该法的工艺较为成熟，被广泛应用于油田废水、石化废水处理。其三种方法示意图如下所示：
图2 溶气气浮法
图3 散气气浮示意图
1— 入流液；2—空气；3—分离柱；4—微孔陶瓷
5—浮渣；6—出流液
图4 电解气浮法示意图
1—入流室；○2—整流栅；○3—电极；○4—出流孔；○5—分离池； ○
6—积水孔；○7—出水管；○8—排渣管；○9—刮渣机；○10—水位调节器 ○
溶气气浮法，在加压条件下，空气溶解度大，溶入的气体经急聚减压，释放出大量尺寸微细、粒度均匀、密集稳定的微气泡。微气泡集群上浮过程稳定，对液体扰动较小，确保了气浮效果。特别适合用于细小颗粒和疏松絮体的固液分离。
对于散气气浮法而言，由于其产生的气泡较大（直径在1mm左右）不易和细小油粒相吸附，因此，它适用于处理细小颗粒和絮状的含油废水。而对于较大的油滴，不加絮凝剂，使用散气气浮，可使废水含油量由原来的25—907mg/L降至9mg/L。
电解气浮是用不溶性阴极和阳极直接电解废水，靠产生的微小氧气和氢气气泡将污油带出，达到分离的目的。
Ⅱ、吸附法
吸附法是利用多孔吸附剂对废水中的溶解油进行或是物理吸附(范德华力)、或是化学吸附(化学键力)、或是交换吸附(静电力)来实现油水分离。常用的吸附剂有活性炭、活性白土、磁铁砂、矿渣、纤维、高分子聚合物及吸附树脂等。 Ⅲ、过滤法
过滤法是将废水通过设有孔眼的装置或通过由某种颗粒介质组成的滤层，
利
用其截留、筛分、惯性碰撞等作用使废水中的油分等有害物质得以去除。常用的过滤方法有3种：分层过滤、隔膜过滤和纤维介质过滤。含油废水经过隔油、气浮或混凝沉淀——气浮处理后，再用过滤法处理，可使废水中的含油量降。 Ⅳ、粗粒化法
粗粒化技术是分离含油废水的一种物理化学方法，粗粒化处理的对象主要是水中的分散油和非表面活性剂稳定的乳化油。粗粒化法又称聚结法，是粗粒化及相应的沉降过程的总称。该法是利用油、水两相对聚结材料亲和力相差悬殊的特性，油粒被材料捕获而滞留于材料表面和空隙内形成油膜，油膜增大到一定厚度时，在水力和浮力等作用下油膜脱落合并聚结成较大的油粒。聚结后粒经较大的油珠则易于从水中被分离。
关于粗粒化的机理，大体上有两种观点，即“润湿聚结”和“碰撞聚结”。 “润湿聚结”理论建立在亲油性粗粒化材料的基础上。当含油污水流经由亲油性材料组成的粗粒化床时，分散油滴便在材料表面湿润附着，这样材料表面几乎全被油包住，再流来的油滴也更容易润湿附着在上面，因而附着的油滴不断聚结扩大并形成油膜。由于浮力和反向水流冲击作用，油膜开始脱落，于是材料表面得到一定更新。脱落的油膜到水相中仍形成油滴，该油滴粒径比聚结前的油滴粒径要大，从而达到粗粒化的目的。例如用聚丙烯塑料球及无烟煤作粗粒化材料的聚结，就属于“润湿聚结”。
“碰撞聚结”理论建立在疏油材料基础上。无论由粒状的还是纤维状的粗粒化材料组成的粗粒化床，其空隙均构成互相连续的通道，犹如无数根直径很小、相互交错的微管。当含油废水流经该床时，由于粗粒化材料是疏油的，两个或多个油滴有可能同时与管壁碰撞或相互碰撞，其冲量足可以将它们合并为一个较大的油滴，从而达到粗粒化的目的。
目前，在油水分离当中，大部分采用油水分离器，而在油水分离器中，又以滤芯式应用最为广泛。其分离原理也都是建立在粗粒化原理上。当前，在油水分离滤芯上，有金属丝网滤芯、尼龙网滤芯、聚丙烯滤芯、改性聚丙烯晴、果壳滤芯等。而在滤芯结构上，多做成纤维球状或颗粒状。
下面，根据大多数油水分离粗粒化处理的应用，介绍纤维球滤芯和果壳滤芯。
油水分离、脱脂液回收工作原理
篇四:油水分离
油水分离、脱脂液回收工作原理
我国每年有大量的脱脂液排放，造成了脱脂剂的大量损失。如何实现油的分离和脱脂剂的回用，生产废水的达标排放，是减少环境污染，节约水资源，提高经济效益的关键问题。油水分离主要是根据水和油的密度差或者化学性质不同，利用重力沉降原理或者其他物化反应去除杂质或完成油和水的分离。莱特莱德陶瓷膜适用于油水分离、脱脂液回收，适用于化工、环保等行业。
脂油水分离器工作原理
脱脂的工艺过程包括：机械清理-脱脂-水洗-干燥四个过程。采用相应的装置和方式，连续或间隙去除脱脂液中油污，可以提高脱脂液的脱脂效果。在工业涂装领域，常用的油水分离装置有离心分离器、热油分离器、吸附法脱脂装置、超滤法脱脂装置等。
1、离心分离器脱油主要是利用油水密度的不同，采用离心分离将油脱出。
2、热油分离器使用将含油脱脂液送入热油分离器进行加热，让表面活性剂和油污分离，使油漂浮到液面，经置于表面的吸油口收集送至油槽的方法。而脱脂后的工作液经液表面下的挡板，除去一些较重的沉淀物，返回脱脂工作槽。
3、吸附法脱脂装置是利用亲油不亲水材料的特性，通过这些材料不断与含油脂的脱脂液接触，捕捉吸附其中的油污。其工作原理为转动装置带动吸油滤带以特定的转速在辅槽内不停地旋转，将吸附的油污经挤油口挤至油桶内。
4、超滤法脱脂装置是将预滤器和超滤器串联到脱脂液的循环管路上，利用超滤膜的分离作用对含油脱脂液进行净化，即将含油脱脂液浓缩，不含油的滤液返回工作槽中。
油水分离方法
在工业涂装领域，常用的油水分离方法有加热油水分离法、超滤(UF)膜分离法、吸附净化法。
1、加热油水分离法。将含油脱脂液送入热油分离器，加热破乳，油漂浮到槽的液面，经吸油口收集，流入储油槽。脱油后的槽液经液位的挡板，除去较重的沉淀物后返回工作槽。
2、超滤(UF)法再生脱脂法。经过预过滤的含油脱脂液，经超滤膜浓缩净化，将UF液(不含油的脱脂液)返回工作槽中。
3、吸附除油法。它是利用亲油不清水的材料特性，通过这些材料不断与含油污的脱脂液接触，捕捉吸附槽液中的油污。工作原理为转动装置带动吸油带以特定的转速在辅槽内不停的旋转，将吸附的油污经挤油口挤至储油桶内。
莱特莱德的目标是给用户提供值得信赖的工程设计和技术支持，提供可靠、高性价比的水处理系统，为客户创造了优良的生产和使用环境。莱特莱德将继续坚持以产品质量为根本，科学进步为导向，科技人才为根基，优良售后服务为天职。始终把用户利益放在第一位，“品质是企业生存之本，服务是品牌发展之根”提供一流技术，奉献一流服务，竭诚合作共创辉煌!