CN109370634A - 一种利用光源加热诱导油水分离的装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用光源加热诱导油水分离的装置及其方法，特点是包括纵向设置有隔板的箱体，隔板与同侧的箱体的内壁之间围成油滴储存室，隔板上设置有若干个光源发生器，隔板上且位于相邻的光源发生器之间设置有具有亲油疏水性能的微小孔洞，油滴储存室的底部且位于箱体的下方设置锥形出口；其方法为光源发生器发出平行光后，悬浮在水中的油滴由于吸收光照使右侧油水界面温度升高，驱动油滴向光源发生器的方向不断移动，直至接触到亲油疏水的微小孔洞，在负压差的作用下迅速进入油滴储存室内部，并在重力作用下从锥形出口流出，完成油水分离过程，优点是结构简单、分离精度高、生产成本低、结构紧凑、操作安全、分离效率高、能耗小、制造方便。

Description

一种利用光源加热诱导油水分离的装置及其方法

技术领域

本发明涉及油水分离领域，尤其是涉及一种利用光源加热诱导油水分离的装置及其方法。

背景技术

石油是工业的血液，石油的身影在我们的日常生活和工业生产中随处可见，公路上行驶的汽车，化工企业烯烃材料的生产等都离不开石油。正是由于这种巨大的社会需求，石油的生产与开发成为了影响国家战略安全的重要因素。现在国内的油田石油生产大部分进入的二采、三采阶段，使得产出的原油含水率极高。而且由于表面活性剂的使用，使得产出液呈水包油的稳定乳状液。如果不能对其进行迅速高效的分离，就会影响下一步的石油炼化，从而影响石油的最终供应。而现有的利用电压实现油水分离的装置存在很大的危险性，因此需要一种高效稳定的油水分离设备及其方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有结构简单、分离精度高、生产成本低、结构紧凑、操作安全、分离效率高、能耗小、制造方便的利用光源加热诱导油水分离的装置及其方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种利用光源加热诱导油水分离的装置，包括箱体，所述的箱体一侧纵向设置有隔板，所述的隔板与同侧的所述的箱体的内壁之间围成用于存储经分离油滴的油滴储存室，所述的隔板与另一侧的所述的箱体的内壁之间装有待分离的水包油乳状液，所述的隔板上均布有若干个用于向所述的水包油乳状液发出平行光的光源发生器，所述的隔板上且位于相邻的所述的光源发生器之间设置有具有亲油疏水性能的微小孔洞，所述的油滴储存室的底部且位于所述的箱体的下方设置有开口方向朝下的用于驱动所述的微小孔洞上的油滴快速进入所述油滴储存室内且进一步排出所述的油滴储存室外的锥形出口。

所述的箱体为矩形，所述的箱体的长为2-3 m、高为1m且壁厚为10 mm。

所述的油滴储存室的宽度为10 cm，所述的隔板的壁厚为5 mm。

所述的微小孔洞的内壁涂有亲油疏水涂层，所述的微小孔洞的内径为1 mm。可保证在油水界面张力的作用下做到通油阻水的效果。

所述的锥形出口与箱体底部之间的垂直距离为0.5 m。在重力的作用下为箱体内部的油滴储存室提供负压差，驱动微小孔洞上的油滴快速进入油滴储存室内中。

所述的锥形出口的直径为 10 mm。在油气界面张力作用下防止空气从其进入内部。

一种利用上述利用光源加热诱导油水分离的装置进行油水分离的方法，包括以下步骤：

（1）当光源发生器发出平行光后，悬浮在水中的不透明油滴由于吸收平行光使吸收光照侧油水界面温度升高；

（2）油水界面张力会随着温度的升高而降低，根据最小能量原理，靠近光源侧油水界面张力小致使界面膨胀，远离光源侧油水界面张力大致使界面收缩，在油水界面上形成从界面膨胀侧流向界面收缩侧的界面流，进一步驱动油滴向光源发生器的方向不断移动，直至接触到亲油疏水的微小孔洞，在负压差的作用下迅速进入油滴储存室内部，并在重力作用下从锥形出口流出，完成油水分离过程。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明首次公开了一种利用光源加热诱导油水分离的装置及其方法，该分离装置利用光源让液滴自发向一侧聚集，实现油水分离。优点如下：

1、本发明的装置主要利用光源在油滴界面上产生温度差异，进一步形成油滴界面流，驱动油滴自发向一侧聚集，光源只作用于油滴上，分离精度高；

2、本发明的喷涂装置结构简单、生产成本低、结构紧凑、操作安全、分离效率高的特点；

3、本发明的喷涂装置，油滴在重力引起的负压差的作用下自发通过微小孔洞，实现油水分离，无需消耗额外能源，能耗小。

综上所述，本发明一种利用光源加热诱导油水分离的装置，具有结构简单、分离精度高、生产成本低、结构紧凑、操作安全、分离效率高、能耗小、制造方便的优点，从某种意义上脱离了传统的油水分离装置，较之于现有的多数设计的分离装置，将具有更加广泛的应用空间。

附图说明

图1为本发明的分离装置的结构示意图；图中各标注如下：箱体-1，隔板-2，油滴储存室-3，光源发生器-4，微小孔洞-5，锥形出口-6，平行光-7。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

一种利用光源加热诱导油水分离的装置，如图1所示，包括箱体1，箱体1一侧纵向设置有隔板2，隔板2与同侧的箱体1的内壁之间围成用于存储经分离油滴的油滴储存室3，隔板2与另一侧的箱体1的内壁之间装有待分离的水包油乳状液，隔板2上均布有若干个用于向水包油乳状液发出平行光7的光源发生器4，隔板2上且位于相邻的光源发生器4之间设置有具有亲油疏水性能的微小孔洞5，油滴储存室3的底部且位于箱体1的下方设置有开口方向朝下的用于驱动微小孔洞5上的油滴快速进入油滴储存室3内且进一步排出油滴储存室3外的锥形出口6。

实施例2

同上述实施例1，其区别在于：箱体1为矩形，箱体1的长为2-3 m、高为1m且壁厚为10mm。油滴储存室3的宽度为10 cm，隔板2的壁厚为5 mm。微小孔洞5的内壁涂有亲油疏水涂层，微小孔洞的内径为1 mm。可保证在油水界面张力的作用下做到通油阻水的效果。锥形出口6与箱体1底部之间的垂直距离为0.5 m，锥形出口6的直径为 10 mm。

实施例3

一种利用上述实施例1或2描述的利用光源加热诱导油水分离的装置进行油水分离的方法，包括以下步骤：

（1）当光源发生器4发出平行光7后，悬浮在水中的不透明油滴由于吸收平行光7使吸收光照侧油水界面温度升高；

（2）油水界面张力会随着温度的升高而降低，根据最小能量原理，靠近光源侧油水界面张力小致使界面膨胀，远离光源侧油水界面张力大致使界面收缩，在油水界面上形成从界面膨胀侧流向界面收缩侧的界面流，进一步驱动油滴向光源发生器4的方向不断移动（依据为流体界面力学的常识），直至接触到亲油疏水的微小孔洞5，在负压差的作用下迅速进入油滴储存室3内部，并在重力作用下从锥形出口6流出，完成油水分离过程。

上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种利用光源加热诱导油水分离的装置，其特征在于：包括箱体，所述的箱体一侧纵向设置有隔板，所述的隔板与同侧的所述的箱体的内壁之间围成用于存储经分离油滴的油滴储存室，所述的隔板与另一侧的所述的箱体的内壁之间装有待分离的水包油乳状液，所述的隔板上均布有若干个用于向所述的水包油乳状液发出平行光的光源发生器，所述的隔板上且位于相邻的所述的光源发生器之间设置有具有亲油疏水性能的微小孔洞，所述的油滴储存室的底部且位于所述的箱体的下方设置有开口方向朝下的用于驱动所述的微小孔洞上的油滴快速进入所述的油滴储存室内且进一步排出所述的油滴储存室外的锥形出口。

2.根据权利要求1所述的一种利用光源加热诱导油水分离的装置，其特征在于：所述的箱体为矩形，所述的箱体的长为2-3 m、高为1m且壁厚为10 mm。

3.根据权利要求1所述的一种利用光源加热诱导油水分离的装置，其特征在于：所述的油滴储存室的宽度为10 cm，所述的隔板的壁厚为5 mm。

4.根据权利要求1所述的一种利用光源加热诱导油水分离的装置，其特征在于：所述的微小孔洞的内壁涂有亲油疏水涂层，所述的微小孔洞的内径为1 mm。

5.根据权利要求1所述的一种利用光源加热诱导油水分离的装置，其特征在于：所述的锥形出口与箱体底部之间的垂直距离为0.5 m。

6.根据权利要求1所述的一种利用光源加热诱导油水分离的装置，其特征在于：所述的锥形出口的直径为 10 mm。

7.一种利用权利要求1-6中任一项所述的利用光源加热诱导油水分离的装置进行油水分离的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）当光源发生器发出平行光后，悬浮在水中的不透明油滴由于吸收平行光使吸收光照侧油水界面温度升高；

（2）油水界面张力会随着温度的升高而降低，根据最小能量原理，靠近光源侧油水界面张力小致使界面膨胀，远离光源侧油水界面张力大致使界面收缩，在油水界面上形成从界面膨胀侧流向界面收缩侧的界面流，进一步驱动油滴向光源发生器的方向不断移动，直至接触到亲油疏水的微小孔洞，在负压差的作用下迅速进入油滴储存室内部，并在重力作用下从锥形出口流出，完成油水分离过程。