CN112386952A - 一种基于超疏水/超亲油筛网膜的乳化油液净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种基于超疏水/超亲油特殊浸润表面特性材料的乳化油液破乳净化分离装置，该装置以超疏水/超亲油筛网膜为核心分离部件，筛网膜采用三层平行斜置方式布置于分离罐中，能轻松彻底地实现乳化油液的破乳分离，使乳化油液得以脱水净化。该破乳分离装置制造成本低，处理过程单一，能耗低，且无须使用吸附剂和破乳剂，具有二次污染小、处理成本低、处理效率高、适应性强等显著优点，能够减少或消除现行破乳技术存在的问题，解决油水分离领域中乳状液破乳净化的难题，其应用前景广阔。

Description

一种基于超疏水/超亲油筛网膜的乳化油液净化装置
技术领域
本发明属油液净化处理领域，其技术内容涉及一种用于乳化油液快速净化脱水的破乳脱水装置，该装置基于多层超疏水/超亲油筛网膜，通过简单处理即可实现乳化油液的破乳分离和脱水净化，从而克服现行乳化油液破乳分离技术存在的问题。
背景技术
油水分离一直是油液净化领域中一项重要内容，以往采用的沉降、吸附、离心、真空分离、旋流分离等油水分离技术能够对油液中存在的非乳状水进行较好的分离。然而，很多情况下，油液中的水不以游离形式存在，而是在沥青质、胶质、有机酸皂等界面活性物质的作用下形成稳定的W/O型乳状液滴，由于水滴周围界面膜的存在，水的界面转移行为严重受阻，导致传统的分离手段难以使油水分离顺利进行。因此，长期以来，乳化油的破乳脱水一直是油水分离领域需要解决的重点和难点问题。
现有研究认为，乳状液的破坏需经历分层、絮凝、膜排水、聚结等过程。由于化学破乳物质能快速吸附或部分置换组成油水界面膜的天然界面活性物质，形成比原有界面膜强度更低的混合膜，导致界面膜破坏，释放膜内包覆的水，完成破乳过程，因此仍是目前破乳效果最好和应用最多的破乳方法。然而，目前公知的事实是，化学破乳剂在使用过程中难以回收和循环利用，通常随污水向环境排放，这不仅造成破乳成本居高不下，还带来严重的环境污染问题。
新型的特殊浸润表面特性材料的出现使得通过单一处理来实现乳化油液破乳脱水成为可能，通过合理的技术手段，不仅能使乳化油液得以脱水净化，还能避免化学破乳剂的大量使用，减少污染排放，同时减少处理单元和处理成本。然而到目前为止，特殊浸润表面特性材料在破乳脱水领域的实际应用装置仍然很少，其原因在于缺乏一种综合性的解决方法使特殊浸润表面特性材料来解决乳状油液的破乳和脱水的问题。
为了使特殊浸润表面特性材料能真正应用于解决乳化油的破乳脱水问题，本发明针对以往乳状油液脱水技术存在的缺陷，独创性地以超疏水/超亲油筛网膜为核心分离部件，构建了一种全新的乳化油破乳脱水净化分离装置，使乳化油的油水分离通过简单的处理过程快速完成，并大幅提高了乳化油液的脱水净化效率，解决了传统油水分离方法无法解决的乳化油液脱水困难、处理过程复杂、处理效率低、处理成本高、破乳剂适应性差及二次污染大等问题，从而使新型特殊浸润表面特性材料能够真正应用于解决工程实际。
发明内容
为了乳化油液破乳净化分离领域现有技术存在的不足和问题，本发明构建了一种基于超疏水/超亲油特殊浸润表面特性材料的乳化油液破乳净化分离装置。该装置具有制造成本低、处理简单、运行高效、适应性强、处理量大，二次污染少等特点，十分适用于乳化油液的破乳脱水，该分离装置一旦推广实施，将有可能解决以往破乳脱水技术存在的问题，产生良好的经济和社会效益。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：（1）采用化学表面处理技术对不锈钢筛网的表面微观形貌和浸润特性进行改造，使筛网表面具有超疏水/超亲油特殊表面浸润特性，并将该筛网作为分离装置的核心分离部件，用于乳化油液的破乳分离净化。（2）构建罐式分离装置，该装置由进油口、分布盘、交叉斜置筛网膜、出水口和出油口等组成（3）由于超疏水/超亲油筛网膜对油有很强的亲和力，而对水却有较强的阻隔作用，当乳化油液流经筛网表面时，因为筛网膜表面具有超亲油特性，油能很快在其表面浸润并通过，而水却会被筛网阻隔，并顺着斜置筛网的表面流动汇聚，最后从出水口流出，从而达到了油水破乳分离的目的。（4）在装置中设置了3层斜置平行安装的筛网膜，如果通过了第一层筛网膜的油液仍未完全净化，则会在第二、第三层筛网表面继续完成分离净化，经过三层筛网的分离净化后，乳化油液能够得到较为完全的净化，净化率达到98%以上。
本发明具有的主要技术特点是：（1）与现行的乳化油液破乳净化技术相比，破乳净化过程可在短时间内一次性完成，处理单元少，设备投资和处理成本均较以往的处理方法更低。（2）充分利用高效能油水分离材料对水和油的特殊界面特性来达到快速破乳和油水分离的目的，分离效果显著，处理效率高。（3）本发明构建的乳化油液破乳净化分离装置无须使用破乳剂、吸附剂等产生环境污染和增加处理成本的原料，整个处理过程清洁环保，且适应性强，能够用于处理各种乳化油液。（4）采用本发明构建的乳化油液破乳净化装置仅需要消耗少量能量，因此整体能耗较离心、真空、旋流等分离方法更低。
附图说明
图1是本发明的装置结构图，下面结合图1和实施例对本发明作进一步描述：
乳化油经进油口1进入装置后，乳化油液在分布盘2上均匀分散流下，逐步经过三层超疏水/超亲油筛网膜3，被筛网膜阻隔的水顺筛网膜表面从出水口4汇集流出，通过筛网膜后的油则从出油口5汇集流出。
具体实施方式
1、将孔径为0.1mm的304不锈钢筛网浸渍于由1M氯化铜和1M盐酸组成的溶液中16s，之后取出静置于空气中晾干，再用去离子水冲洗后晾干，然后将晾干后的筛网浸渍于0.05mol/L的硬脂酸乙醇溶液中20分钟，后取出放入烘箱中80℃条件下烘干，得到具有超疏水/超亲油表面浸润特性的不锈钢筛网膜；
2、将制备得到的超疏水/超亲油不锈钢筛网膜以45°角平行斜置安装在罐式装置中；
3、进油口位于罐式装置最上方，以充分利用重力导引乳化油液进入装置，减少能耗；
4、分布盘位于进油口下方，筛网膜下方，其作用是保证乳化油液在筛网膜表面均匀分布，避免乳液分布不均导致的筛网膜分离效能不能充分利用的问题；
5、每层筛网膜的出水口紧贴于筛网膜最低点的上方，以保证流动汇集的水能及时顺利流出，
出油口位于罐式装置的最下方，以保证汇集的油液能顺利流出。

Claims (1)

1.一种乳化油液净化分离装置，该装置的技术特征在于：
(1) 所述装置以超疏水/超亲油筛网膜为核心分离部件，该筛网膜的制备过程为，将孔径为0.1mm的304不锈钢筛网浸渍于由1M氯化铜和1M盐酸组成的溶液中16s，之后取出静置于空气中晾干，再用去离子水冲洗后晾干，然后将晾干后的筛网浸渍于0.05mol/L的硬脂酸乙醇溶液中20分钟，后取出放入烘箱中80℃条件下烘干，得到具有超疏水/超亲油表面浸润特性的不锈钢筛网膜；
(2) 将制备得到的超疏水/超亲油不锈钢筛网膜以45°角平行斜置安装在罐式装置中；
(3) 进油口位于罐式装置最上方，以充分利用重力导引乳化油液进入装置，减少能耗；
(4) 分布盘位于进油口下方，筛网膜下方，其作用是保证乳化油液在筛网膜表面均匀分布，避免乳液分布不均导致的筛网膜分离效能不能充分利用的问题；
(5) 每层筛网膜的出水口紧贴于筛网膜最低点的上方，以保证流动汇集的水能及时顺利流出，出油口位于罐式装置的最下方，以保证汇集的油液能顺利流出。
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