CN113457221A - 基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离方法 - Google Patents
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
- B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
- B01D17/04—Breaking emulsions
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Abstract
本发明涉及废乳化液处理的技术领域,尤其涉及一种基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离方法。包括一套基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离装置,通过磁性颗粒操控系统产生交变磁场,使磁性颗粒被束缚于乳化液流路中特定区域并产生往复运动,形成磁性颗粒动态床;乳化液以垂直于颗粒往复运动的方向通过动态床,磁性颗粒与乳化液中的油滴碰撞,捕集油滴、破坏油水界面膜并促进油滴聚并,完成粗粒化破乳和油水分离过程,并具有连续出水和排出浮油的作用。可将乳化液透光率由5%以下提升至95%以上,具有出水水质良好,运行稳定的特点,解决了磁性颗粒破乳研究中较难实现连续破乳、磁场作用单一、颗粒需特定修饰、破乳效能低等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种,尤其涉及一种基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离方法。
背景技术
在“中国制造2025”行动纲领的带领下,高品质金属加工液的用量随着我国精密机械加工行业飞速发展而与日俱增,这些金属加工液循环使用至失效后便成为废乳化液,废乳化液具有极高的环境污染和生态风险,属于危险废弃物(代码HW09)。机械加工废乳化液中含有大量的矿物油和表面活性剂,乳化液滴在表面活性剂形成的油水界面膜包裹下以微/纳米级液滴稳定分散于水相中,稳定性较强,破乳和油水分离难度较大。
化学药剂破乳由于技术成熟、简单易行、建设运行成本低,广泛地应用于废乳化液的处理,但存在着着药剂投加量高、絮体产量大、分离速度慢、次生废物产量高等问题。磁性颗粒由于具有表面性质易调控、易受磁场控制、快速磁响应性、可回收利用等优势,在乳化液破乳研究中受到广泛关注。利用磁性颗粒破乳的研究始于2012年,近年来,各种具有特殊表面润湿性、带电性和形貌结构的功能性磁性颗粒被研究者开发,颗粒可基于疏水作用、静电作用、尺寸效应和特殊的形貌结构吸附于油水界面,进而影响油水界面膜的稳定性,并赋予乳化液滴磁响应性,在磁场的作用下实现磁响应液滴与连续相的快速分离,实现破乳。
现阶段磁性颗粒破乳多采用功能化修饰后的纳米级磁性颗粒,受到成本较高和修饰工作繁琐的限制,相关研究多局限于实验室序批式处理规模,难以直接工程应用,且无法实现连续破乳,而采用成本低廉、无需特定修饰工作的微米级磁性颗粒直接破乳的研究还鲜有报道。另一方面,磁场作为磁性颗粒破乳的关键作用力,仅在液滴与连续相分离的过程中发挥作用,在颗粒捕集液滴、促进液滴聚并和粗粒化、破坏油水界面膜等关键步骤中并未发挥作用。
发明内容
本发明旨在解决上述缺陷,提供一种基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离方法。
为了克服背景技术中存在的缺陷,本发明基于交变磁场与磁性颗粒破乳基本原理,直接利用微米级磁性颗粒,利用交变电磁场束缚流路中的磁性颗粒,并使其产生横向往复运动,形成磁性颗粒动态床,乳化液自下而上流经床层的过程中,液滴可以被颗粒捕集,进一步碰撞和聚并,发生粗粒化破乳过程,本发明首次利用交变电磁场构建磁性颗粒动态床,使乳化液液滴沿垂直于磁性颗粒往复运动的方向上流经床层的过程中完成破乳及油水分离过程,直接利用微米级磁性颗粒在较小颗粒投加量下对乳化液进行高效破乳,并实现了连续运行和油的回收,所采用的技术方案是:这种基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离方法包括一套基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离装置,由磁性颗粒操控系统、乳化液流路以及破乳分离操作平台构成,分离方法包括以下步骤:
S1、构建能使磁性颗粒往复运动的交变磁场,所述交变磁场由一对吸盘式电磁铁产生,所述一对吸盘式电磁铁呈对称布置,其可产生吸力的作用面相对朝内,固定在所述破乳分离操作平台上;
S2、调节所述磁性颗粒操控系统的参数,使其产生特定的电流信号作用于所述吸盘式电磁铁,使所述两吸盘式电磁铁交替通电,实现两电磁铁交替产生吸引力的效果,磁性物质在所述两吸盘式电磁铁之间可产生往复运动;
S3、将乳化液流路的部分置于所述两吸盘式电磁铁之间,向所述乳化液流路中加入一定量的磁性颗粒,在所述两吸盘式电磁铁作用下,磁性颗粒会被磁场束缚于两吸盘式电磁铁之间的磁场作用区,而不随流动相流动;
S4、使乳化液连续流入所述乳化液流路中,乳化液以垂直于磁性颗粒往复运动的方向流经动态床层,在此过程中液滴被颗粒捕集,并随颗粒往复运动,液滴之间不断碰撞、聚并,发生粗粒化过程;
S5、粗粒化形成的大粒径液滴脱离床层后,在所述乳化液流路中逐渐形成浮油层,可定期从乳化液流路中排出,以实现油的回收;
S6、关闭所述磁性颗粒操控系统,向所述乳化液流路中通入蒸馏水,可排出乳化液流路内的磁性颗粒并清洗流路,重复步骤S1~S5可以多次、重复处理所述乳化液。
根据本发明的另一个实施例,进一步包括所述S2中磁性颗粒操控系统通过双通道函数发生器向所述两吸盘式电磁铁分别提供电流信号,所述函数发生器双通道产生波形相同,波形选择方波、矩形波、脉冲波或者CMOS波。
根据本发明的另一个实施例,进一步包括所述函数发生器双通道输出幅度、频率均相同,频率范围1-5 Hz,双通道相位差150-210°。
根据本发明的另一个实施例,进一步包括所述函数发生器输出信号分别由一对功率放大器扩增后作用于所述吸盘式电磁铁,经扩增后作用于所述两吸盘式电磁铁的电压为12-24V,对应地,所述两吸盘式电磁铁在通电时,表面磁场强度在400Gs以上。
根据本发明的另一个实施例,进一步包括所述乳化液流路在所述两吸盘式电磁铁间的部分为扁平设计,保证所述两吸盘式电磁铁作用面的距离小于3cm,防止磁场强度由于所述两吸盘式电磁铁距离过大而衰减,进而可向磁性颗粒提供充足的驱动力在两吸盘式电磁铁间产生往复运动。
根据本发明的另一个实施例,进一步包括所述S4中乳化液在所述磁场作用区的水力停留时间为30-120 s,以保证乳化液液滴与磁性颗粒充分接触、液滴之间充分碰撞和聚并。
根据本发明的另一个实施例,进一步包括所述S3中磁性颗粒为Fe3O4颗粒,颗粒水化粒径为微米级,最大可达200目,≤74 μm。
根据本发明的另一个实施例,进一步包括所述S3中所述磁性颗粒采用干投的方式加入到所述乳化液流路中,每次颗粒投加量为1-5g。
根据本发明的另一个实施例,进一步包括所述S4中乳化液为水包油模型乳化液、以阴离子型表面活性剂稳定的乳化液,所述水包油模型乳化液的油相包括低粘度的短链烷烃和碳氢化合物以及高粘度矿物油,所述表面活性剂浓度范围0-20mg/L。
根据本发明的另一个实施例,进一步包括所述模型乳化液的油相包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、石油醚、十六烷、大豆油、液体石蜡、真空泵油和机油,所述油浓度范围为1-20 g/L,乳化液液滴粒径主要分布在1-10μm。
本发明的有益效果是:
(1)从破乳方法上看,本发明耦合了传统磁性颗粒破乳方法与交变电磁场液滴操控等研究手段,提出磁性颗粒动态床破乳分离技术与装置。通过向油水分离室内添加少量磁性颗粒干粉,磁场作用下颗粒在两电磁铁间往复运动,形成磁性颗粒动态床,乳化液沿垂直于颗粒往复运动方向流经床层的过程中,油滴被床层捕集并相互碰撞、聚并,进而实现破乳和油水分离。磁性颗粒的往复运动还强化了颗粒与流体间的剪切与摩擦,以及颗粒间的相互碰撞,有利于吸附在颗粒表面油污的脱落,上浮至液面,从而有效改善了出水水质,提高了磁性颗粒的破乳效能,降低了颗粒投加量。
(2)从破乳材料上看,本发明基于未经修饰的微米级磁性颗粒,无需任何制备和修饰工作,也无需投加化学药剂,具有较高的破乳效能。单位质量磁性颗粒可处理乳化液量为0.5-1 L/g,显著高于相关研究中单位质量磁性颗粒可处理乳化液量。例如,公开的中国发明专利CN112138430A使用的功能化磁性纳米粒子每克颗粒乳化液处理量为200 ml;公开的中国发明专利CN109354139B使用磁性颗粒配合混凝剂处理机械加工废乳化液,每克颗粒处理量为417 ml乳化液;公开的中国发明专利CN110379577A通过功能化磁性纳米粒子用于乳化液的反复乳化和破乳过程,每克颗粒处理量约250 ml;Liang等在Energy & Fuels期刊发表的文章(Demulsification of Oleic-Acid-Coated Magnetite Nanoparticles forCyclohexane-in-Water Nanoemulsions)中采用油酸包覆的Fe3O4纳米颗粒处理环己烷-水模型乳化液,为达到理想处理效每克颗粒的处理量仅33 ml;Wang等在EnvironmentalScience: Water Research & Technology期刊发表的文章(Recyclable amine-functionalized magnetic nanoparticles for efficient demulsification of crudeoil-in-water emulsions)中采用氨基功能化磁性纳米颗粒处理原油-水模型乳化液,每克颗粒处理量约为400 ml。有效拓展了微米级磁性颗粒直接用于乳化液破乳的适应性,并降低了处理成本。
(3)从处理效果上看,本发明提出的一套基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离装置,能在较低的颗粒投加量下,实现对乳化液的连续、自动处理,出水透光率能由进水的5%以下提升至60%以上并保持稳定,最高可达95%以上,大大降低了后续处理难度,并能够有效分离油相,具有资源回收功能。
(4)从处理对象和应用范围上看,本发明提出的磁性颗粒动态床破乳技术,能有效捕集乳化油滴,破坏油水界面膜并促进液滴聚并,对多种表面活性剂稳定的水包油乳化液均实现了高效破乳和油水分离,表面活性剂浓度从0-20 mg/L,油浓度范围在1-20 g/L,油滴粒径主要分布在微米级。将应用范围扩展到机械加工领域产生的实际复杂废乳化液,对微米级磁性颗粒和磁性颗粒动态床的实际应用和推广具有重要意义。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明提供的一种基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离装置整体示意图;
图2是油水分离室与直流吸盘式电磁铁正视图的结构示意图;
图3是油水分离室与直流吸盘式电磁铁侧视图的结构示意图;
图4是本发明实施例2连续运行效果图
图5是本发明实施例3连续运行效果图。
其中:1、磁性颗粒操控系统,2、乳化液流路,3、破乳分离操作平台,1-1、函数发生器,1-2、功率放大器,1-3、变压器,1-4、直流吸盘式电磁铁,2-1、进水槽,2-2、出水槽,2-3、废油槽,2-4、蠕动泵,2-5、油水分离室,3-1、平台,3-2、滑轨,3-3、电磁铁固定器,3-3、电磁铁固定器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明利用微米级磁性颗粒,在无需添加其他化学药剂和较小颗粒投加量的前提下,通过外加交变磁场作用,形成磁性颗粒动态床,捕集乳化液滴,破坏油水界面膜,使液滴聚并和粗粒化,实现连续破乳和油水分离。具有破乳分离效率高、颗粒投加量小、运行稳定等优势。
基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离方法,包括一套基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离装置,由磁性颗粒操控系统、乳化液流路以及破乳分离操作平台构成,分离方法包括以下步骤:
S1、构建能使磁性颗粒往复运动的交变磁场,所述交变磁场由一对吸盘式电磁铁产生,所述一对吸盘式电磁铁呈对称布置,其可产生吸力的作用面相对朝内,固定在所述破乳分离操作平台上;
S2、调节所述磁性颗粒操控系统的参数,使其产生特定的电流信号作用于所述吸盘式电磁铁,使所述两吸盘式电磁铁交替通电,实现两电磁铁交替产生吸引力的效果,磁性物质在所述两吸盘式电磁铁之间可产生往复运动;
S3、将乳化液流路的部分置于所述两吸盘式电磁铁之间,向所述乳化液流路中加入一定量的磁性颗粒,在所述两吸盘式电磁铁作用下,磁性颗粒会被磁场束缚于两吸盘式电磁铁之间的磁场作用区,而不随流动相流动;
S4、使乳化液连续流入所述乳化液流路中,乳化液以垂直于磁性颗粒往复运动的方向流经动态床层,在此过程中液滴被颗粒捕集,并随颗粒往复运动,液滴之间不断碰撞、聚并,发生粗粒化过程;
S5、粗粒化形成的大粒径液滴脱离床层后,在所述乳化液流路中逐渐形成浮油层,可定期从乳化液流路中排出,以实现油的回收;
S6、关闭所述磁性颗粒操控系统,向所述乳化液流路中通入蒸馏水,可排出乳化液流路内的磁性颗粒并清洗流路,重复步骤S1~S5可以多次、重复处理所述乳化液。
进一步,所述S2中磁性颗粒操控系统通过双通道函数发生器向所述两吸盘式电磁铁分别提供电流信号,所述函数发生器双通道产生波形相同,波形选择方波、矩形波、脉冲波或者CMOS波。
进一步,所述函数发生器双通道输出幅度、频率均相同,频率范围1-5 Hz,双通道相位差150-210°。
进一步,所述函数发生器输出信号分别由一对功率放大器扩增后作用于所述吸盘式电磁铁,经扩增后作用于所述两吸盘式电磁铁的电压为12-24V,对应地,所述两吸盘式电磁铁在通电时,表面磁场强度在400Gs以上。
进一步,所述乳化液流路在所述两吸盘式电磁铁间的部分为扁平设计,保证所述两吸盘式电磁铁作用面的距离小于3cm。
进一步,所述S4中乳化液在所述磁场作用区的水力停留时间为30-120 s。
进一步,所述S3中磁性颗粒为Fe3O4颗粒,颗粒水化粒径为微米级,最大可达200目。
进一步,所述S3中所述磁性颗粒采用干投的方式加入到所述乳化液流路中,每次颗粒投加量为1-5g。
进一步,所述S4中乳化液为水包油模型乳化液、以阴离子型表面活性剂稳定的乳化液,所述水包油模型乳化液的油相包括低粘度的短链烷烃和碳氢化合物以及高粘度矿物油,所述表面活性剂浓度范围0-20mg/L。
进一步,所述模型乳化液的油相包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、石油醚、十六烷、大豆油、液体石蜡、真空泵油和机油,所述油浓度范围为1-20 g/L,乳化液液滴粒径主要分布在1-10μm。
本发明实施例中涉及的乳化液包括实验室配制的微米级粒径乳化液,配制方法如下:
(a)将2.0 g液体石蜡、一定量十二烷基苯磺酸钠(SDBS)分散于198 mL水相中,将所得混合物在13000 rpm下高速搅拌5 min得到不同浓度表面活性剂稳定的微米级乳化液;加入的SDBS质量可取0~4 mg,制备所得乳化液的表面活性剂浓度为0~20 mg/L。
(b)重复该步骤多次,制备总量2 L以上的模型乳化液。
(c)模型乳化液液滴粒径集中分布于1-10 μm,乳化液原液透光率与表面活性剂浓度有关,表面活性剂浓度越高,原液透光率越低,不含表面活性剂时,透光率为2.39%。
本实施例提供的一种基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离装置,由磁性颗粒操控系统1、乳化液流路2以及破乳分离操作平台3构成。所述的磁性颗粒操控系统1由函数发生器1-1、功率放大器1-2、变压器1-3以及一对直流吸盘式电磁铁1-4组成;所述的乳化液流路2由进水槽2-1、出水槽2-2、废油槽2-3及管路、蠕动泵2-4、油水分离室2-5组成;所述的破乳分离操作平台3由平台3-1、滑轨3-2、呈对称布置的两个电磁铁固定器3-3以及油水分离室固定器3-4组成,参照附图1,具体实施步骤如下:
(1)分别连接和安装磁性颗粒操控系统1、乳化液流路2以及破乳分离操作平台3。所述两吸盘式电磁铁1-4的有效作用面紧贴于所述油水分离室2-5左右表面下部,将分离室分为上下两个区域。分离室上部不受磁场作用,下部为磁场作用区,参见附图2。
(2)调将所述函数发生器1-1双通道波形设置为CMOS波,输出幅度12 V,频率设为2Hz,双通道相位差180°,所述功率放大器放大倍数设为2倍。
(3)开启磁性颗粒操控系统1,向所述两吸盘式电磁铁1-4输入电流信号;向所述油水分离室2-5中加入2 g磁性颗粒,在所述磁性颗粒操控系统1作用下,磁性颗粒会在所述油水分离室2-5下部磁场作用区产生横向往复运动,形成磁性颗粒动态床,分离室上部提供固液分离作用,脱离磁场束缚的磁性颗粒将沉降至下部磁场作用区并被磁场捕获。
(4)启动所述蠕动泵2-4,以10 ml/min的流量向所述油水分离室2-5中泵入乳化液,乳化液以垂直于磁性颗粒往复运动的方向自下而上流经动态床层,完成破乳及油水分离过程。在此流量下,乳化液在所述油水分离室2-5磁场作用区的水力停留时间为120 s。
(5)随着装置的运行,所述油水分离室2-5液面会积聚一定的浮油,可定期打开所述油水分离室2-5排油阀门撇除分离室内积聚的浮油。
(6)每隔5-20 min从出水管取样测试出水透光率,以表征装置连续运行效果。
(7)使用完毕后,清洗整个流路,并拆卸装置备用。
作为上述技术方案的补充、完善或优选,本发明提供的基于磁性颗粒动态床的乳化液连续粗粒化破乳装置还具有如下特征:
优选地,所述滑轨可固定在平台上的任意位置,所述的吸盘式电磁铁可沿电磁铁固定器轴线上任意一点固定,所述油水分离室可沿油水分离室固定器轴线上任意一点固定,所述三个固定器的相对距离可沿滑轨任意调节,所述破乳分离操作平台可适应多种尺寸和形状的电磁铁和油水分离室。
优选地,所述油水分离室2-5具有撇油功能,设有进水口、出水口和排油口,为下进上出结构,出水口向上弯曲至一定高度后弯曲成水平管,可外接出水管。排油口水平,高度低于出水口水平管段,并设有排油阀门,可定期排出液面浮油,参见图3。
优选地,所述的破乳分离操作平台滑轨可分别沿水平或竖直方向固定在平台上,分别适用于横向流油水分离室(颗粒纵向往复运动)和纵向流油水分离室(颗粒横向往复运动)。
优选地,所述的破乳分离操作平台滑轨上设有刻度线,可以方便地度量所述两吸盘式电磁铁与油水分离室间的距离。所述平台3-1两侧边缘装有握把,可以方便地移动整套实验装置。
实施例1
采用上述基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离装置的安装使用方法,处理油相为液体石蜡,油浓度为10 g/L的模型乳化液样品。乳化机转速13000 r/min,乳化时间5min;向所述油水分离室内加入2 g粒径为1 μm的磁性颗粒,记为MP1。
调节所述磁性颗粒操控系统参数为:通道1:CMOS,相位0°,幅度2.4V,频率2Hz;通道2:CMOS,幅度2.4V,频率2Hz,双通道相位差180°。功率放大器放大倍数:10。
调节所述乳化液流路参数为:颗粒投加量为2 g,蠕动泵转速2.1rpm,流量约10ml/min;乳化液在所述油水分离室下部磁场作用区的水力停留时间为120 s,在所述油水分离室上部相分离区的水力停留时间为230 s,每隔10 min从出水管中取样测试出水透光率。
破乳分离操作平台滑轨沿水平方向布置,所述油水分离室固定器与所述电磁铁固定器之间的距离为4 cm。
本发明在以上述参数下连续运行效果如下表1、图4所示。
表1 为实施例1连续运行效果:
从上述运行效果来看,本发明提供的一种基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离装置,在使用粒径为1 μm的MP1时,可将乳化液透光率由进水的2.93%提高至95%以上,具有较高的破乳效率。MP1在长达100 min的运行时间内可使出水透光率高于90%,后续仍有明显的破乳除油效果,出水透光率与原液相比提升显著。单位质量MP1发挥高效破乳功能(出水透光率>90%)的处理量大于500 ml/g。
实施例2
采用上述基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离装置的安装使用方法,处理油相为液体石蜡,油浓度为10 g/L的模型乳化液样品。乳化机转速13000 r/min,乳化时间5min;向所述油水分离室内加入2 g产品粒径为1000目(≤14 μm)的磁性颗粒(记为MP2)。
所述磁性颗粒操控系统参数、乳化液流路参数以及破乳分离操作平台布置方式与测试例1相同。
本发明在以上述参数下连续运行效果如下表2、图5所示。
表2 为实施例2连续运行效果:
从上述运行效果来看,本发明提供的一种基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离装置,在使用粒径为1000目的MP2时,可将乳化液透光率由进水的2.93%提高至65%以上,破乳除油效果显著,极大降低了后续处理的难度。MP2在长达150 min的运行时间内可使出水透光率高于60%,具有较为持久的破乳除油性能,出水透光率与原液相比提升显著。单位质量MP2发挥高效破乳功能(出水透光率>60%)的处理量大于750 ml/g。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离方法,其特征在于,包括一套基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离装置,由磁性颗粒操控系统、乳化液流路以及破乳分离操作平台构成,分离方法包括以下步骤:
S1、构建能使磁性颗粒往复运动的交变磁场,所述交变磁场由一对吸盘式电磁铁产生,所述一对吸盘式电磁铁呈对称布置,其可产生吸力的作用面相对朝内,固定在所述破乳分离操作平台上;
S2、调节所述磁性颗粒操控系统的参数,使其产生特定的电流信号作用于所述吸盘式电磁铁,使所述两吸盘式电磁铁交替通电,实现两电磁铁交替产生吸引力的效果,磁性物质在所述两吸盘式电磁铁之间可产生往复运动;
S3、将乳化液流路的部分置于所述两吸盘式电磁铁之间,向所述乳化液流路中加入一定量的磁性颗粒,在所述两吸盘式电磁铁作用下,磁性颗粒会被磁场束缚于两吸盘式电磁铁之间的磁场作用区,而不随流动相流动;
S4、使乳化液连续流入所述乳化液流路中,乳化液以垂直于磁性颗粒往复运动的方向流经动态床层,在此过程中液滴被颗粒捕集,并随颗粒往复运动,液滴之间不断碰撞、聚并,发生粗粒化过程;
S5、粗粒化形成的大粒径液滴脱离床层后,在所述乳化液流路中逐渐形成浮油层,可定期从乳化液流路中排出,以实现油的回收;
S6、关闭所述磁性颗粒操控系统,向所述乳化液流路中通入蒸馏水,可排出乳化液流路内的磁性颗粒并清洗流路,重复步骤S1~S5可以多次、重复处理所述乳化液。
2.如权利要求1所述的基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离方法,其特征在于:所述S2中磁性颗粒操控系统通过双通道函数发生器向所述两吸盘式电磁铁分别提供电流信号,所述函数发生器双通道产生波形相同,波形选择方波、矩形波、脉冲波或者CMOS波。
3.如权利要求2所述的基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离方法,其特征在于:所述函数发生器双通道输出幅度、频率均相同,频率范围1-5 Hz,双通道相位差150-210°。
4.如权利要求2所述的基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离方法,其特征在于:所述函数发生器输出信号分别由一对功率放大器扩增后作用于所述吸盘式电磁铁,经扩增后作用于所述两吸盘式电磁铁的电压为12-24V,对应地,所述两吸盘式电磁铁在通电时,表面磁场强度在400Gs以上。
5.如权利要求1所述的基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离方法,其特征在于:所述乳化液流路在所述两吸盘式电磁铁间的部分为扁平设计,保证所述两吸盘式电磁铁作用面的距离小于3cm。
6.如权利要求1所述的基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离方法,其特征在于:所述S4中乳化液在所述磁场作用区的水力停留时间为30-120 s。
7.如权利要求1所述的基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离方法,其特征在于:所述S3中磁性颗粒为Fe3O4颗粒,颗粒水化粒径为微米级,最大可达200目。
8.如权利要求1所述的基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离方法,其特征在于:所述S3中所述磁性颗粒采用干投的方式加入到所述乳化液流路中,每次颗粒投加量为1-5g。
9.如权利要求1所述的基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离方法,其特征在于:所述S4中乳化液为水包油模型乳化液、以阴离子型表面活性剂稳定的乳化液,所述水包油模型乳化液的油相包括低粘度的短链烷烃和碳氢化合物以及高粘度矿物油,所述表面活性剂浓度范围0-20mg/L。
10.如权利要求9所述的基于磁性颗粒动态床的乳化液连续破乳分离方法,其特征在于:所述模型乳化液的油相包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、石油醚、十六烷、大豆油、液体石蜡、真空泵油和机油,所述油浓度范围为1-20 g/L,乳化液液滴粒径主要分布在1-10μm。
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