CN114506883A - 海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备及评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备，其包括：甲板，其为平板结构；偏心轮，其设置在甲板下方并带动甲板摇摆，偏心轮设有多个偏心轴孔；调速电机，其驱动偏心轮转动；以及安装组件，其将待评价仪器联动地安装在甲板上。本发明还公开了一种利用如上述技术方案中任意一项的海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备的评价方法。本发明通过偏心轮的不同偏心距和不同转速，调节甲板的摇摆角度和频率，模拟不同波高、不同频率的波浪，波浪模拟范围更广、更多样，进而能够评价海上化学品泄漏应急处置技术的性能及处置效果，为海上化学品泄漏应急处置技术的选择提供参考。

Description

海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备及评价方法

技术领域

本发明涉及化学品泄漏应急处置技术领域，特别涉及一种海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备及评价方法。

背景技术

随着经济社会的快速发展和化工产业的迅猛崛起，化学品的海上运输日益增多。然而，发展机遇伴随着风险产生，世界范围内的化学品泄漏事故频繁发生。该类事故具有危害性大、突发性强、处置难度高的特点，应及时根据化学品的性质采取科学、合理的应急处置措施，否则将严重危害海洋生态环境及沿岸居民的生产生活安全。

目前，油品分离回收较常用的处理方法主要为重力分离法、旋流分离法、吸附法等，该类物理处理方法具有工艺较简单、分离效率高等优点，但在海上化学品泄漏应急处置时，该工艺处理效果易受限于海浪的复杂性。因此，亟需一种能够对海洋环境中化学品泄漏应急处置技术的处置效果和性能进行评价的技术，以确保海上化学品泄漏应急处置的有效开展。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的之一在于，提供一种海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备及评价方法，从而对化学品泄漏应急处置技术在海上应用环境中的处理效果进行评价，为实际应用提供参考。

本发明的另一目的在于，提供一种海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备及评价方法，从而适用于不同化学品泄漏应急处置技术的评价。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面，本发明提供了一种海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备，其包括：甲板，其为平板结构；偏心轮，其设置在甲板下方并带动甲板摇摆，偏心轮设有多个偏心轴孔；调速电机，其驱动偏心轮转动；以及安装组件，其将待评价仪器联动地安装在甲板上。

进一步，上述技术方案中，安装组件为立杆，立杆可拆卸地垂直设置在甲板上。

进一步，上述技术方案中，甲板上设有多个安装位，立杆通过不同的安装位固定在甲板的不同位置。

进一步，上述技术方案中，安装组件为弹簧网格盒，弹簧网格盒可拆卸地设置在甲板上。

进一步，上述技术方案中，弹簧网格盒通过搭扣锁卡接在甲板上。

进一步，上述技术方案中，弹簧网格盒的两侧设有手柄，手柄能够带动弹簧网格盒和甲板摇摆。

进一步，上述技术方案中，弹簧网格盒的底面与甲板的顶面的尺寸相同；弹簧网格盒包括两层弹簧网。

进一步，上述技术方案中，甲板相对于水平面的摇摆角度范围为-30°～30°。

进一步，上述技术方案中，调速电机的转速为0～1412r/min。

进一步，上述技术方案中，待评价仪器为重力分离器、膜分离器、烧杯或锥形瓶。

进一步，上述技术方案中，甲板下部由不锈钢片和伸缩弹簧支撑。

根据本发明的第二方面，本发明提供了一种利用如上述技术方案中任意一项的海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备的评价方法，该评价方法至少包括如下步骤：将调速电机连接至偏心轮的一个偏心轴孔；将待评价仪器通过安装组件联动地安装在甲板上；设定调速电机的转速；以及开启调速电机，监测待评价仪器从而得到评价结果。

进一步，上述技术方案中，评价方法在开启调速电机的步骤前，还包括步骤：在甲板处于水平静止的条件下，监测待评价仪器从而得到评价标准。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.通过偏心轮的不同偏心距和不同转速，调节甲板的摇摆角度和频率，模拟不同波高、不同频率的波浪，波浪模拟范围更广、更多样，进而能够评价海上化学品泄漏应急处置技术的性能及处置效果，为海上化学品泄漏应急处置技术的选择提供参考。

2.安装组件可以采用多种形式，从而实现多种工艺的海上运行稳定性探究试验和评价。

3.通过设置手柄和调节电机，分别实现甲板摇摆的手动和电动调节，同时手柄还方便弹簧网格盒的拆装和移动。

4.本发明的评价设备适用范围广、操作和安装简单方便、占地面积小、成本低，能够满足实验室海浪模拟试验需求。

上述说明仅为本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本发明的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。

附图说明

图1是根据本发明的一实施方式的海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备的结构示意图。

图2是根据本发明的另一实施方式的海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备的俯视示意图。

图3是根据本发明的又一实施方式的海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备的俯视示意图。

图4是根据本发明的一实施方式的偏心轮的结构示意图。

图5是根据本发明的一实施方式的海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备的使用状态示意图。

图6是根据本发明的实施例1前10min的监测结果平均值。

图7是根据本发明的实施例2前10min的监测结果平均值。

图8是根据本发明的实施例3的监测结果平均值。

图9是根据本发明的实施例4的监测结果平均值。

图10是根据本发明的实施例5的监测结果平均值。

主要附图标记说明：

10-甲板，11-支架，12-底座，13-安装位，20-偏心轮，21-偏心轴孔，22-调速电机，221-调速器，30-立杆，31-安装板，40-弹簧网格盒，41-搭扣锁，42-手柄，43-弹簧网，51-化学品容器，511-第一蠕动泵，512-第一流量计，52-水样容器，521-第二蠕动泵，522-第二流量计，53-重力分离器，531-水相出口，532-水相回收器，533-化学品回收器。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其他元件或其他组成部分。

在本文中，为了描述的方便，可以使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上方”、“上”等，来描述一个元件或特征与另一元件或特征在附图中的关系。应理解的是，空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外物件在使用或操作中的不同方向。例如，如果在图中的物件被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下”的元件将取向在元件或特征的“上方”。因此，示范性术语“下方”可以包含下方和上方两个方向。物件也可以有其他取向(旋转90度或其他取向)且应对本文使用的空间相对术语作出相应的解释。

在本文中，术语“第一”、“第二”等是用以区别两个不同的元件或部位，并不是用以限定特定的位置或相对关系。换言之，在一些实施例中，术语“第一”、“第二”等也可以彼此互换。

如图1至图4所示，根据本发明具体实施方式的海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备，其包括平板结构的甲板10以及设置在甲板10下方并带动甲板10摇摆的偏心轮20。偏心轮20可以设有多个偏心轴孔21，不同的偏心轴孔21对应不同的偏心距，从而带动甲板10以不同角度摇摆，模拟不同的海浪高度。调速电机22的驱动轴穿入其中一个偏心轴孔21中驱动偏心轮20转动。安装组件能够将待评价仪器联动地安装在甲板10上，以开展模拟和评价。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，安装组件为可以为立杆30，立杆30可拆卸地垂直设置在甲板10上。示例性地，甲板10上可以设有多个安装位13，立杆30可以通过不同的安装位13固定在甲板10的不同位置。如图2所示，安装位13可以为均匀布置的螺栓孔，螺栓孔的直径为10mm，数量为16个，应了解的是，本发明并不以此为限。两根立杆30分别通过安装板31及螺栓与甲板10上四个安装位13(螺栓孔)固定连接，两根立杆30的不同位置适于安装不同待评价仪器。示例性地，安装板31可以为矩形板，立杆30位于矩形板的中心。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，安装组件可以为弹簧网格盒40，弹簧网格盒40可拆卸地设置在甲板10上。示例性地，弹簧网格盒40通过搭扣锁41卡接在甲板10上。进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，弹簧网格盒40的两侧可以设有手柄42，手柄42一方面方便弹簧网格盒40的移动和拆装，另一方面操作人员可以利用手柄42带动弹簧网格盒40和甲板10摇摆，从而实现手动操作。优选而非限制性地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，弹簧网格盒40的底面与甲板10的顶面的尺寸相同；弹簧网格盒40包括上下两层弹簧网43，弹簧网43的网格均匀分布，弹簧网43的松紧程度可调，可以用于固定锥形瓶等小型玻璃器皿。

应了解的是，本发明的安装组件并不限于立杆30和弹簧网格盒40及其组合，本领域技术人员可以选择其他适合的安装组件将待评价仪器联动地安装在甲板10上。本发明的安装组件可以同时包括立杆30和弹簧网格盒40，二者根据不同的待评价仪器来选择性单独使用，设备未使用时，立杆30可以穿过弹簧网格盒40放置收纳，本发明并不以此为限。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，通过选择不同的偏心轴孔21，甲板10相对于水平面的摇摆角度范围可以为-30°～30°、-22.5°～22.5°等。如图4所示的实施例中，偏心轮20设有四个偏心轴孔21，分别对应甲板10的摇摆角度为±7°、±13°、±15°和±21°，应了解的是，图中所示的偏心轴孔的数量和对应摇摆角度仅为示例性的，本发明并不以此为限。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，调速电机22的转速可以为0～1412r/min。示例性地，调速电机22可以设有调速器221，调速器221为数字显示调速器，方便操作人员调节。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，待评价仪器可以为重力分离器、膜分离器、烧杯或锥形瓶等仪器，本发明并不以此为限。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备设置在底座12上，调速电机22设置在底座上，调速电机22的驱动轴与偏心轮20相连接，偏心轮20与甲板10相抵接并带动甲板10摇摆。支架11设置在底座12的两端，不锈钢片固定在支架11的内侧，支架11的外侧通过伸缩弹簧与甲板10相连接。甲板10下部由不锈钢片和伸缩弹簧支撑。

根据本发明的一个或多个实施方式的海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备使用时，首先选取偏心轮20的合适的偏心轴孔21，将偏心轮20安装于调速电机22的驱动轴上，以确定试验模拟角度。根据所要考察的工艺装置特征将待评价仪器固定在弹簧网格盒40内；或选取甲板10上合适安装位13固定在立杆30上。将调速电机22接通电源，通过数字显示调速器221设置所需转速，调速电机22按照预设转速运转带动偏心轮20转动，甲板10在偏心轮20的带动下按照一定频率摇摆。

根据本发明具体实施方式的评价方法，其利用如上述技术方案中任意一项的海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备。该评价方法至少包括如下步骤：将调速电机连接至偏心轮的一个偏心轴孔；将待评价仪器通过安装组件联动地安装在甲板上；设定调速电机的转速；以及开启调速电机，监测待评价仪器从而得到评价结果。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，评价方法在开启调速电机的步骤前，还包括步骤：在甲板处于水平静止的条件下，监测待评价仪器从而得到评价标准。

下面以具体实施例的方式更加详细地说明本发明的海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备，应了解的是，本发明并不以此为限。

实施例1

本实施例模拟不同周期的海浪，以评价重力分离工艺的危险化学品(间二甲苯)海水混合液的分离效率。

参考图1、图4和图5所示，通过选择偏心轮20的偏心轴孔21调节甲板10的摇摆角度为±15°；选取两根等长的立杆30，分别通过安装板31固定于甲板10上，所选择的八个安装位13如图2所示，通过蝴蝶夹、单臂夹将重力分离器53固定在立杆30上；连接电源，打开工作开关，通过数字显示调速器221调节调速电机22的转速分别为353r/min、706r/min、1059r/min和1412r/min，每一个转速下开展3组实验，每组实验大约持续30min。实验时间均是由实验现象和实验结果决定的，并不是实验设定值，当检测到水中危险化学品浓度稳定后即可停止实验。

实验流程如图5所示，化学品容器51中盛有间二甲苯，水样容器52中盛有水，通过第一蠕动泵511和第二蠕动泵521控制第一流量计512流过的间二甲苯体积和第二流量计522流过的水的体积之比为2:1，进入重力分离器53。通过重力分离器53的水相出口531处的间二甲苯浓度检测，来监测重力分离器53的分离效果。重力分离器53分别连接水样回收器532和化学品回收器533。

本实施例前10min的监测结果平均值如图6所示。

实施例2

本实施例模拟不同浪高，以评价重力分离工艺的危险化学品(间二甲苯)海水混合液的分离效率。

参考图1、图4和图5所示，分别选取偏心轮20的偏心轴孔21调节甲板10的摇摆角度为±7°、±13°、±15°和±21°；选取两根等长的立杆30，分别通过安装板31固定于甲板10上，所选择的八个安装位13如图2所示，通过蝴蝶夹、单臂夹将重力分离器53固定在立杆30上；连接电源，打开工作开关，通过数字显示调速器221调节调速电机22的转速为706r/min。每一个角度下开展3组实验，每组实验大约持续30min。实验时间均是由实验现象和实验结果决定的，并不是实验设定值，当检测到水中危险化学品浓度稳定后即可停止实验。

实验流程如图5所示，化学品容器51中盛有间二甲苯，水样容器52中盛有水，通过第一蠕动泵511和第二蠕动泵521控制第一流量计512流过的间二甲苯体积和第二流量计522流过的水的体积之比为2:1，进入重力分离器53。通过重力分离器53的水相出口531处的间二甲苯浓度检测，来监测重力分离器53的分离效果。

本实施例前10min的监测结果平均值如图7所示。

实施例3

本实施例模拟不同浪高，以评价改性纳米海绵在波浪条件下对水中间二甲苯的吸附性能。

参考图1、图3和图4所示，分别选取偏心轮20的偏心轴孔21调节甲板10的摇摆角度为±7°、±13°、±15°和±21°；通过搭扣锁41将弹簧网格盒40固定在甲板10上，将配制有150mg/L间二甲苯水溶液的锥形瓶置于弹簧网格盒40内的中心位置；连接电源，打开工作开关，通过数字显示调速器221调节调速电机22的转速为706r/min。每一个角度下开展3组实验，每组实验大约持续25小时。实验时间均是由实验现象和实验结果决定的，并不是实验设定值，当检测到水中危险化学品浓度稳定后即可停止实验。实验期间间隔性地停止评价设备，取下锥形瓶取出海绵材料，通过移液枪由锥形瓶内取出水样检测间二甲苯浓度，来监测改性纳米海绵的吸附效果。

本实施例的监测结果平均值如图8所示。

实施例4

本实施例模拟不同海浪周期，以评价改性纳米海绵在波浪条件下对水中间二甲苯的吸附性能。

参考图1、图3和图4所示，选取偏心轮20的偏心轴孔21调节甲板10的摇摆角度为±13°；通过搭扣锁41将弹簧网格盒40固定在甲板10上，将配制有150mg/L间二甲苯水溶液的锥形瓶置于弹簧网格盒40内的中心位置；连接电源，打开工作开关，通过数字显示调速器221调节调速电机22的转速分别为353r/min、706r/min、1059r/min和1412r/min。每一个转速下开展3组实验，每组实验大约持续25小时。实验时间均是由实验现象和实验结果决定的，并不是实验设定值，当检测到水中危险化学品浓度稳定后即可停止实验。实验期间间隔性地停止评价设备，取下锥形瓶取出海绵材料，通过移液枪由锥形瓶内取出水样检测间二甲苯浓度，来监测改性纳米海绵的吸附效果。

本实施例的监测结果平均值如图9所示。

实施例5

本实施例模拟不同浪高，以评价改性纳米海绵在波浪条件下对水面间二甲苯的快速回收性能。

参考图1、图3和图4所示，分别选取偏心轮20的偏心轴孔21调节甲板10的摇摆角度为±7°、±13°、±15°和±21°；通过搭扣锁41将弹簧网格盒40固定在甲板10上，将配制间二甲苯与水体积比为1:1的锥形瓶置于弹簧网格盒40内的中心位置；连接电源，打开工作开关，通过数字显示调速器221调节调速电机22的转速为706r/min。每一个角度下开展3组实验，每组实验约1分钟，以检测改性纳米海绵对于水面间二甲苯的快速吸附回收性能。

本实施例的检测结果平均值如图10所示。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。针对上述示例性实施方案所做的任何简单修改、等同变化与修饰，都应落入本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备，其特征在于，包括：

甲板，其为平板结构；

偏心轮，其设置在所述甲板下方并带动所述甲板摇摆，所述偏心轮设有多个偏心轴孔；

调速电机，其驱动所述偏心轮转动；以及

安装组件，其将待评价仪器联动地安装在所述甲板上。

2.根据权利要求1所述的海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备，其特征在于，所述安装组件为立杆，所述立杆可拆卸地垂直设置在所述甲板上。

3.根据权利要求2所述的海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备，其特征在于，所述甲板上设有多个安装位，所述立杆通过不同的安装位固定在所述甲板的不同位置。

4.根据权利要求1所述的海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备，其特征在于，所述安装组件为弹簧网格盒，所述弹簧网格盒可拆卸地设置在所述甲板上。

5.根据权利要求4所述的海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备，其特征在于，所述弹簧网格盒通过搭扣锁卡接在所述甲板上。

6.根据权利要求4所述的海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备，其特征在于，所述弹簧网格盒的两侧设有手柄，所述手柄能够带动所述弹簧网格盒和所述甲板摇摆。

7.根据权利要求4所述的海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备，其特征在于，所述弹簧网格盒的底面与所述甲板的顶面的尺寸相同；所述弹簧网格盒包括两层弹簧网。

8.根据权利要求1所述的海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备，其特征在于，所述甲板相对于水平面的摇摆角度范围为-30°～30°。

9.根据权利要求1所述的海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备，其特征在于，所述调速电机的转速为0～1412r/min。

10.根据权利要求1所述的海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备，其特征在于，所述待评价仪器为重力分离器、膜分离器、烧杯或锥形瓶。

11.根据权利要求1所述的海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备，其特征在于，所述甲板下部由不锈钢片和伸缩弹簧支撑。

12.一种利用如上述权利要求1～11中任意一项所述的海上化学品泄漏应急处置技术的性能评价设备的评价方法，其特征在于，该评价方法至少包括如下步骤：

将所述调速电机连接至所述偏心轮的一个所述偏心轴孔；

将所述待评价仪器通过所述安装组件联动地安装在所述甲板上；

设定所述调速电机的转速；以及

开启所述调速电机，监测所述待评价仪器从而得到评价结果。

13.根据权利要求12所述的评价方法，其特征在于，在开启所述调速电机的步骤前，还包括步骤：

在所述甲板处于水平静止的条件下，监测所述待评价仪器从而得到评价标准。

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