一種用于油包水型乳化液的快速破乳脫水方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬油水分離材料及油液凈化領(lǐng)域，其技術(shù)內(nèi)容涉及一種使用高效能油水分離納米材料進(jìn)行油液破乳和脫水的方法，特別是通過高效能油水分離材料的配合使用，能夠克服現(xiàn)行破乳脫水方法存在的問題。
【背景技術(shù)】
[0002]油水分離一直是油液凈化領(lǐng)域中一項(xiàng)重要內(nèi)容，以往采用的沉降、吸附、離心、真空分離、旋流分離等油水分離技術(shù)能夠?qū)τ鸵褐写嬖诘姆侨闋钏M(jìn)行很好的分離，是油液凈化領(lǐng)域普遍采用的技術(shù)手段和方法。然而，很多情況下，油液中的水不以游離形式存在，而是在瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、有機(jī)酸皂等界面活性物質(zhì)的作用下形成穩(wěn)定的W/0型乳狀液滴，由于水滴周圍界面膜的存在，水的界面轉(zhuǎn)移行為嚴(yán)重受阻，導(dǎo)致傳統(tǒng)的油水分離手段難以使油水分離過程順利進(jìn)行。因此，長期以來，破乳脫水一直是油水分離領(lǐng)域需要解決的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題之一。
[0003]現(xiàn)有研究認(rèn)為，乳狀液的破壞需經(jīng)歷分層、絮凝、膜排水、聚結(jié)等過程。由于化學(xué)破乳物質(zhì)能快速吸附或部分置換組成油水界面膜的天然界面活性物質(zhì)，形成比原有界面膜強(qiáng)度更低的混合膜，導(dǎo)致界面膜破壞，釋放膜內(nèi)包覆的水，完成破乳過程，因此仍是目前破乳效果最好和應(yīng)用最多的破乳方法。然而，目前公知的事實(shí)是，化學(xué)破乳劑在使用過程中難以回收和循環(huán)利用，通常隨污水向環(huán)境排放，這不僅造成破乳成本居高不下，還帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。
[0004]對于乳狀油液脫水問題，目前公知的技術(shù)方法是將破乳過程和脫水過程采用不同的技術(shù)方法分別進(jìn)行，這也不同程度造成工業(yè)化破乳脫水過程工藝單元增加，處理效率低、生產(chǎn)成本高等問題。新型高效能油水分離納米材料的出現(xiàn)使得進(jìn)行單一處理來實(shí)現(xiàn)乳狀油液破乳脫水成為可能，通過合理的技術(shù)手段，不僅能使乳狀油液得以脫水凈化，還能避免化學(xué)破乳劑的大量使用，從而減少污染排放，同時減少處理過程工藝單元和處理成本。然而到目前為止，高效能油水分離材料在破乳脫水領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用仍然很少，特別是僅通過油水分離材料進(jìn)行破乳脫水的嘗試還幾乎沒有，其原因在于缺乏一種綜合性的解決方法使高效能油水分離材料能同時解決乳狀油液的破乳和脫水的問題。為了使高效能油水分離材料能應(yīng)用于解決乳狀油液的破乳脫水問題，本發(fā)明針對以往乳狀油液脫水技術(shù)存在的缺陷，獨(dú)創(chuàng)性地將兩種高效能油水分離材料進(jìn)行組合，構(gòu)建了一種全新的乳狀油液破乳脫水解決方法，使乳狀油液的破乳脫水通過單一處理過程即可完成，并力圖大幅提高乳狀油液的破乳脫水效率，以求解決傳統(tǒng)油水分離方法無法解決的乳狀油液脫水困難、處理過程復(fù)雜、處理效率低、處理成本高、破乳劑適應(yīng)性差及排放污染大等問題，從而使新型高效能油水分離材料能夠?qū)嶋H應(yīng)用于乳狀油液的破乳脫水凈化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服油水分離領(lǐng)域現(xiàn)有破乳脫水技術(shù)存在的不足和問題，本發(fā)明提供了一種用于油包水型乳化液快速破乳脫水的方法。該方法具有處理過程單一、運(yùn)行高效、適應(yīng)性強(qiáng)、二次污染小等特點(diǎn)，十分適用于作為油包水型乳化液破乳脫水解決方案，該技術(shù)解決方案一旦實(shí)施，將有可能解決以往破乳脫水技術(shù)存在的問題，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:(1)油包水型乳化液破乳脫水系統(tǒng)由超親油/超疏水海綿破乳器、超親水/超疏油分離板、破乳擠壓裝置構(gòu)成，三部分結(jié)合為一個整體的處理裝置，乳化油液一次性通過裝置后，即可實(shí)現(xiàn)破乳脫水。(2)由于超親油/超疏水海綿對油有很強(qiáng)的親和力，對水有很強(qiáng)的排斥力，因此當(dāng)油包水型乳液中的分散相液滴接觸到材料表面時，乳化液滴的界面油膜會很快在材料表面鋪展和浸潤，油膜因此破裂，包裹在其中的水會排出，并被材料的超疏水特性所排斥，油水得以分離。(3)由于超親水/超疏油棉纖維板對水有很強(qiáng)的親和力，而對油有很強(qiáng)的排斥力，因此當(dāng)經(jīng)超親油/超疏水海綿處理后油水混合物接觸到材料表面時，水會很快在其表面鋪展和浸潤，而油則被排斥，從而實(shí)現(xiàn)油水分離。(4)設(shè)置擠壓裝置，對吸油海綿進(jìn)行擠壓，以使吸油海綿脫油，恢復(fù)材料的處理性能，并加快處理速度，擠壓還能在一定程度上起到促使分散相液滴界面膜破裂效果O
[0007]本發(fā)明具有的主要技術(shù)特點(diǎn)是:(1)與現(xiàn)行的破乳脫水技術(shù)相比，破乳脫水系統(tǒng)為一整體，破乳和脫水過程可在短時間內(nèi)一次性完成，處理單元少，設(shè)備投資和處理成本均較以往的處理方法低。(2)將高效能油水分離材料進(jìn)行科學(xué)組合，能充分利用材料對油和水的特殊界面特性來達(dá)到快速破乳和脫水的目的，破乳脫水效果顯著，效率高。(3)本發(fā)明提供的破乳脫水技術(shù)不使用破乳劑、吸附劑等產(chǎn)生環(huán)境污染和增加處理成本的原料，整個處理過程清潔環(huán)保，且適應(yīng)性強(qiáng)，能夠用于處理各種油包水型乳化液。(4)采用本方法構(gòu)建的破乳脫水裝置僅油液輸送和海綿擠壓系統(tǒng)需要消耗能量，因此整體能耗較離心、真空等方法低。(5)超親油/超疏水和超親水/超疏油纖維板造價低廉，并可多次重復(fù)使用。
【具體實(shí)施方式】
[0008]1、將三聚氰胺海綿浸漬于十八烷基三氯硅烷中進(jìn)行表面處理，可得到超親油/超疏水海綿，該海綿材料與油的接觸角接近0°，與水的接觸角為151°，將制得的海綿放入圓形金屬圓筒中，圓筒下端用金屬網(wǎng)架作為支撐，海綿設(shè)置于金屬網(wǎng)架上，海綿上端設(shè)置往復(fù)式擠壓板。
[0009]2、將聚丙烯酸凝膠涂層于棉纖維板表面制得超親水/超疏油棉纖維板，將制得的多塊纖維板按45°傾斜固定于適宜高度的金屬圓筒中作為一層，并按左右交替傾斜布置的方式將多層金屬圓筒進(jìn)行重疊，其目的是盡可能增加材料與油水混合物的接觸面積，重疊設(shè)置的棉纖維板圓筒設(shè)置于海綿破乳器下方，與海綿破乳器相連。
[0010]3、乳化液通過管路送入設(shè)置于海綿破乳器上方的分布盤，通過分布盤，乳化液均勻地流入海綿破乳器中，乳化液經(jīng)海綿破乳器處理后，從海綿破乳器下方流出并進(jìn)入到由棉纖維板構(gòu)成的油水分離器中。
[0011]4、擠壓板位于分布盤下方，由往復(fù)式機(jī)械連桿推動，每間隔一定時間，輸送栗停止輸送，推動裝置啟動，推動擠壓板擠壓海綿脫油。
[0012]5、經(jīng)海綿破乳器處理后的油水混合物流入油水分離器中，在棉纖維板的油水分離作用下，分離為水和油。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.本發(fā)明涉及一種用于油包水型乳化液快速破乳脫水的技術(shù)方法，該方法的主要技術(shù)特征包括以下內(nèi)容: (1)將三聚氰胺海綿浸漬于十八烷基三氯硅烷中進(jìn)行表面處理，可得到超親油/超疏水海綿，該海綿材料與油的接觸角接近0°，與水的接觸角為151°，將制得的海綿放入圓形金屬圓筒中，圓筒下端用金屬網(wǎng)架作為支撐，海綿設(shè)置于金屬網(wǎng)架上，海綿上端設(shè)置往復(fù)式擠壓板； (2)將聚丙烯酸凝膠涂層于棉纖維板表面制得超親水/超疏油棉纖維板，將制得的多塊纖維板按45°傾斜固定于適宜高度的金屬圓筒中作為一層，并按左右交替傾斜布置的方式將多層金屬圓筒進(jìn)行重疊，其目的是盡可能增加材料與油水混合物的接觸面積，重疊設(shè)置的棉纖維板圓筒設(shè)置于海綿破乳器下方，與海綿破乳器相連； (3)乳化液通過管路送入設(shè)置于海綿破乳器上方的分布盤，通過分布盤，乳化液均勻地流入海綿破乳器中，乳化液經(jīng)海綿破乳器處理后，從海綿破乳器下方流出并進(jìn)入到由棉纖維板構(gòu)成的油水分離器中； (4)擠壓板位于分布盤下方，由往復(fù)式機(jī)械連桿推動，每間隔一定時間，輸送栗停止輸送，推動裝置啟動，推動擠壓板擠壓海綿脫油； (5)經(jīng)海綿破乳器處理后的油水混合物流入油水分離器中，在棉纖維板的油水分離作用下，分離為水和油。
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種可用于油包水型乳化液快速破乳脫水的技術(shù)方法。該方法通過充分利用高效能油水分離材料對油和水的特殊界面特性，來達(dá)到快速破乳和脫水的目的，可用于對油包水型乳狀液進(jìn)行破乳脫水。由于相較于其它破乳脫水技術(shù)而言，處理過程單一，且無須使用吸附劑和破乳劑，因此具有二次污染小、處理成本低、處理效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、處理設(shè)備維護(hù)簡單等特點(diǎn)，能夠減少或消除現(xiàn)行破乳脫水技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中的存在的問題，解決油水分離領(lǐng)域中乳化油液脫水的難題，具有較好的商業(yè)應(yīng)用前景。
【IPC分類】B01D17/05, B01D17/022, B01D17/02
【公開號】CN105327527
【申請?zhí)枴緾N201510682299
【發(fā)明人】吳云, 張賢明
【申請人】重慶工商大學(xué), 重慶工商大學(xué)科技開發(fā)總公司
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年10月21日