基于不锈钢丝网改性的油水分离装置设计与实验研究

发布时间：2021-05-27 09:55

　　海上石油在开采和运输过程中难免发生泄漏,油膜大面积铺展,对海洋生态环境产生严重影响。目前的处理方法存在着回收不完全、含水量高、二次污染等诸多缺点。具有超疏水-超亲油表面的丝网在油水分离方面表现出良好性能,其原理是根据油与水在丝网表面浸润性的极端差异,油可以迅速渗透,而水则不可以铺展,最终达到油水分离。基于此,为回收海上浮油,本文设计了一套新型油水分离装置。该系统主体采用倒圆台形状,分油部位采用具有超疏水-超亲油性的不锈钢丝网。设计完成后,搭建油水分离实验平台,对油水分离装置在静止水面和波动水面的分油情况展开实验研究。本文通过采用硫酸铜溶液增加丝网表面粗糙度,而后用硬脂酸进行低表面能修饰,成功制备出超疏水-超亲油表面,水滴在改性后丝网上的静态接触角为156.4°,滚动角为4.96°。在油水分离过程中,丝网可以重复使用多次,耐静态水压和动态水压方面也有良好的表现。油在表面张力和重力的共同作用下流进装置储油腔中,而水被丝网挡在装置外面,经过检测,回收的油中不含有水分。仿照船体的稳定性校核原理,本文对设计的油水分离装置进行校核计算,证明该装置可以很好的自浮于水面,倾斜0°-15°时仍然会通过自... 

【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：53 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究目的
    1.2 油水分离现状
        1.2.1 物理法
        1.2.2 化学法
        1.2.3 生物法
    1.3 特殊浸润性表面制备现状
        1.3.1 “oil-removing”型材料
        1.3.2 “water-removing”型
    1.4 本文研究内容及意义
第2章 丝网的改性与表征
    2.1 引言
    2.2 丝网改性
        2.2.1 实验所用材料及试剂
        2.2.2 丝网改性
    2.3 改性丝网材料和结构表征
        2.3.1 EDS和XRD表征分析
        2.3.2 SEM图片分析
    2.4 丝网改性性能表征
        2.4.1 超疏水表征
        2.4.2 超亲油性表征
    2.5 稳定性测试
        2.5.1 承受水柱高度
        2.5.2 动压/液滴弹跳
    2.6 本章小结
第3章 浮井设计与实验系统搭建
    3.1 引言
    3.2 浮井主体设计
    3.3 浮井稳定性校核
    3.4 实验系统
        3.4.1 模拟海面
        3.4.2 模拟波浪
    3.5 本章小结
第4章 分油性能与机理解释
    4.1 引言
    4.2 油水分离实验
        4.2.1 油水分离实验工况
        4.2.2 油膜运动示踪
        4.2.3 分油品质
    4.3 分油数据分析
    4.4 静止水面“水环”现象解释
    4.5 波动水面破坏“水环”
    4.6 浮井振荡
    4.7 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]盐析-冰冻法预处理高浓度酚醛树脂废水[J]. 秦微,谢陈鑫,王震,钱光磊,李肖琳,赵慧.  环境工程学报. 2016(12)
[2]液滴撞击丝网渗漏影响因素及临界准则[J]. 何孝天,谢剑,程愉,刘琪,徐进良.  化工学报. 2016(12)
[3]新型絮凝剂处理大庆油田含聚污水的应用研究[J]. 王俊巍.  石油化工应用. 2016(06)
[4]稠油采出含聚污水微生物处理研究[J]. 栾海波.  油气田环境保护. 2013(01)
[5]微生物技术在原油预处理中的应用研究[J]. 于娟,周华,郭淑莲.  现代化工. 2009(S1)
[6]气浮技术处理聚合物驱含油污水研究[J]. 唐善法,刘芬.  石油天然气学报(江汉石油学院学报). 2006(04)
[7]从自然到仿生的超疏水纳米界面材料[J]. 江雷.  现代科学仪器. 2003(03)
[8]水力旋流分离器在含聚合物污水处理中的试验研究[J]. 王军,李太平,胡纪军.  过滤与分离. 2002(01)

硕士论文
[1]超疏水超亲油滤网的制备与应用研究[D]. 卜祥玮.大连理工大学 2013
[2]破乳—氧化—吸附法处理高浓度乳化含油废水的研究[D]. 李菊萍.江苏大学 2009



本文编号：3207362