一种用于油包水型乳化液的快速破乳脱水方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属油水分离材料及油液净化领域，其技术内容涉及一种使用高效能油水分离纳米材料进行油液破乳和脱水的方法，特别是通过高效能油水分离材料的配合使用，能够克服现行破乳脱水方法存在的问题。
【背景技术】
[0002]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很好的分离，是油液净化领域普遍采用的技术手段和方法。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/0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，导致传统的油水分离手段难以使油水分离过程顺利进行。因此，长期以来，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之一。
[0003]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。
[0004]对于乳状油液脱水问题，目前公知的技术方法是将破乳过程和脱水过程采用不同的技术方法分别进行，这也不同程度造成工业化破乳脱水过程工艺单元增加，处理效率低、生产成本高等问题。新型高效能油水分离纳米材料的出现使得进行单一处理来实现乳状油液破乳脱水成为可能，通过合理的技术手段，不仅能使乳状油液得以脱水净化，还能避免化学破乳剂的大量使用，从而减少污染排放，同时减少处理过程工艺单元和处理成本。然而到目前为止，高效能油水分离材料在破乳脱水领域的实际应用仍然很少，特别是仅通过油水分离材料进行破乳脱水的尝试还几乎没有，其原因在于缺乏一种综合性的解决方法使高效能油水分离材料能同时解决乳状油液的破乳和脱水的问题。为了使高效能油水分离材料能应用于解决乳状油液的破乳脱水问题，本发明针对以往乳状油液脱水技术存在的缺陷，独创性地将两种高效能油水分离材料进行组合，构建了一种全新的乳状油液破乳脱水解决方法，使乳状油液的破乳脱水通过单一处理过程即可完成，并力图大幅提高乳状油液的破乳脱水效率，以求解决传统油水分离方法无法解决的乳状油液脱水困难、处理过程复杂、处理效率低、处理成本高、破乳剂适应性差及排放污染大等问题，从而使新型高效能油水分离材料能够实际应用于乳状油液的破乳脱水净化。
【发明内容】
[0005]为了克服油水分离领域现有破乳脱水技术存在的不足和问题，本发明提供了一种用于油包水型乳化液快速破乳脱水的方法。该方法具有处理过程单一、运行高效、适应性强、二次污染小等特点，十分适用于作为油包水型乳化液破乳脱水解决方案，该技术解决方案一旦实施，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。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:(1)油包水型乳化液破乳脱水系统由超亲油/超疏水海绵破乳器、超亲水/超疏油分离板、破乳挤压装置构成，三部分结合为一个整体的处理装置，乳化油液一次性通过装置后，即可实现破乳脱水。(2)由于超亲油/超疏水海绵对油有很强的亲和力，对水有很强的排斥力，因此当油包水型乳液中的分散相液滴接触到材料表面时，乳化液滴的界面油膜会很快在材料表面铺展和浸润，油膜因此破裂，包裹在其中的水会排出，并被材料的超疏水特性所排斥，油水得以分离。(3)由于超亲水/超疏油棉纤维板对水有很强的亲和力，而对油有很强的排斥力，因此当经超亲油/超疏水海绵处理后油水混合物接触到材料表面时，水会很快在其表面铺展和浸润，而油则被排斥，从而实现油水分离。(4)设置挤压装置，对吸油海绵进行挤压，以使吸油海绵脱油，恢复材料的处理性能，并加快处理速度，挤压还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]本发明具有的主要技术特点是:(1)与现行的破乳脱水技术相比，破乳脱水系统为一整体，破乳和脱水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低。(2)将高效能油水分离材料进行科学组合，能充分利用材料对油和水的特殊界面特性来达到快速破乳和脱水的目的，破乳脱水效果显著，效率高。(3)本发明提供的破乳脱水技术不使用破乳剂、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，能够用于处理各种油包水型乳化液。(4)采用本方法构建的破乳脱水装置仅油液输送和海绵挤压系统需要消耗能量，因此整体能耗较离心、真空等方法低。(5)超亲油/超疏水和超亲水/超疏油纤维板造价低廉，并可多次重复使用。
【具体实施方式】
[0008]1、将三聚氰胺海绵浸渍于十八烷基三氯硅烷中进行表面处理，可得到超亲油/超疏水海绵，该海绵材料与油的接触角接近0°，与水的接触角为151°，将制得的海绵放入圆形金属圆筒中，圆筒下端用金属网架作为支撑，海绵设置于金属网架上，海绵上端设置往复式挤压板。
[0009]2、将聚丙烯酸凝胶涂层于棉纤维板表面制得超亲水/超疏油棉纤维板，将制得的多块纤维板按45°倾斜固定于适宜高度的金属圆筒中作为一层，并按左右交替倾斜布置的方式将多层金属圆筒进行重叠，其目的是尽可能增加材料与油水混合物的接触面积，重叠设置的棉纤维板圆筒设置于海绵破乳器下方，与海绵破乳器相连。
[0010]3、乳化液通过管路送入设置于海绵破乳器上方的分布盘，通过分布盘，乳化液均匀地流入海绵破乳器中，乳化液经海绵破乳器处理后，从海绵破乳器下方流出并进入到由棉纤维板构成的油水分离器中。
[0011]4、挤压板位于分布盘下方，由往复式机械连杆推动，每间隔一定时间，输送栗停止输送，推动装置启动，推动挤压板挤压海绵脱油。
[0012]5、经海绵破乳器处理后的油水混合物流入油水分离器中，在棉纤维板的油水分离作用下，分离为水和油。
【主权项】
1.本发明涉及一种用于油包水型乳化液快速破乳脱水的技术方法，该方法的主要技术特征包括以下内容: (1)将三聚氰胺海绵浸渍于十八烷基三氯硅烷中进行表面处理，可得到超亲油/超疏水海绵，该海绵材料与油的接触角接近0°，与水的接触角为151°，将制得的海绵放入圆形金属圆筒中，圆筒下端用金属网架作为支撑，海绵设置于金属网架上，海绵上端设置往复式挤压板； (2)将聚丙烯酸凝胶涂层于棉纤维板表面制得超亲水/超疏油棉纤维板，将制得的多块纤维板按45°倾斜固定于适宜高度的金属圆筒中作为一层，并按左右交替倾斜布置的方式将多层金属圆筒进行重叠，其目的是尽可能增加材料与油水混合物的接触面积，重叠设置的棉纤维板圆筒设置于海绵破乳器下方，与海绵破乳器相连； (3)乳化液通过管路送入设置于海绵破乳器上方的分布盘，通过分布盘，乳化液均匀地流入海绵破乳器中，乳化液经海绵破乳器处理后，从海绵破乳器下方流出并进入到由棉纤维板构成的油水分离器中； (4)挤压板位于分布盘下方，由往复式机械连杆推动，每间隔一定时间，输送栗停止输送，推动装置启动，推动挤压板挤压海绵脱油； (5)经海绵破乳器处理后的油水混合物流入油水分离器中，在棉纤维板的油水分离作用下，分离为水和油。
【专利摘要】本发明公布了一种可用于油包水型乳化液快速破乳脱水的技术方法。该方法通过充分利用高效能油水分离材料对油和水的特殊界面特性，来达到快速破乳和脱水的目的，可用于对油包水型乳状液进行破乳脱水。由于相较于其它破乳脱水技术而言，处理过程单一，且无须使用吸附剂和破乳剂，因此具有二次污染小、处理成本低、处理效率高、适应性强、处理设备维护简单等特点，能够减少或消除现行破乳脱水技术在实际应用过程中的存在的问题，解决油水分离领域中乳化油液脱水的难题，具有较好的商业应用前景。
【IPC分类】B01D17/05, B01D17/022, B01D17/02
【公开号】CN105327527
【申请号】CN201510682299
【发明人】吴云, 张贤明
【申请人】重庆工商大学, 重庆工商大学科技开发总公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年10月21日