Технология деэмульсификации и коалесценции: принципы и применение для эффективного разделения нефти и воды.

В промышленной очистке сточных вод, нефтедобыче, машиностроении и смежных отраслях эмульгированное масло представляет собой частую и постоянную проблему. Это масла, диспергированные в воде в виде микроскопических капель (обычно 0,1–10 мкм в диаметре), образующих стабильную однородную смесь, которую трудно разделить. Это состояние «масло в воде» не только усложняет процессы очистки и увеличивает давление на соблюдение экологических норм, но и приводит к потере извлекаемых нефтяных ресурсов.

Так как же добиться эффективного и экономичного разделения эмульгированного масла? Ответ кроется в технологии деэмульсификации и коалесценции — она стала ключевым решением этой распространенной промышленной проблемы.

Понимание эмульгированных масел и проблем разделения

Эмульгированные масла обычно делятся на два типа: механическая эмульсификация и химическая эмульсификация.

Механическая эмульсификация: вызвана интенсивными физическими сдвиговыми силами в процессе, такими как перекачивание, перемешивание или взбалтывание.

Химическая эмульсификация: происходит при наличии поверхностно-активных веществ или эмульгирующих агентов, образуя стабильную межфазную пленку вокруг капель масла, которая предотвращает коалесценцию и разделение фаз.

Из-за чрезвычайно высокой стабильности эмульгированных масел традиционные методы, такие как отстаивание, центрифугирование и фильтрация, часто имеют ограниченную эффективность. В таких случаях для нарушения их равновесного состояния необходимо использовать химические или физические методы деэмульсификации.

Принцип технологии деэмульсификации и коалесценции

Технология деэмульсификации и коалесценции — это высокоэффективный метод разделения, сочетающий материаловедение и гидродинамику. Суть метода заключается в использовании волокнистых материалов со специфическими функциями для достижения разделения нефти и воды с помощью двухэтапной стратегии: «сначала деэмульсификация, затем коалесценция».

1. Этап деэмульсификации:

Используется композитная мембрана, состоящая из гидрофильных и олеофобных бифункциональных материалов. При прохождении эмульсии водная фаза притягивается к гидрофильной части, а масляная фаза удерживается. Исходная межфазная мембрана разрушается, и эмульсионное состояние нарушается.

2. Этап коалесценции:

Высвободившиеся мельчайшие капли масла затем взаимодействуют с гидрофильными и олеофобными волокнами в мембране. Они сталкиваются и сливаются на микроповерхностях этих волокон, постепенно коалесцируя в более крупные капли. Этот процесс называется «крупнозернистой коалесценцией». Когда капли масла становятся достаточно большими, они всплывают на поверхность за счет плавучести, тем самым обеспечивая разделение.

Типы мембран для разделения эмульгированных масел

В зависимости от характеристик эмульсии, таких как соотношение масла и воды и механизм эмульгирования, мембраны для разделения эмульгированных масел оптимизируются в две основные конфигурации:

Мембраны для разделения масла и воды (O/W): предназначены для сточных вод с низким содержанием масла (например, промышленные сточные воды, загрязненные нефтью ливневые воды).

Мембраны для разделения воды и масла (W/O): используются для загрязненных нефтью сточных вод с примесью воды (например, обезвоживание смазочных материалов, очистка топлива).

Хотя состав материала и архитектура пор могут различаться, оба типа мембран работают по одному и тому же основному принципу: синергетическое деэмульсификация с последующим эффективным слиянием.

Практическое применение: пример из практики

Сепаратор масла и воды ZJYS-XX нашей компании специально разработан для обработки механически эмульгированных масел. Благодаря многоступенчатой деэмульсификации и коалесцентным фильтрующим элементам он обеспечивает эффективное, непрерывное и автоматическое разделение масла и воды. Эта технология уже используется в морской, нефтехимической и машиностроительной отраслях, обеспечивая стабильную производительность и уменьшенную габаритную нагрузку.

Технологические преимущества и перспективы на будущее

Технология деэмульсификации и коалесценции предлагает ряд существенных преимуществ:

• Работа без использования химикатов, что способствует устойчивой и экологически безопасной обработке

• Низкое энергопотребление и эксплуатационные расходы

• Высокая эффективность разделения и производительность

• Адаптивность к различным условиям подачи и типам эмульсий

Благодаря разработке новых материалов (таких как графен и нановолокна) и интеллектуальных технологий управления, технология деэмульсификации и коалесценции станет еще более точной. В будущих системах может даже появиться функция распознавания эмульсий и самооптимизирующейся работы, что сделает деэмульсификацию и коалесценцию краеугольной технологией в передовых методах управления промышленными жидкостями.

Заключение

Обработка эмульгированных масел больше не является непреодолимым препятствием на пути к промышленной устойчивости. Благодаря оригинальному проектированию материалов и оптимизации структуры, технология деэмульсификации и коалесценции делает, казалось бы, невозможным «разделение масла и воды» простым и эффективным. Это нововведение является свидетельством сближения материаловедения и экологической инженерии, а также важной поддержкой для будущего развития «зеленой» промышленности.

Чтобы узнать, как эта технология может быть адаптирована к вашим конкретным задачам, пожалуйста, свяжитесь с нашей инженерной командой для технической консультации. Следите за обновлениями, чтобы узнать больше о технологиях промышленной защиты окружающей среды и разделения!