1、聚結(jié)除油器的機(jī)理

目前關(guān)于聚結(jié)除油的機(jī)理研究仍處于探討階段，聚結(jié)分離技術(shù)的應(yīng)用對象主要為氣 -液體系或液-液體系，無論在何種體系內(nèi)聚結(jié)均是使離散相介質(zhì)由小變大的過程。對于 油水聚結(jié)分離而言，按照聚結(jié)機(jī)理的不同可以將其分為濕潤聚結(jié)和碰撞聚結(jié)，如圖 1 所示。濕潤聚結(jié)理論是建立在材料聚結(jié)技術(shù)的基礎(chǔ)上，是發(fā)生在液體與固體表面的一種現(xiàn)象。對于水中除油而言濕潤聚結(jié)發(fā)生在親油疏水材料上，其分離機(jī)理為：

油水兩相 介質(zhì)流經(jīng)親油疏水材料時(shí)，水相通過材料而油滴則會(huì)附著在材料上，后續(xù)的油滴會(huì)與材 料上先吸附的油滴不斷發(fā)生碰撞聚結(jié)，致使材料表面吸附的油滴粒徑逐漸增大，當(dāng)粒徑增大到某一臨界值時(shí)，流體曳力作用大于材料對油滴的附著力致使油滴脫離材料表面，連續(xù)的濕潤吸附、碰撞、聚結(jié)、脫離使得連續(xù)相與離散相介質(zhì)分層，從而達(dá)到油水分離的目的。濕潤聚結(jié)過程中要求油滴與固體材料分子間的作用力大于油滴與油滴間的相互作用力，所以除油效果取決于聚結(jié)材料的表面性質(zhì)。碰撞聚結(jié)主要建立在材料聚結(jié)與水力聚結(jié)基礎(chǔ)上，是指在親水疏油材料孔道內(nèi)或連續(xù)相介質(zhì)帶動(dòng)下，兩油滴或多個(gè)油滴間由于存在運(yùn)動(dòng)速度差致使相互碰撞，當(dāng)流場內(nèi)致使油滴間發(fā)生聚結(jié)的合力大于油滴與連續(xù)相間的界面張力時(shí)兩油滴發(fā)生聚結(jié)。

圖1 潤濕聚結(jié)和碰撞聚結(jié)

2、聚結(jié)除油器分類

目前工業(yè)工藝中常用的聚結(jié)分離器根據(jù)分離元件的不同及流體在內(nèi)部流場的 不同，主要分為板式聚結(jié)分離器、填料式聚結(jié)分離器和濾芯式聚結(jié)分離器這三種。

（1）板式聚結(jié)分離器

板式聚結(jié)分離器是利用聚結(jié)板作為分離元件的一種聚結(jié)分離器，其使用了兩塊不同親疏水性的分離板。其主要原理為連續(xù)相水相和分散相油相在流動(dòng)過程中會(huì)由于重力作用，水相不斷下沉而油相緩慢上升，油相會(huì)接觸到上部聚結(jié)板的下表面，該表面一般具有親油疏水的特性，油相會(huì)在其表面不斷聚結(jié)，逐漸形成大油滴和油膜，最后在板表面移動(dòng)和脫落。同理，下部聚結(jié)板上表面一般有親水疏油性，保證了油滴不會(huì)在其表面吸附和聚結(jié)，阻止了油滴與水相在流動(dòng)過程中混合。板式聚結(jié)分離器利用了重力沉降的原理，對于分散相液滴較大的油水混合物有較高的分離效率，且排污能力較強(qiáng)，但在精細(xì)分離方面效率較低。

圖2 親油型波紋板

（2）填料式聚結(jié)分離器

填料式聚結(jié)分離器為在聚結(jié)器殼體內(nèi)部設(shè)置聚結(jié)床，在聚結(jié)床中進(jìn)行分離材料的充填，油水混合物通過聚結(jié)介質(zhì)后，其中分散相進(jìn)行聚結(jié)長大，在下游依靠重力作用進(jìn)行輕相和重相的分離過程。填料式聚結(jié)分離器按照聚結(jié)床中的填料方式可分為規(guī)整填料和散裝填料兩種方式，其中散裝填料包含了顆粒聚結(jié)床和纖維聚結(jié)床兩種。常用的規(guī)整填充材料有格柵填料、脈沖填料、波紋填料及泡沫填料，其中應(yīng)用最多的為泡沫填料。

圖3 填料式聚結(jié)分離器

（3）濾芯式聚結(jié)分離器

濾芯式聚結(jié)分離器為工業(yè)工藝中廣泛應(yīng)用的分離方法，相比于板式聚結(jié)和填料式聚結(jié)，其處理精度更高，處理量較大，液滴在濾芯內(nèi)部和濾芯表面都會(huì)發(fā)生聚結(jié)，因此聚結(jié)效率也更高。但由于其材料較為精細(xì)，因此需在使用過程中進(jìn)行多級過濾，目前工業(yè)實(shí)際中的聚結(jié)分離器一般分為兩級過濾，上游首先設(shè)置液固過濾裝置作為一級過濾，在液體進(jìn)入聚結(jié)分離器前除去其中較大的固體顆粒及雜質(zhì)，二級過濾裝置為主要功能部件，一般由聚結(jié)分離器殼體及其內(nèi)部聚結(jié)濾芯和分離濾芯組成，根據(jù)處理量的不同，濾芯個(gè)數(shù)也不同。

圖4 濾芯式聚結(jié)分離器

3、內(nèi)部填料選擇

油水聚結(jié)分離材料為聚結(jié)分離器的核心部件，一般聚結(jié)分離材料按材料來源分為天然材料和人工合成材料兩類，人工合成材料又包括人工合成有機(jī)材料和無機(jī)材料。天然材料一般為氧化鋁、石英砂、無煙煤、磁礦石等，這些材料獲取途徑廣泛、價(jià)格便宜，但作為聚結(jié)材料應(yīng)用于工業(yè)工藝中需進(jìn)行進(jìn)一步加工。人工合成材料有金屬纖維、活性炭、玻璃纖維、金屬不銹鋼、改性纖維材料等。人工材料多種多樣，可根據(jù)不同的加工工藝制備成不同形狀。不同的材料其相應(yīng)的物理化學(xué)特性，包括耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度及熔點(diǎn)等也不同，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用時(shí)的乳狀液及實(shí)際工況合理選用相應(yīng)材料。纖維材料具有較大比表面積、較大的孔隙率，因而被廣泛應(yīng)用于過濾分離領(lǐng)域，常用的有機(jī)纖維材料有聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚砜（PSP）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚丙烯腈（PAN） 和玻璃纖維等，其中具有親水性的玻璃纖維和親油性的聚丙烯纖維為工業(yè)中最常用的油水分離材料。

4、科力邇高效聚結(jié)除油器

科力邇高效聚結(jié)壓力除油裝置是我們在吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合Stokes原理與粗?；夹g(shù)，經(jīng)過優(yōu)化改進(jìn)而推出的專利產(chǎn)品。

該裝置采用創(chuàng)新的雙向流動(dòng)設(shè)計(jì)，并運(yùn)用CFD（計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）技術(shù)對內(nèi)部流場進(jìn)行優(yōu)化，確保流場布局合理，顯著提升分離效率，同時(shí)大幅度減小容器體積。通過高效聚結(jié)組件，增大油滴尺寸，縮短油滴停留時(shí)間，不僅實(shí)現(xiàn)了高效的油水分離，還使得設(shè)備結(jié)構(gòu)更為緊湊。此外，全自動(dòng)控制和封閉式壓力除油技術(shù)的應(yīng)用，確保了裝置運(yùn)行平穩(wěn)、安全可靠，且操作簡便，能夠適應(yīng)各種復(fù)雜工況。

產(chǎn)品特點(diǎn)概述：

• 全流場CFD優(yōu)化設(shè)計(jì)：利用CFD模擬技術(shù)，優(yōu)化分離器內(nèi)部流場，確保流態(tài)穩(wěn)定，避免短路流和循環(huán)流，合理設(shè)置油水分界面，實(shí)現(xiàn)快速油水分離，防止分離油混入水相。

• 特殊入口裝置設(shè)計(jì)：入口旋流分離，利用離心力快速分離分散油，加速大油滴聚結(jié)，減輕下游組件負(fù)擔(dān)。

• 動(dòng)能消減與流場均勻化，確保內(nèi)部流態(tài)快速穩(wěn)定。

• 旋流除沙功能，有效分離泥沙等雜質(zhì)，防止組件堵塞。

• 高效聚結(jié)組件：特殊設(shè)計(jì)的聚結(jié)內(nèi)件，提高除油效率。

• 沖沙系統(tǒng)：根據(jù)泥沙情況設(shè)計(jì)的沖沙系統(tǒng)，定期沖洗，防止堵塞，保持處理效果。

• 界面與液面自動(dòng)控制：通過高精度液液界位計(jì)或氣液液位計(jì)，實(shí)現(xiàn)對液液界位的精確控制，確保油出口含水率低。

技術(shù)優(yōu)勢：

• 雙向流動(dòng)設(shè)計(jì)與CFD優(yōu)化，使設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積僅為傳統(tǒng)的50%。

• 高效聚結(jié)組件，能夠處理更小的粒徑，停留時(shí)間僅為傳統(tǒng)分離器的30%，除油效率高達(dá)90%以上。

• 內(nèi)件采用不銹鋼或強(qiáng)化PP材料，強(qiáng)度高，耐用性好。

• 特殊結(jié)構(gòu)與填料設(shè)計(jì)，有效防止沙粒聚集和堵塞。

• 全封閉式自動(dòng)運(yùn)行，確保運(yùn)行平穩(wěn)、安全可靠。

應(yīng)用領(lǐng)域：

?石油、煉化含油污水處理

?陸地油田或海上油井生產(chǎn)水處理

?電廠各類含油廢水處理

?油庫含油廢水處理（儲(chǔ)油罐切出水等）

?其它含油廢水處理（鋼廠冷卻水、清洗廢水等）

應(yīng)用案例：