[实用新型]一种用于油水分离的聚结纤维材料

说明书

本实用新型涉及一种用于油水分离的聚结纤维材料，所述聚结纤维材料于纤维丝长度方向上间隔形成多个呈周期性均匀分布的变径结构，所述变径结构的中间位置的直径最大，向两侧直径逐渐减小。所述变径结构为纺锤体结构。由于周期性变径结构的存在使得吸附于表面的水分在表面张力的作用下能够迅速实现汇集。利用本实用新型提供的聚结纤维材料编织的过滤材料可在油水混合物中捕获微小水滴并且实现快速汇集使水分能够快速形成较大液滴实现破乳，其结构以及制备方法简单、分离效率高，在油水分离等方面具有广泛的应用前景。

技术领域

本实用新型涉及一种利用界面力学性能提高材料捕水聚集性能的用于油水分离的聚结纤维材料，其通过基底纤维材料的表面结构优化，实现利用油水界面力来促进液滴的聚集，可实现高速、经济可靠的乳化液破乳。可用于处理石油化工领域、机械加工、餐厨垃圾治理等行业的油水分离问题，属于机械工程、表面工程、材料科学与环境工程技术领域。

背景技术

油品中水含量过高会影响相关设备及生产的正常运转。油品很重含水量高在低压、低温条件下容易发生水分析出凝结，造成管路堵塞极易引起事故，航煤对含水量要求严格主要是基于此原因。润滑油中含水量高会造成油膜破损，不能实现良好的润滑加速设备磨损。成品柴油中含水量高会造成柴油通透性品相差等问题，简单可靠的解决柴油带水问题，可保证柴油品质，降低成品柴油的存储时间，同时降低柴油生产成本，具有良好的经济效益。目前国内柴油产量超过1亿吨/年，按0.5％的柴油含水采用本技术进行脱水计算，每年可减少效益流失500万元以上。油水的物理形态可分为：游离状态、分散状态(粒径在10～100μm之间)乳化状态和溶解状态。不同类型的含油污水处理方式不同，其中乳化状态微液滴尺寸在几个到几十微米处理难度最大，而目前成品柴油、柴油加氢精制焦化柴油以及精制柴油中所含有的微量水均处于乳化状态，分离难度较大。根据油类与水的物理及化学性质存在的差异，人们提出了各种油水分离技术。

由于油、气、水的相对密度不同,组分一定的油水混合物在一定的压力和温度下,当系统处于平衡时就会形成一定比例的油、气、水相。重力式沉降分离设备即根据这一基本原理进行设计。重力法以重力作为油水分离的驱动力，驱动力收到很大限制，因此人们也开发了旋流等方法提高油水分离的驱动力。使高速旋转的油水混合液产生不同的离心力,从而使油与水分开。由于离心设备可以达到非常高的转速,产生高达几百倍重力加速度的离心力,因此离心设备可以较为彻底地将油水分离开,并且只需很短的停留时间和较小的设备体积。由于离心设备有运动部件,日常维护较难,因此只应用于试验室的分析设备和需要减小占地面积的场所。电蒸发在油田和炼油厂得到广泛应用,其原理是乳状液置于高压的交流或直流电场中,由于电场对水滴的作用,削弱了乳状液的界面膜强度,促进水滴的碰撞、合并,最终聚结成粒径较大的水滴,从原油中分离出来。由于用电蒸发处理含水量较高的原油乳状液时,会产生电击穿而无法建立极间必要的电场强度,所以,电脱法不能独立使用,只能作为其它处理方法的后序工艺。吸附除油法是利用亲油不亲水的材料特性，通过这些材料不断与含油污的脱脂液接触，捕捉吸附槽液中的油污。化学破乳法师指向油水混合物中添加破乳剂或凝絮剂，使油类物质发生聚集。添加剂可使油类物质发生凝胶而沉淀或使水发生电解产生气泡以黏附油液上浮实现分离。生物降解利用特殊微生物来降解油水混合物中油类物质。膜分离又称为多孔介质分离法，是基于小于油滴尺寸的微孔薄膜使油粒从连续的水流中分离出来的一种物理分离方式。拦截形式即所谓的筛分。此外，油水分离的方式还有如电磁吸附等方式，总体上讲油水分离技术主要有物理分离、化学分离及生物分离三种方式。其中化学分离及生物分离均需添加大量试剂会造成二次污染，并且一般成本较高不宜广泛使用。

目前已有的油水分离方法由于各自存在的不足之处导致实际使用上具有局限性，因此急需一种具有普遍应用性、简单高效的油水分离方法。

实用新型内容