[發明專利]基于纖維異質結的雙乳液滴內循環流動的破乳方法和裝置

有效

• 申請號: 202010980148.1
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112062216B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 盧浩;武世漢;楊強;劉懿謙;潘志程;代品一;李裕東;孟敏
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C02F1/40
• 分類號: C02F1/40;C10G33/06
• 代理公司: 上海華工專利事務所(普通合伙) 31104
• 代理人: 繆利明

本發明提供了一種基于纖維異質結的雙乳液滴內循環流動的破乳方法，所述破乳方法包括：使含有雙乳液滴的乳液以一定的速度通過親水/親油組合纖維流動，基于親油疏水纖維和親水疏油纖維對油水兩相的極性力差異捕獲雙乳液滴，同時在乳液流動形成的剪切流場的驅動下，被纖維捕獲的液滴沿著所在纖維順流遷移并發生內循環流動，當液滴遷移至纖維異質結處時，雙乳液滴實現破乳分離。本發明同時提供了一種應用所述破乳方法的破乳裝置。所述破乳方法和裝置分離過程簡單、時間短、處理量大、工作高效穩定、能耗低、破乳分離深度高，可廣泛應用于油氣開采、石油化工、煤化工等行業的油水分離過程。

技術領域

本發明屬于油水破乳分離技術，具體地，涉及基于纖維異質結的雙乳液滴內循環流動的破乳方法和裝置。

背景技術

在石油開采、石油化工、煤化工等行業生產中，經常會產生大量高度乳化的含油污水，其中包含的雙乳液滴是目前污水處理中的難點。針對此類污水，當前普遍采用的方法有化學法和物理法等，其中投加化學藥劑的破乳方法，成本高、產生油泥會造成二次污染，且隨水質變化，藥劑更換頻繁、普適性差。而物理法破乳具有普適性強、污油回收性好、無二次污染的優點，但是，目前的物理破乳技術主要是通過施加電、超聲、微波、熱、離心等外能量場進行破乳，裝置復雜、能耗高，難以大規模應用。因此，開發結構簡單、能耗低的機械式物理破乳方法和裝置，對含油污水的處理與資源化利用具有重要意義。

CN103952853A公開了一種適用于油水分離的X型纖維編織方法，該方法將親水疏油纖維與親油疏水纖維采用X型編織方式，通過調節親水疏油纖維與親油疏水纖維的編織角度，進而滿足對不同油水分離過程的要求。CN103952852A公開了一種適用于油水深度分離的Ω型纖維編織方法，該方法將親水疏油纖維與親油疏水纖維采用Ω型編織方式，通過調節親水疏油纖維與親油疏水纖維的組合方式，進而滿足對不同油水深度分離過程的要求，但這兩種方法僅針對油包水液滴或水包油液滴的破乳分離。CN201978540U公開了一種采用纖維破乳的前級油水分離器，利用纖維快速物理破乳和重力分離原理，對油中的水分進行分離處理，但存在分離深度低、后續處理難的缺點。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種基于親油疏水纖維和親水疏油纖維對油水兩相的極性力差異，并結合雙乳液滴的內循環流動的破乳方法和裝置，以達到對雙乳液滴高效深度的破乳分離的目的。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于纖維異質結的雙乳液滴內循環流動的破乳方法，所述破乳方法包括：

使含有雙乳液滴的乳液以一定的速度通過親水/親油組合纖維流動，所述親水/親油組合纖維中的親油疏水纖維和親水疏油纖維基于對油水兩相的極性力差異捕獲雙乳液滴，同時，在乳液流動形成的剪切流場的驅動下，被纖維捕獲的液滴沿著所在纖維順流遷移并發生內循環流動，當液滴遷移至纖維異質結處時，在液滴內循環流動的驅動下，雙乳液滴內包含的水相、油相分別被親水疏油纖維和親油疏水纖維捕獲并沿其附著的纖維遷移，從而實現液滴的破乳分離。

根據本發明的優選實施例，所述親水/親油組合纖維由單層纖維堆疊而成，所述親水/親油組合纖維的單層纖維中，親水疏油纖維與親油疏水纖維的數量比為1:1～1:3。

根據本發明的優選實施例，所述親水/親油組合纖維中相鄰親水疏油纖維的間距為相鄰親油疏水纖維間距的2～5倍。

根據本發明的優選實施例，所述親水/親油組合纖維根據所處理的乳液內雙乳液滴中分散相包裹連續相的液滴的粒徑分布，分為三段親水/親油組合纖維：

第一段親水/親油組合纖維處理分散相包裹連續相的液滴在10～20μm粒徑分布范圍內的乳液；第二段親水/親油組合纖維處理分散相包裹連續相的液滴在6～10μm粒徑分布范圍內的乳液；第三段親水/親油組合纖維處理分散相包裹連續相的液滴在0.1～6μm粒徑分布范圍內的乳液。