聚结除油技术：从机理到应用的全面解析-九游会真人

1、聚结除油器的机理

目前关于聚结除油的机理研究仍处于探讨阶段，聚结分离技术的应用对象主要为气 -液体系或液-液体系，无论在何种体系内聚结均是使离散相介质由小变大的过程。对于 油水聚结分离而言，按照聚结机理的不同可以将其分为湿润聚结和碰撞聚结，如图 1 所示。湿润聚结理论是建立在材料聚结技术的基础上，是发生在液体与固体表面的一种现象。对于水中除油而言湿润聚结发生在亲油疏水材料上，其分离机理为：

油水两相 介质流经亲油疏水材料时，水相通过材料而油滴则会附着在材料上，后续的油滴会与材 料上先吸附的油滴不断发生碰撞聚结，致使材料表面吸附的油滴粒径逐渐增大，当粒径增大到某一临界值时，流体曳力作用大于材料对油滴的附着力致使油滴脱离材料表面，连续的湿润吸附、碰撞、聚结、脱离使得连续相与离散相介质分层，从而达到油水分离的目的。湿润聚结过程中要求油滴与固体材料分子间的作用力大于油滴与油滴间的相互作用力，所以除油效果取决于聚结材料的表面性质。碰撞聚结主要建立在材料聚结与水力聚结基础上，是指在亲水疏油材料孔道内或连续相介质带动下，两油滴或多个油滴间由于存在运动速度差致使相互碰撞，当流场内致使油滴间发生聚结的合力大于油滴与连续相间的界面张力时两油滴发生聚结。

图1 润湿聚结和碰撞聚结

2、聚结除油器分类

目前工业工艺中常用的聚结分离器根据分离元件的不同及流体在内部流场的 不同，主要分为板式聚结分离器、填料式聚结分离器和滤芯式聚结分离器这三种。

（1）板式聚结分离器

板式聚结分离器是利用聚结板作为分离元件的一种聚结分离器，其使用了两块不同亲疏水性的分离板。其主要原理为连续相水相和分散相油相在流动过程中会由于重力作用，水相不断下沉而油相缓慢上升，油相会接触到上部聚结板的下表面，该表面一般具有亲油疏水的特性，油相会在其表面不断聚结，逐渐形成大油滴和油膜，最后在板表面移动和脱落。同理，下部聚结板上表面一般有亲水疏油性，保证了油滴不会在其表面吸附和聚结，阻止了油滴与水相在流动过程中混合。板式聚结分离器利用了重力沉降的原理，对于分散相液滴较大的油水混合物有较高的分离效率，且排污能力较强，但在精细分离方面效率较低。

图2 亲油型波纹板

（2）填料式聚结分离器

填料式聚结分离器为在聚结器壳体内部设置聚结床，在聚结床中进行分离材料的充填，油水混合物通过聚结介质后，其中分散相进行聚结长大，在下游依靠重力作用进行轻相和重相的分离过程。填料式聚结分离器按照聚结床中的填料方式可分为规整填料和散装填料两种方式，其中散装填料包含了颗粒聚结床和纤维聚结床两种。常用的规整填充材料有格栅填料、脉冲填料、波纹填料及泡沫填料，其中应用最多的为泡沫填料。

图3 填料式聚结分离器

（3）滤芯式聚结分离器

滤芯式聚结分离器为工业工艺中广泛应用的分离方法，相比于板式聚结和填料式聚结，其处理精度更高，处理量较大，液滴在滤芯内部和滤芯表面都会发生聚结，因此聚结效率也更高。但由于其材料较为精细，因此需在使用过程中进行多级过滤，目前工业实际中的聚结分离器一般分为两级过滤，上游首先设置液固过滤装置作为一级过滤，在液体进入聚结分离器前除去其中较大的固体颗粒及杂质，二级过滤装置为主要功能部件，一般由聚结分离器壳体及其内部聚结滤芯和分离滤芯组成，根据处理量的不同，滤芯个数也不同。

图4 滤芯式聚结分离器

3、内部填料选择

油水聚结分离材料为聚结分离器的核心部件，一般聚结分离材料按材料来源分为天然材料和人工合成材料两类，人工合成材料又包括人工合成有机材料和无机材料。天然材料一般为氧化铝、石英砂、无烟煤、磁矿石等，这些材料获取途径广泛、价格便宜，但作为聚结材料应用于工业工艺中需进行进一步加工。人工合成材料有金属纤维、活性炭、玻璃纤维、金属不锈钢、改性纤维材料等。人工材料多种多样，可根据不同的加工工艺制备成不同形状。不同的材料其相应的物理化学特性，包括耐热性、化学稳定性、机械强度及熔点等也不同，可根据实际应用时的乳状液及实际工况合理选用相应材料。纤维材料具有较大比表面积、较大的孔隙率，因而被广泛应用于过滤分离领域，常用的有机纤维材料有聚丙烯（pp）、聚乙烯（pe）、聚砜（psp）、聚四氟乙烯（ptfe）、聚丙烯腈（pan） 和玻璃纤维等，其中具有亲水性的玻璃纤维和亲油性的聚丙烯纤维为工业中最常用的油水分离材料。

4、科力迩高效聚结除油器

科力迩高效聚结压力除油装置是我们在吸收国外先进技术的基础上，结合stokes原理与粗粒化技术，经过优化改进而推出的专利产品。

该装置采用创新的双向流动设计，并运用cfd（计算流体动力学）技术对内部流场进行优化，确保流场布局合理，显著提升分离效率，同时大幅度减小容器体积。通过高效聚结组件，增大油滴尺寸，缩短油滴停留时间，不仅实现了高效的油水分离，还使得设备结构更为紧凑。此外，全自动控制和封闭式压力除油技术的应用，确保了装置运行平稳、安全可靠，且操作简便，能够适应各种复杂工况。

产品特点概述：

• 全流场cfd优化设计：利用cfd模拟技术，优化分离器内部流场，确保流态稳定，避免短路流和循环流，合理设置油水分界面，实现快速油水分离，防止分离油混入水相。

• 特殊入口装置设计：入口旋流分离，利用离心力快速分离分散油，加速大油滴聚结，减轻下游组件负担。

• 动能消减与流场均匀化，确保内部流态快速稳定。

• 旋流除沙功能，有效分离泥沙等杂质，防止组件堵塞。

• 高效聚结组件：特殊设计的聚结内件，提高除油效率。

• 冲沙系统：根据泥沙情况设计的冲沙系统，定期冲洗，防止堵塞，保持处理效果。

• 界面与液面自动控制：通过高精度液液界位计或气液液位计，实现对液液界位的精确控制，确保油出口含水率低。

技术优势：

• 双向流动设计与cfd优化，使设备结构紧凑，占地面积仅为传统的50%。

• 高效聚结组件，能够处理更小的粒径，停留时间仅为传统分离器的30%，除油效率高达90%以上。

• 内件采用不锈钢或强化pp材料，强度高，耐用性好。

• 特殊结构与填料设计，有效防止沙粒聚集和堵塞。

• 全封闭式自动运行，确保运行平稳、安全可靠。

应用领域：

•石油、炼化含油污水处理

•陆地油田或海上油井生产水处理

•电厂各类含油废水处理

•油库含油废水处理（储油罐切出水等）

•其它含油废水处理（钢厂冷却水、清洗废水等）

应用案例：