船用油污水分离装置的设计【文献综述】

《船用油污水分离装置的设计【文献综述】》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、毕业设计文献综述机械设计制造及其自动化船用油污水分离装置的设计1、传统的船用油污水分离技术船舶所产生的油污水，主要有舱底油污水、燃油舱或油船产生的压舱油污水以及清洗时产生的洗舱油污水，俗称“三水”.这类油污水除含有石油和石油产品之外，还含有固体物质和固体悬浮物，是从许多地方来的含污染物的淡水和海水的混合物.典型的污染物包括燃料、油类、液压机流体、清洁剂和含水膜、发泡剂（AFFF）、黑水/灰水系统的泄漏污水等，也可能包括腐蚀产物，油漆和溶剂.传统的油污水分离装置是利用重力分离的原理进行油和水的分离的.其分离原理可以通过斯

2、托克斯(stocks)公式确定：式中，为在静水中直径为d的油滴的上浮速度；为水的密度；为油的密度；为水的动力粘滞度.可见只要油水间存在密度差，就可以进行油水分离.但实际上不是任何大小的油滴都可以通过重力分离的，这是因为任何分离设备的容积都有限度.实验表明，通过重力分离，只能去除水中油滴直径在245μm以上的油滴.为加速和提高油水分离的效果，一个有效的途径是促使小颗粒的油滴不断地聚集成大的油滴，也就是增加水中油滴碰撞接触的机会，使油滴上浮速度不断地增加.常用的聚集手段包括斜板(管)和多孔油滴聚合器.油滴的聚合过程大致可以

3、分为截留、附着、展开和脱浮等过程.水中微细油滴在流过多孔材料组成的无数微小通道时，被多孔介质首先截留住，油滴的直径越大越容易被截住.被截住的油滴在油滴的浮力和流体流动压差的作用下，克服水相的阻力而附着于多孔材料的表面或者融合于材料表面的油层内.附着于多孔材料表面的油滴，在毛细作用下，扩展到材料表面的其他部分.随着上述过程的不断进行，微小的油滴逐渐被附着于材料表面的油层融合，在多孔材料出口面油滴越集越多，最后克服油水界面张力的油滴就与多孔材料分离而上浮。（如图一）脱浮后的油滴大小与界面的张力以及油滴聚合器出口处的孔隙大小

4、成正比.孔隙越大，毛细压力越小，油滴也就越大[4].脱浮油滴大小可以用下式计算：d集=2f/Pc式中，d集为聚合后脱浮的油滴直径；f为油水界面张力；Pc为油滴在饱和临界状态下的毛细压力.从理论上说，无论多细小的油滴都可以通过油滴聚合器进行去除，但这样会使聚合元件的密度很高，孔隙率很低，阻力很大，如果存在固体物质就极容易造成元件的堵塞，导致元件寿命大为缩短.对于工程应用是不切实际的.通常工程上利用油滴聚合的方法去除油滴所能分离的理论最小颗粒直径为5μm，实际出水约为10μm，此时的填充密度为0.15g/cm3.非乳化状态

5、的油污水经过多孔油滴聚合器的处理以后，已经达到排放要求.但在实船运行过程中，可以发现油污水的乳化情况其实是相当普遍的.一般乳化油中微小油滴的直径非常小，因此不能简单地利用重力进行分离.表1不同重力分离方法能分离的最小油滴直径(μm)分离方法重力分离斜板(组)斜管(组)多孔油滴聚合器最小直径230~250100~12070~80~202、乳化液对现有油污水分离装置的影响油和水混合时，由于两者密度的不同，会很快会分成明显的两层，一层是水，另一层是油.但是，如果有乳化剂存在，油滴和水滴表面上就会由乳化剂形成一层稳定的薄膜，这

6、时的油和水就不会分层，而是呈一种不透明的乳化液.当分散相是油滴时，称为水包油乳状液；当分散相为水滴时，称为油包水乳状液.胶体化学的研究表明，乳化液的类型是由乳化剂的性质决定的.乳化剂通常有两类，一类是表面活性剂，另一类是小颗粒的固体粉末.常见的表面活性剂是磺酸、环烷酸等有机酸的盐类，其分子为两亲分子，它的一端伸入水中，而另一端伸入油中.伸入水中的部分成离子态，油水界面上形成双电层，使油滴呈现带同性电荷现象而相互排斥形成乳化液.固体颗粒不会聚合，油滴被固体颗粒包裹后也就不会聚并，从而稳定地悬浮在水中形成乳化液.乳化液油滴

7、直径在0.5~10μm的范围内，利用传统的重力式油污水分离装置是无法实现油水分离的.对于乳化状态的油污水分离效果在原来制订的国际公约里并未考虑，即使在73/78国际防污染公约中也是这样.但实际使用情况让IMO逐渐认识到乳化油污水的危害，于是通过了MEPC107.(49)决议.新决议比原MEPC.60(33)决议增加了试验液‘c’，即油水乳化液的分离要求.要求油污水分离装置能够有效分离在额定转速不小于3000r/m的离心泵规定搅拌强度下，由94.78%的淡水、2.5%的重油、2.5%的轻油、0.5%的清洗用去垢剂(清洁剂

8、)和1.7%的铁锈组成的混合物[3].该种混合物是一种化学稳定状态的油/水乳胶液，这种乳胶液不能用油水密度差进行有效的分离，用现有的油污水处理装置处理这种乳胶液，出水含油浓度大于50mg/L，远高于现行15mg/L的排放标准.。二、新的油污水分离技术发展趋势为满足新决议的要求，国内外开发了许多新型油污水分离装置，这些装置都是在原处