聚结滤芯在两相混合料液分离的应用

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2019-08-27  环球过滤分离技术网  guolv6
聚结分离的原理
聚结分离简单说来就是通过材料的表面性能，将分散相流体从连续相流体中分离出来，从图1中可以看到，工况中两相料液经过泵等传输设备和弯折的管道会形成一种乳化的状态，视觉效果会非常浑浊，而从微观角度看，是一种油包水、水包油的形态。

整个聚结分离过程可以分为三步：

①破乳过程

破乳过程是将水包油或者油包水平衡状态破坏，形成分散的水滴和油滴，从视觉效果来看，因为破乳后的液体仍然是散乱分布的，因此仍然是浑浊的状态。

②聚结过程

通过材料的表面性能，使得分散相在材料表面汇集、聚结，从小液体长大成大液滴的过程，从视觉上可以明显的观察到料液变澄清，分散相形成大液滴从连续相中脱离开来。

③分离过程

料液经过聚结之后，会形成比较好的分离状态，轻相在上，重相在下，两相之间有非常清晰的界面。



图1 聚结分离原理示意图




2. 几种常见的分离形式对比
常见的几种油水分离形式有：重力沉降除油法、气浮除油法、旋流器除油法、填料式聚结法和膜分离聚结法。



2.1重力沉降除油法
重力除油法就是通过不同液体自身重力进行沉降分离，具体的体现形式是相分离器；优点是隔离体系中经过自然沉降会取得比较好的分离效果，缺点是这个过程持续的时间会非常漫长，同时实际工况中无法给需分离的料液提供足够的停留时间，因此往往不能达到理想的分离效果。


2.2 气浮除油法
气浮除油法常用于工业废水的除油处理，在工艺过程中的应用比较少见，具体的形式是气浮池；通过预设在设备底部的曝气装置，可向内部料液曝出大量微小的气泡，气泡包裹在分散相周围，通过气泡浮力裹挟分散相液滴上浮至上层；其优点是分离速率快于重力沉降法，同时有不错的分离效果；缺点是分散相和气泡聚集在一起，在料液上层形成致密的“泡沫层”，需要定期清理，同时被分离的分散相无法回收利用。



图2 通过气浮除油法效果图



2.3 旋流器除油法
旋流器除油法是通过离心分离设备给通过的流体一个离心力，通过料液的不同比重加速分离效果，常见的分离设备是离心分离机；优点是分离速率快，整体效果较好；缺点是位于离心设备向心点距离不同的位置受到的离心作用不同，导致分离后的料液靠近界面层的部位分离效果不佳。



图3 通过旋流分离方法后的效果示意图



2.4 填料聚结分离法
填料式聚结分离法通过填料的表面性能对料液进行聚结分离；其优点是具有不错的分离效果，压差较小，缺点是材料的比表面积很小，等体积的处理能力低，因此设备往往非常庞大；同时，填料式聚结法还存在着更换填料较为麻烦和填料的堆积方式影响聚结效果等问题。



2.5 膜聚结分离法
膜分离法是通过对膜材料表面进行特殊的表面处理，通过膜材料时，料液成分对于膜材料体现的亲疏性不同进行分离，优点是分离速率快，分离效果好，能产生清晰的界面层，同时膜材料的处理能力高，设备占地面积小，维护方便；缺点是制膜工艺复杂，膜表面处理的技术要求高，导致膜分离法的投入成本略高一点。



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