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,武汉理工大学,轮机工程系,第二节 船舶油水别离器和排油监控装置,一、油水别离的根本方法,主要有物理别离、化学别离和生化别离等三类。,物理别离是利用油水密度差或聚合、吸附等物理方法使油水别离。,化学别离是向含油污水投入絮凝剂，使油凝聚成胶体而沉淀；或使水电解产生气泡，以粘附油液上浮，以此实现油水别离。,生化别离是利用好气微生物对油分解氧化来控制油分浓度。,1、重力别离法,重力别离是在重力插内利用油水密度差使油上浮而与水别离这种方法简单、方便，主要 用于处理粒径在5060m以上的较大油粒，对于更细小的、呈乳化状态的油粒(10m)那么难以别离。其具体方法有静置别离和流道别离,(1)静置别离,静置别离即将油污水静置于舱柜中一段时间，利用油水密度差使油滴上浮别离。,静置时间越长，别离效果越好。静置别离时，悬浮在水中的油粒受重力、浮力和运动阻力三种力的作用。,船上的油水别离设备以物理别离方法为主；,物理别离法分类：1、重力别离、2、多孔介子别离,1、重力别离1静止别离法；2流道别离法,2、多孔介子别离1过滤别离法；2聚合别离法；3吸附别离法,重力,G,浮力,P,油滴上浮阻力,F,r,当三种力到达平衡时，油滴即会稳定地等速上浮，这时：,油滴的上浮速度即为：,油滴直径,m,油的密度,kg/m,3,水的密度,kg/m,3,水的动力粘度,Pa,s,因此，油滴直径增大，上浮速度将大大加快；适当提高污水温，可增大水、油密度差，有利油水别离。但水温较高时降低污水粘度来增大水，油密度的效果明显减弱，油却变稀更易乳化，对油水别离反而不利。,分析上浮速度式可知：,油滴的上浮速度与油滴直径的平方，与水油密度差成正比，与水的粘度成反比。,(2)流道别离,静置别离需要较长的时间和较大的容器，工作也难以连续进行，因此在实际的油水别离过程中，常使油污水流过多层平行板，波纹板以及锥形板等的流道。,流道别离方法以提高油水的别离效果。设流道如下图，油污水的平流速度为u，流道长度为L，高度为h，水流为Re2的层流，那么流经该流遭的时间为tL/u，由此可得出油滴流经此流道时能被别离出来的条件是上浮速度：,分析该式可知，流道上越长，高度h越小，平均水流速度u越低，别离器能够别离出的油滴粒径dmin越小。因此，如图152(a)所示，别离器中加设n层别离板后，油滴的上浮距离减小n倍，那么别离器所能别离的最小油滴粒径d 2mindminn1/2。,加了油滴相互碰撞、聚合的时机，进一步改善了重力别离的效果。实际油水别离器为了增加其别离板的比外表积，通常将别离板设计成图153所示的峰谷对置的波纹板形，并且为使油污水中的杂质便于下滑沉降，油漓更易聚集、长大，上浮，在别离中一般都把平行板或波纹板组按一定的倾斜角度来放置，见图15-2。,2多孔介质别离法,多孔介质别离法是让油污水通过多孔介质把分 散的油粒从连续的水流中别离出来的一种方法。,按具体过程可分为油粒迁移与油粒附着两个方面。,迁移是指分散的油粒脱离液流而接触多孔介质外表；,附着那么是指油粒较稳定地粘附在多孔介质的外表。,按起主导作用又可分为过滤别离、聚合别离、吸附别离。,具体过程,油粒迁移过程包括直接拦截，扩散迁移、惯性迁移、重力迁移等多种机理。,直接拦截是当油粒中心与多孔介质外表的距离小于或等于其自身半径时(如油粒O1)，油粒从其原来的流线被截留，当多孔介质的孔隙小于油漓粒径时，拦截的形式即是所谓的筛分。如图154所示，,扩散迁移是油粒由于布朗运动使其接触到多孔介质的外表。,惯性迁移是油粒作曲线运动时由于惯性作用而脱离流线与多孔介质相接触。,重力迁移是由于油水密度差使油粒与水产生相对运动而与多孔介质相接触,附着,过程有,物理吸附,与,化学吸附,两种机理,物理吸附,是基于静电引力与分子引力；,化学吸附,是基于原子间的化学价健力。,化学吸附要比物理吸附稳定。,根据对油的附着能力强弱，材料有非亲油性、中等亲油性和强亲油性之分从另一角度说，疏油性材料亲水，而亲油性材料疏水。,主导作用,(1)过滤别离,过滤别离主要是利用直接拦截机理将多孔介质筛分点以上的油粒截留筛分的一种油水别离方法。过滤别离所用的多孔介质大多用非亲抽性材料，如粒状介质(石英砂等)、滤布和特制的陶 瓷塑料制品。,(2)聚合别离,油粒在拦截、扩散等多种机理作用下迁移到多孔介质外表，并在其上铺展、聚合，当油粒聚合长大到一定粒径时，在水动力、浮力以及毛细管力的作用下被推动向前，最终剥离并以大油粒的形式脱离多孔介质的外表，上浮与水别离。,(3)吸附别离,吸附别离是利用高比外表积的多孔强亲油性材料，将迁移到多孔体内外表微孔中的细徽油粒吸附，从而完成油水别离。,二、影响油水别离器性能的因素,1、泵的影响,油水别离效果在很大程度上取决于油滴粒径。当含油污水通过泵时，泵的容积效率越低、转速越高、搅动越剧烈，那么油粒越易破碎乳化，别离效果越差。实验说明，螺杆泵和三作用柱塞泵效果较好，其它如齿轮泵、离心泵、活塞泵等均不理想。目前多以自吸性能力好、对杂质不太敏感的单螺杆泵为油水别离器的供水泵。,2、工作压力的影响,油水别离器工作压力越高，供水泵的排出压力就越高，供水泵的容积效率就越低，含油污水通过泵时对污油的乳化作用就越大，因而别离效果越差。,3、油种类的影响,根据司托克斯公式，油的密度越小越易别离；但密度小的油往往粘度也小，容易乳化。由乳化对别离效果的影响相对更大，因此密度小的油常常更难别离。,4温度的影响,适当的加温有利于油、水别离，而且使别离出来的油更容易从集油室中排出，然而，加温也会使油变稀，更易乳化，反而会使别离效果变差。,5流量的影响,流量越大，含油污水在别离器中停留时间越短，别离效果越差，当流量超过油水别离器额定处理量时，别离效果会明显下降，油分浓度可能会达不到标准。,6油分浓度的影响,油分浓度越高，油粒在别离器中的碰撞时机越多，越易于别离，但油分浓度高的污水通过泵时也越易于乳化，又不利于别离。,7管路与泵流量调节的影响,管路的尺寸、弯度与附件等对别离性能的影响较复杂，如能在管路中保持层流状态，那么管路越长，流速越低，越利于抽水别离，而附件越多，那么对液体扰动越大，越不利于别离。,8、水质的影响,水质对别离效果也有很大影响污水中含海水量越多，油水密度差越大，那么油水越易别离，油粒与海水中的离子结合后，也易于相互结合成长为大油粒，这有利于油水别离。,
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