利用微孔管发生气泡浮选柱处理含油水体研究

论文摘要

油田开采和工业生产中会产生大量含油水体,初步处理后油粒以不易分离的油水乳化状态存在,浮选法是正深入研究的一种油水分离技术。本论文主要研究了以微孔管生产气泡的浮选柱来处理含油水体并回收其中的油份,探索浮选操作条件的优化和浮选剂的影响作用,并用FLUENT软件模拟浮选柱内的气液流动。本文用柴油和水超声乳化液作为原料液,模拟实际含油水体,设计了柱高0.9m的微孔管浮选柱。首先通过浮选剂评价发现PDA(二甲基二烯丙基氯化铵/丙烯酰胺共聚物)对油水乳化液分离效果较好。其次用PDA作为浮选剂,考察各个因素对浮选效果的影响,优化操作条件。然后考察合成的一种浮选剂的性能,并通过实验分析浮选投加量及复配浮选剂的影响作用。实验表明,当微孔管孔径为0.3～2μm, PDA投加量为20mg/L,进液流量为5L/h从浮选柱上部进料,空气流量为0.25m3/h时,柴油和水乳化液经浮选后脱油率可达80.03%,处理30L乳化液可回收6～12g含水率为40～55%的油相,对油的富集作用明显。研究发现气液接触时间越长,气泡越小,浮选剂的投加量越大,脱油率越高,浮选效果越好。浮选柱内气含率分布的模拟结果较为符合实验结果。与传统方法相比,此工艺处理量大、设备简单、运行费用低,能有效解决传统设备占地面积大的不足,具有广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 研究背景和目的
• 1.2 研究方法和内容
• 第2章 文献综述
• 2.1 含油废水中油水存在形式
• 2.2 浮选方法及浮选装置
• 2.2.1 浮选方法及其分类
• 2.2.2 浮选装置
• 2.3 浮选药剂
• 2.3.1 浮选药剂作用原理
• 2.3.2 浮选药剂的分类
• 2.3.3 浮选剂的性能评价
• 2.4 浮选效果的影响因素
• 2.4.1 气泡大小和气含率
• 2.4.2 溶气压力
• 2.4.3 处理量
• 2.4.4 泡沫层厚度
• 2.4.5 浮选剂投加量
• 2.4.6 pH
• 2.5 油含量的检测方法
• 2.5.1 重量法
• 2.5.2 红外分光光度法
• 2.5.3 紫外分光光度法
• 第3章 实验方案
• 3.1 实验原料及药品
• 3.2 实验装置及流程
• 3.2.1 主要实验设备
• 3.2.2 实验装置流程
• 3.3 分析方法
• 3.3.1 红外测油仪
• 3.3.2 重量法
• 3.4 数据记录与处理
• 第4章 原料液制备及操作条件优化
• 4.1 乳化液制备
• 4.1.1 超声波乳化法
• 4.1.2 乳化剂
• 4.1.3 乳化实验
• 4.2 浮选剂评价
• 4.3 气泡大小及气含率测定
• 4.3.1 气泡大小
• 4.3.2 气含率测定
• 4.4 浮选单因素分析
• 4.4.1 微孔管孔径
• 4.4.2 不同原料油
• 4.4.3 进料位置
• 4.4.4 进液流量
• 4.4.5 空气流量
• 4.5 小结
• 第5章 浮选剂对浮选效果的影响
• 5.1 合成浮选剂
• 5.1.1 浮选剂制备方法
• 5.1.2 主要实验药品
• 5.1.3 装置和流程
• 5.1.4 AM-DMDAAC-MMA浮选剂实验
• 5.2 浮选剂投加量
• 5.2.1 PDA浮选剂
• 5.2.2 PDA和SDS复配浮选剂
• 5.3 小结
• 5.3.1 浮选剂的影响作用
• 5.3.2 回收油
• 第6章 浮选柱内气液流动CFD模拟
• 6.1 FLUENT简介
• 6.2 研究对象及方法
• 6.2.1 研究对象及建立模型网格
• 6.2.2 模型方程
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 气体流速分布
• 6.3.2 气含率分布
• 6.3.3 气泡尺寸
• 6.4 小结
• 第7章 结论与展望
• 7.1 主要结论
• 7.2 下一步工作及展望
• 参考文献
• 致谢