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液液聚结分离器原理及石油化工中的应用侯海瑞【摘要】对非均相液-液两相的聚结分离机理,以纤维类介质为例,将聚结过程分为液滴捕集、液滴聚结和液滴沉降,同时也对影响聚结分离的因素进行了阐述.在此基础之上,介绍了目前在石油化工行业中应用比较广泛的高效的液-液两相分离设备:单级聚结器和二级聚结分离器,重点论述滤芯式聚结分离设备.为在石油化工领域中液-液分离提供指导和借鉴作用,为实现经济、有效的分离操作提供理论和实践支持.最后指出液-液两相聚结分离技术及设备的发展方向.【期刊名称】《过滤与分离》【年(卷),期】2013(023)003【总页数】4页(P29-32)【关键词】聚结分离;液液两相分离;聚结滤芯;聚结器;聚结原理【作者】侯海瑞【作者单位】颇尔过滤器(北京)有限公司,北京100176【正文语种】中文【中图分类】TQ028.40 概述非均相液-液物系的分离是石油炼制、天然气加工、精细化工等生产中的重要单元操作之一，随着现代工业的发展以及石油化工工艺技术不断的提高，对非均相液-液物系的分离的要求也越来越高。
液-液聚结分离技术及设备是工艺保障、设备保护、流体净化、流体回收以及成品提纯等必不可缺的关键操作和重要设备。
近年来随着我国石油炼制以及石油下游产品加工规模的扩大，如何更加经济有效地实现非均相液-液两相的分离，降低能耗，提高效率，保障安全越来越受到人们的关注。
1 液-液聚结分离技术机理液-液两相的分离过程实际上是分散相液滴在连续相中聚结和分离的过程。
两相的聚结分离过程因其所应用的单元操作以及处理的物料特性不同而不同，另一方面，由于聚结材料的多样性也决定了其聚结分离过程操作的不同。
本文主要以纤维类聚结介质为例，详细阐述聚结机理以及影响液-液两相分离的主要因素。
1.1 聚结机理由于聚结材料的不同，从而决定了聚结分离过程的不同，但不管是板式材料还是纤维类聚结介质，完成聚结分离过程的首要因素是其能被分散相液体浸润或润湿。
聚结器滤芯结构
聚结器滤芯是一种用于过滤杂质的装置，常见于空气净化器、水处理设备等。
它的结构设计旨在有效去除空气或水中的颗粒物和污染物，提供清新的环境和健康的饮用水。
一般来说，聚结器滤芯由多层过滤介质组成。
每一层介质都有不同的过滤精度和功能，共同协作以达到最佳过滤效果。
这些介质可能包括活性炭、高效过滤棉、陶瓷滤芯等。
聚结器滤芯的外层常采用粗过滤介质，用于截留较大的颗粒物，如灰尘、毛发等。
这一层的目的是防止较大的杂质进入滤芯深层，保护更细致的过滤介质。
接下来，聚结器滤芯的中间层通常是活性炭层。
活性炭的特性是具有较大的表面积，能够吸附气体和溶解于水中的有机污染物。
活性炭层能够有效去除异味、甲醛、苯等有害气体，提供清新的空气和饮用水。
最内层是细致过滤层，通常采用高效过滤棉或陶瓷滤芯。
这一层的主要作用是去除微小颗粒物，如细菌、病毒、铅等。
高效过滤棉的孔径非常小，能够有效截留微小颗粒物，确保水源或空气的安全和清洁。
除了以上几层，聚结器滤芯还可能包括其他功能层，如阻垢层、杀菌层等，以应对特定的过滤需求。
这些功能层的存在进一步提高了
滤芯的过滤效果和使用寿命。
聚结器滤芯的结构合理，每一层过滤介质都有着特定的作用，相互协作以达到最佳的过滤效果。
它的设计旨在保护人们的健康，提供洁净的空气和水源。
使用聚结器滤芯的设备能够有效去除颗粒物和污染物，为人们创造一个舒适、健康的生活环境。
由于乳化剂分子在油—水界面上定向吸附并形成坚固的界面膜，同时增大了扩散双电层的有效厚度，并且使得双电层的电位分布宽度和陡度增大，使油高度均匀地分散在水中，从而使乳化液具有相当的稳定性。
因此要使乳化液失去稳定性，就必须设法消除或减弱乳化剂保护乳化液稳定的能力，即破坏油—水界面上的吸附膜，，减少分散粒子岁、所带的同种电荷量。
最后实现油水分离、达到破乳的目的。
由此可见，破乳是处理乳化液废水的关键之所在。
几类常用原油破乳剂的作用机理1相破乳机理早期使用的破乳剂一般是亲水性强的阴离子型表面活性剂，因此早期的破乳机理认为，破乳作用的第一步是破乳剂在热能和机械能作用下与油水界面膜相接触，排替原油界面膜内的天然活性物质，形成新的油水界面膜。
这种新的油水界面膜亲水性强，牢固性差，因此油包水型乳状液便能反相变型成为水包油型乳状液。
外相的水相互聚结，当达到一定体积后，因油水密度差异，从油相中沉降出来。
Salager用表面活性剂亲合力差值SAD(Surfactant affinity–difference)定量地表示阴离子破乳剂的反相点：SAD将所有影响破乳剂的诸因素归纳在一起，当SAD=0时，乳状液的稳定性最低，最容易反相破乳。
2絮凝–聚结破乳机理在非离子型破乳剂问世后，由于其相对分子质量远大于阴离子破乳剂，因此，出现了絮凝-聚结破乳理论。
这种机理并没有完全否定反相排替破乳机理，而是认为：在热能和机械能的作用下，即在加热和搅拌下相对分子质量较大的破乳剂分散在原油乳状液中，引起细小的液珠絮凝，使分散相中的液珠集合成松散的团粒。
在团粒内各细小液珠依然存在，这种絮凝过程是可逆的。
随后的聚结过程是将这些松散的团粒不可逆地集合成一个大液滴，导致乳状液珠数目减少。
当液滴长大到一定直径后，因油水密度差异，沉降分离。
对于非离子型破乳剂，SAD定义为：研究表明：在低温下，非离子型原油破乳剂中环氧乙烷链段以弯曲形式掉入水相，环氧丙烷链段以多点吸附形式吸附在油水界面上。
滤芯结构1、按滤芯的功能分为：过滤滤芯、聚结滤芯、分离滤芯、吸附滤芯。
2、按过滤的介质分为：航油滤芯、工业油滤芯、烃滤芯、水滤芯、气滤芯。
滤芯的种类较多，主要结构由端盖、骨架、滤材、密封件组成。
特殊结构需要按特殊结构要求进行增加，例如；旁通阀、提手、尼龙扎带、卡箍、缠绕带等特殊要求。
各结构特点和作用如下：1、端盖特点：（1）为冲压件和机加工件，主要材料为、不锈钢、碳钢、铝、尼龙料等。
（2）有一定的深度的注胶槽。
（由图纸定）（3）径向密封滤芯的端盖需要O型槽，轴向密封滤芯的端盖需要便于安装密封垫的位置。
（4）表面处理为喷塑、镀锌、镀鉻、阳极氧化等。
作用：（1）存放胶粘剂（TH-1 又叫环氧树脂胶）（2）提供与过滤器连接的接口。
（3）提高滤芯端向负载强度。
（4）端盖、骨架、滤材连接的纽带。
（5）和密封件相连起到密封作用。
2、骨架骨架按其作用分为两种，其支撑骨架和保护骨架。
两者结构的区别主要是壁厚不同，密布孔的大小和数量不同。
（有图纸要求）支撑骨架（内骨架）特点：（1）根据滤芯承受的强度压力不同，定制骨架壁较厚。
（2）壁面上均布小孔。
（3）金属材料（或特殊材料）制成。
（4）金属材料有不锈钢或喷塑和镀锌。
作用：（1）保护滤芯正常工作所承受滤材产生的压力差。
（2）是过滤介质均匀的通过，所产生的阻力小。
（3）成端向负载，保证滤芯的轴向垂直度、平行度。
保护骨架（外骨架）特点：（1）骨架壁较薄（常用0.3-0.5mm）（2）孔径较大一些。
（3）一般由钢板或铝板制成。
（油滤芯用的比较多一些）作用：（1）保护滤材不受外部磕碰而损伤。
（2）防止滤材在工作中受到压力冲击所产生弯曲变形。
（3）承受部分端向负载。
3、滤材滤材主要由过滤层和支撑层组成。
过滤材料主要分为：玻璃纤维纸（为进口纸、国产纸）、植物纤维纸、不锈钢网、铜网、合成纤维毡、吸水滤材等。
支撑层材料主要为：镀锌网、不锈钢网、植物纤维纸、铜网等。
过滤层特点：（1）根据不同的材质，精度需求选取不同过滤材料。
聚结滤芯标准
聚结滤芯是一种高效过滤材料，广泛应用于水处理、食品加工、制药和化工等领域。
为了保证聚结滤芯的性能和质量，制定了一系列的标准，以下是聚结滤芯标准的主要内容：
1. 尺寸：聚结滤芯的外径、内径和长度应符合标准规定，确保与过滤设备的兼容性。
2. 材料：聚结滤芯的材料应为优质的聚酰胺纤维，符合卫生标准，并具有良好的耐化学腐蚀性能。
3. 过滤精度：聚结滤芯的过滤精度应符合标准要求，可根据不同的过滤条件选择不同的过滤精度。
4. 重量：聚结滤芯的重量应符合标准规定，确保其过滤效果和使用寿命。
5. 流量：聚结滤芯的流量应符合标准规定，并考虑到过滤设备的工作压力和温度等因素。
6. 密封性：聚结滤芯的密封性应符合标准规定，避免泄漏和污染。
7. 使用寿命：聚结滤芯的使用寿命应符合标准规定，并考虑到不同的过滤条件和使用环境。
通过制定聚结滤芯标准，可以确保产品的质量和安全性，为行业的健康发展提供保障。
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聚结器工作原理在液一液聚结分离器内部装有两种专门针对炷类介质脱水的滤芯--聚结滤芯和分离滤芯，当介质流经其内部需经过过滤、聚结、沉降、分离四个过程，从而实现脱掉介质中水份、碱液及溶于水的有机酸盐等。
介质首先从内到外流经聚结滤芯，该滤芯具有特姝的过滤、聚结水份双重功效。
聚结滤芯最内层的高精度过滤层，有效拦截介质中的颗粒杂质，尤其是拦截对稳左乳化状态明显的氧化铁、硫化铁等杂质，有利于后续破乳及聚结功能。
经过过滤以后的介质随后进入聚结滤芯的破乳聚结层。
破乳聚结层中的特殊材料对介质进行破乳，将介质中的微小的、游离的水聚结岀来，并在其表而凝结为水珠。
大水珠依靠自身重力沉降到集水槽，尺寸较小的水珠会随介质一起流向分离滤芯。
分离滤芯是由专利技术材料制成，具有良好的憎水性能，当介质从外向内流经分离滤芯时，只让介质通过，小水珠被完全有效地拦截在滤芯外而，而聚结成大水珠沉降，从而进一步分离掉水份。
水中分油聚结器聚结式水中分汕滤芯工作原理混合物被破乳打胞一一油分被拦截一一撞击-亲合一一凝聚一一吸附一一上浮滤芯结构滤芯型式为内进外出由亲和层、凝聚层、吸附层构成。
亲合滤芯将内表而油滴亲合在一起在比重作用下大油滴直接上浮分离。
凝聚悬浮的油液小颗粒在亲油滤材作用下聚结成大油珠。
吸附大汕珠不断地被设计在滤芯外层的吸附层捕集以防二次带上。
上浮在液体同性互亲作用下比重加大的油液迅速上浮实现液液分离。
聚结器液滴的尺寸及貝到两种液体分界而必须沉降的距离显著地影响液滴的沉降过程。
对（分离器）内件的巧妙选择可以改变这些因素加快分离。
利用多层水平平行板，可以在同一容器中形成许多分界而，从而显著地缩小分离容器的可以在同一容器中形成许多分界而，从而显著地缩小分离容器的尺寸。
用此技术可以有效地对50-100微米的分散相实现分离,在可能有固体或焦油状液体存在时，是设备设计的首选。
聚结分离滤芯工作原理
聚结分离滤芯是一种常见的过滤器件，主要用于过滤液体中的固体颗粒、悬浮物和杂质。
它的工作原理如下：
1. 聚结：当液体通过聚结分离滤芯时，滤芯表面上的微小聚结孔道会引起流速的变化，从而使固体颗粒和悬浮物发生聚集。
这种聚结现象主要是通过滤芯表面的微细孔道和纤维结构来实现的。
2. 分离：由于聚结的作用，固体颗粒和悬浮物会聚集在滤芯表面形成滤饼或滤膜，而液体则从滤饼或滤膜的缝隙中通过。
滤饼或滤膜起到了过滤的作用，能够阻止固体颗粒和悬浮物进一步通过滤芯。
3. 清洗：当滤芯表面的滤饼或滤膜达到一定程度时，会影响到过滤效果和工作效率。
此时需要进行清洗操作，常见的清洗方式有反冲洗、化学清洗和机械清洗等。
通过清洗可以去除滤饼或滤膜上的固体颗粒和悬浮物，使滤芯恢复到正常工作状态。
总而言之，聚结分离滤芯通过聚结作用将固体颗粒和悬浮物聚集在滤芯表面，实现过滤效果；通过分离作用，阻止固体颗粒和悬浮物进一步通过滤芯；通过清洗操作，去除滤饼或滤膜上的杂质，使滤芯恢复工作效果。
