面向工业废油资源化的三场耦合高效破乳脱水机制与方法研究

Resource utilization of industrial waste oil is significant in recycling waste resources, protecting the environment and energy saving, etc. It is the key technology that demulsification and dehydration of waste oil emulsion. In general, specific to the high water content, complex composition of industrial waste oil, the single process is difficult for efficient demulsification and dehydration of waste oil emulsion. So we present an idea that coupling and integrating three physical fields to complement it. The basic idea is that coupling high-voltage pulsed electric field, hydrocyclones field and vacuum temperature field——using pulsed electric field to coalesce small water droplet rapidly in oil, hydrocyclone centrifugal field to remove big water droplet efficiently and vacuum temperature field to eliminate tiny water droplet effectively, accomplishes the efficient demulsification and dehydration of waste oil by each advantage. Through researching on the dynamics of demulsification and dehydration of waste emulsion oil, the character of system of demulsification and dehydration by three fields and the relatively verified experiment under the coupling field, the mechanism of the efficient demulsification and dehydration in waste oil is illuminated, the matching algorithm about the working parameters of the system in three coupling fields is obtained, and a new method about efficient dehydration of emulsion of industrial waste oil is established. The purpose of this research is to improve the theory of synergistic demulsification and dehydration by many fields, break through the bottleneck of recycling technology for industrial waste oil, lay a foundation for designing and developing high-performance oil dehydration equipment in the basic theory and technique .

工业废油资源化对废弃物资源循环利用、环境保护及节约能源等方面具有重要意义。废油乳化液破乳脱水是其资源化技术的关键环节。工业废油通常含水量较高、成分结构复杂，单一工艺手段较难以实现废油乳化液高效破乳脱水处理。鉴于此，提出耦合集成三种物理场协同实现工业废油高效破乳脱水处理，基本设想是：耦合高压脉冲电场、旋流离心场及真空温度场，利用脉冲电场快速结聚油中小水滴、旋流离心场高效除去油中大水滴、真空温度场有效除去油中微小水滴的特点，优势互补，协同实现废油快速高效破乳脱水。通过对耦合场废油乳化液破乳脱水动力学、三场协同破乳脱水系统耦合特性及相关验证实验等的研究，阐明废油在三场耦合作用下高效破乳脱水机制，得到废油三场高效破乳脱水系统工作参数的匹配算法，形成一种工业废油高效脱水净化新方法。本研究旨在完善多场协同破乳脱水理论，突破工业废油高效资源化关键技术瓶颈，为设计高性能废油破乳脱水装置奠定理论和技术基础。

润滑油广泛应用于机械、电力、运输及化工等领域，使用量巨大，也导致每年产生大量工业废油。那么，工业废油资源化对废弃物资源循环利用、环境保护及节约能源等方面具有重要意义。废油乳化液破乳脱水是其资源化技术的关键环节。针对目前单一工艺手段较难实现废油乳化液高效破乳脱水处理的瓶颈问题，提出耦合集成三种物理场协同实现工业废油高效破乳脱水处理。.本项目围绕脉冲电场-旋流离心场耦合作用下乳化液滴拉伸变形与控制、电场-旋流离心场耦合单元的流场分析与分离效率、废油三场破乳脱水系统耦合特性及参数匹配等三大部分内容开展研究。.通过研究，建立了液滴在柱形电场中的变形动力学模型，计算出了液滴变形量，构建了双场耦合作用下液滴破碎与聚结模型，确立了最佳聚结条件下系统操作参数的匹配方法；建立了双场耦合分离单元动力学模型，明确了操作参数以及结构参数对耦合系统的流场分布和分离性能的影响规律；建立了三场耦合破乳脱水系统仿真模型，探明了系统工作参数对分离单元内部流场分布以及分离效率的影响规律，得到了三场耦合破乳最佳分离操作参数条件及匹配方法，并设计研制了三场耦合破乳脱水装置样机。.最终，课题组通过研究证实了脉冲电场、旋流离心场和真空温度场在有效的耦合条件下可实现工业废油高效破乳脱水处理，阐明了三场耦合高效破乳脱水机制，建立了工业废油脱水净化新方法。.课题组围绕研究成果，在国内外期刊上发表论文25篇（被SCI、EI收录17篇，中文核心期刊9篇），申请或授权专利15项，出版学术专著1部，获得省部级科技奖励3项，参加国内外学术会议4次，培养硕士研究生11名、博士研究生1名。此外，本课题建立的三场耦合破乳脱水方法以及形成的工艺装置，被成功地应用到工程实践中，产生了较好的社会效益和经济效益。按照课题任务书要求，课题组圆满完成了研究计划任务。.综上，本课题研究对完善多场耦合破乳脱水理论以及建立高效的工业废油脱水新方法具有重要意义。