斜管对含聚污水的除油效率研究

含聚污水稳定性与水驱污水相比显著提高,油水分离困难。斜管除油器是污水处理流程的关键设备之一。利用斜管组件对含聚污水除油率进行实验研究,发现斜管倾角50°时除油率比60°倾角高10%;污水停留时间由15 min增加到40 min,除油率提高20%;且含聚质量浓度由50 mg/L增加为600 mg/L时,除油率下降15%。研究结果表明:针对含聚污水对斜管除油器的结构进行优化,可以提高对含聚污水的处理效率,保证含聚污水的快速高效处理。     

基于阳离子型除油剂处理含聚采油污水的性能研究

通过模拟现场除油器结构,开展了5种不同类型除油剂对含聚采油污水的除油效果评价,进而进行不同加药组合处理、降低药剂加量的优化实验。结果表明,除油剂类型及加量对除油效果影响显著,5种除油剂中,除油剂BY-1在加量为400 mg/L时,除油率≥91.35%;组合加药除油效果优于单一除油剂的处理效果,药剂组合BF-1(200 mg/L)+BF-2(100 mg/L)和BF-1(200 mg/L)+BY-3(100 mg/L)时,处理含聚采油污水除油率≥97%,药剂组合能有效降低药剂加量,提高污水综合除油效果。     

东一含聚污水除油工艺优化

针对胜利油田东一含聚污水处理站现有重力自然除油处理工艺不能满足含聚污水的处理需求，而采用加药混凝重力沉降工艺处理含聚污水又会带来产生大量含聚污泥等处置难题，开展多流态梯级强化气浮法物理法除油工艺室内模拟试验研究，确定了多流态梯级强化气浮除油器在最佳运行参数：循环压力为0.11 MPa、气水比为4.17下，原水含油3 684.00 mg/L，含聚量184 mg/L时，一级多流态梯级强化气浮工艺出水含油量为110 mg/L，两级气浮出水出水含油量为50 mg/L，除油率为98.6%。实现了含聚污水的物理法高效除油，处理过程中，除去的原油全部回收，无污泥产生，应用前景广阔。     

非离子/阴离子复配清水剂处理含聚采油污水研究

为高效快速处理聚驱采油污水,采用不同清水剂、按照平台污水处理流程-缓冲罐、斜板除油器、气浮选器及双介质过滤器等处理单元组成的工艺流程,在流程不同位置加入清水剂处理含聚采油污水。结果表明,非离子清水剂RPEO的除油率优于DPEO,阴离子清水剂CH-2的除油率优于CH-1和CH-3;RPEO和CH-2的除油率分别为97.1%和95.0%,RPEO和CH-2最佳的加药位置分别为含聚采油污水处理设备中的加药位置1和加药位置2。优化的"100 mg/L RPEO+50 mg/L CH-2"复配清水剂处理含聚采油污水的除油率达99.9%,二者复配后能提升含聚采油污水的处理效果。在流程处理单元设备中,加入RPEO/CH-2复配清水剂,斜板除油器出口污水的除油率达99.8%,除油效率高。     

电化学处理海上油田含聚污水矿场

针对渤海油田聚驱采油污水处理现状,研究出电化学降解除油一体化技术,形成"旋流混合加药→电化学除油→斜管除油→核桃壳过滤"的工艺流程,并加工成一套撬装式含聚污水处理装置,在海上油田开展含聚污水矿场实验。结果表明,电化学处理工艺除油率98%以上,与清水剂协同作用效果显著,在清水剂加量50~150 mg/L时,滤后水含油8~18 mg/L、粒径中值1.9~2.26μm、固体悬浮物1.39~2.09 mg/L,全面达到现场注水水质标准。     

改性壳聚糖类絮凝剂的合成及性能评价

研究合成了一种新型改性壳聚糖类絮凝剂(M-CTS),对其进行了红外光谱表征;对比评价了M-CTS、聚铝及阳离子型聚丙烯酰胺对油质量浓度为2 600 mg/L、悬浮物质量浓度为275 mg/L的某气田含醇污水的除油、除悬浮物效果,结果表明,加药量为600 mg/L时,M-CTS除油率达到90%以上,悬浮物质量浓度降至100 mg/L以下;同时,对加入M-CTS后污水的絮凝动态过程、絮体SEM表面形貌及Zeta电位进行了分析,推断其去除水中污染物质的作用机理不是电中和,其具有一定的破乳作用,且主要是通过桥连作用进行絮凝。     

化学氧化强化三元复合驱污水混凝处理实验研究

为进一步提高原油采收率,国内多数油田开展了三次采油技术的研究和应用。三元复合驱采油废水中残留了大量的聚丙烯酰胺、表面活性剂和碱,油田污水处理常采用混凝处理,由于采出水中含有一定浓度的聚合物,导致采出水的粘度增加,油、水、泥的分离难度增大,常规混凝效果不好,为此需要采取措施强化混凝。本实验采用静态烧杯试验得出,在最佳实验条件:聚合硫酸铁投量为2 500 mg/L、温度为45℃、pH值为6、快速搅拌(200 r/min)2 min后慢速搅拌(80 r/min)5 min、沉淀时间30 min后,水样含油量去除率达64%左右。通过混凝前投加氧化剂强化混凝实验得出:高锰酸钾投量在0.5 mg/L时,除油率提高8%。双氧水投量在5 mmol/L时,除油率提高17%。芬顿试剂中双氧水投量为5 mmol/L,二价铁离子投量在1.5 mmol/L时,除油率提高25%,效果最好。     

轴向动态橡胶/金刚砂滤床过滤效能和反冲洗特性研究

利用轴向动态橡胶/金刚砂滤床处理油田三元复合驱污水,考察滤床结构和过滤速度对油及悬浮物的去除效果,以及反冲洗强度和时间对滤料反冲洗特性的影响。结果表明,(D 1.2~1.6 mm)×800 mm/(D 0.15~0.25 mm)×600 mm的橡胶/金刚砂强化滤床的过滤分离效果较好,过滤速度为4 m/h时油和悬浮物的去除率分别在80.0%、70.0%以上,较金刚砂单滤床的去除率提高了28.1%和22.1%。提高过滤速度,橡胶/金刚砂强化滤床的除油率降低。反冲洗强度为8.8 L/(m~2·s)、反冲洗时间为15 min时橡胶/金刚砂滤床的除油率在90.0%以上,滤料反冲洗再生效果较好。     

微气泡高效溶气气浮处理含油废水的应用研究

为处理和利用某炼钢厂1#方坯连铸富余浊环水,在原有化学除油器100 m3/h处理能力的基础上,新增一套100 m3/h处理能力的微气泡高效油水分离装置。经过近一个月的运行调试(26天),系统趋于稳定。结果表明,微气泡高效溶气气浮技术耐冲击负荷能力强,污染物去除效果显著,且能耗低。当进水油为5.54～7.02 mg/L、悬浮物为50.40～102.50 mg/L、浊度为28.30～33.70 NTU时,出水油≤0.28 mg/L、悬浮物≤8.98 mg/L、浊度≤2.80 NTU,均符合国家含油污水排放标准。系统对油、悬浮物和浊度的平均去除率分别达到96.80%、89.74%和92.65%,效果较好。     

JZ9-3平台除油罐斜管结构参数的设计与优化

从沉降原理和数学分析的角度出发,探讨了JZ9-3平台V-301除油器斜管工艺结构参数的设计与优化,给出了除油罐斜管工艺结构尺寸的优化结果,为斜管工艺设计改造提供了理论依据。优化后的结果显示,污水中油滴粒径下降了4μm,除油效率明显提高,除油器堵塞现象亦会有所改善。     

斜管内油水两相流动规律分析

斜管除油池是一种常见的重力式油水分离装置,研究"浅池原理"在斜管中的作用机理,为提高装置的油水分离效率提供理论依据。以流体在斜管中的停留时间为特征,利用Stokes公式推导出流体在斜管中的理论停留时间,将之与流体动力学仿真软件FLUENT求解的仿真结果进行对比分析,揭示了离散相油滴在斜管中的流动规律。研究表明:在"浅池原理"的作用下,流体在斜管中的流速降低,流体在斜管中的停留时间延长,离散相油滴间发生碰撞与聚结的概率增大,从而为离散相油滴在混合相中的浮升与分离提供有利条件。     

油田注入水中悬浮物含量测定方法改进

注水管线长期运行会导致腐蚀、结垢,悬浮固体吸附到管壁上,导致形成水垢层,被冲刷下来后使回注水水质造成污染。回注污水中包含油类、悬浮固体、聚合物、细菌等杂质,其中悬浮固体会堵塞注水井的近井地带及井眼附近区域,导致近井地带的渗透率明显降低,压力升高,注水量下降,造成油层污染。油田污水进行检测时,悬浮物是其中一项重要的检测指标,对悬浮物测定方法进行改进,减少实验时间,有利于提高实验效率。     

当量螺旋角对三分螺旋折流板换热器性能的影响

提出了非连续螺旋折流板换热器的当量螺旋角定义,并建议以组合数ho/Δp1o/3来反映换热器的综合性能。对可拆卸芯体管束折流板的倾斜角为10°扇形、15°扇形、15°椭圆、20°扇形、20°扇形搭接的三分螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器进行了传热和压降性能测试实验。实验结果表明:其中当量螺旋角最大的20°倾斜角扇形折流板方案的壳侧换热系数最高且压降较低,其综合性能指标ho/Δp1o/3比弓形折流板换热器的数值高26%左右;20°倾斜角扇形搭接方案与当量螺旋角相仿的15°倾斜角扇形方案的性能大致相当;15°扇形方案比当量螺旋角较小的15°椭圆方案的性能更高。可见对换热器的性能起决定作用的是当量螺旋角而不是倾斜角;实验预示在当量螺旋角更大的范围存在最佳值。     

Influence of tube inclination on the flow regime boundaries of condensing steam

Flow regime data of condensing steam inside an inclined 13.4 mm ID tube are presented. The effect of upward and downward inclinations within ± 10° on the different transition lines is discussed. In all test runs, complete condensation has been achieved inside the condenser, with or without full tube at exit depending on the total mass flow rate and inclination angle. It is shown that the zones occupied by the wavy and slug regimes experience significant shifts, whereas the effect on the annular flow boundary appears to be insignificant at the present small inclination angles. The present data sets are compared with adiabatic gas-liquid flow regime maps developed analytically and experimentally for horizontal and inclined tubes. Deviations due to the condensation process are observed; however, consistent trends are identified among the two types of flow.     

Polymer Masks Fabrication by Micropatterning Surfaces of Composite Polymer Coatings

Abstract

Micropatterning of surfaces has been demonstrated using composite polymer coatings of PS and PMMA of equal molecular weights in different volume proportions with varying surface topographies on silicon surfaces. The creation of PMMA masks with various surface morphological features has also been demonstrated by removal of PS from the composite coatings using cyclohexane. Atomic force microscopy (AFM) investigations revealed that the surface pattern and the dimensions of these masks significantly changed with the change in the volume proportions of each homopolymer. The composite coatings of 20/80 vol% PS/PMMA, 50/50 vol% PS/PMMA, and 80/20 vol% PS/PMMA resulted in PMMA masks with holes (depth ～300 nm), wrinkles (height ～350 nm) and pillars (height ～600 nm), respectively. Surface compositional analysis carried out using FTIR and XPS investigations confirmed the presence of polymer coatings of PS, PMMA and PS/PMMA. XPS investigations also confirmed the successful removal of PS from the PMMA mask by showing the presence of the silicon substrate on those masks where PS was previously present. The water contact angle of the composite polymer masks ranged from 70 to 90° which increased with the increase of PS vol% in the composite. The wetting behavior of certain PMMA masks showed hydrophobicity with water contact angle values above 90°.     

旋流片支撑管束的传热与流阻性能

提出旋流网板管壳式换热器，并对空气纵向流过旋流片支撑光滑传热管束的传热与流阻性能进行了实验研究。另外比较了270-38.1、180-38.1、270-20.3、180-20.3 四种旋流片和空心环的强化传热性能。实验结果表明，270-20.3和180-20.3旋流片支撑光滑管束的强化传热评价因子η比空心环支撑的高出7％，而270-38.1、180-38.1、空心环的评价因子η相差不大。除了起到支撑管束作用外，270-20.3和180-20.3旋流片还具有良好的强化传热效果。实验结果可为对管壳式换热器的研究设计提供参考。     

EG聚醚与助剂复配破乳剂的破乳性能

为解决陕北原油采出液现用破乳剂用量大、脱水率低、污水含油和悬浮物多、中间层厚的问题,用聚醚EG与多种助剂复配,对陕北子长和河庄坪原油进行脱水试验,并测定净化油的含盐量、含水量及污水含油量。实验结果表明:对子长原油,破乳剂总用量200 mg·L~(-1),脱水温度65℃,脱水时间6 h时,EG与R18CJL复配脱水率最高,达到98.3%,净化油含盐量0.280 7 mg·L~(-1),净化油含水量0.00 mg·L~(-1),污水含油量339.3 mg·L~(-1);对河庄坪原油,EG单剂用量为100 mg·L~(-1),脱水温度55℃,脱水时间6 h时,脱水率达98.7%,净化油含盐量0.267 4 mg·L~(-1),净化油含水量0.00 mg·L~(-1),污水含油量28.0 mg·L~(-1)。且两种原油脱水后均悬浮物少,界面齐。     

Growth of Inclined GaAs Nanowires by Molecular Beam Epitaxy: Theory and Experiment

The growth of inclined GaAs nanowires (NWs) during molecular beam epitaxy (MBE) on the rotating substrates is studied. The growth model provides explicitly the NW length as a function of radius, supersaturations, diffusion lengths and the tilt angle. Growth experiments are carried out on the GaAs(211)A and GaAs(111)B substrates. It is found that 20° inclined NWs are two times longer in average, which is explained by a larger impingement rate on their sidewalls. We find that the effective diffusion length at 550°C amounts to 12 nm for the surface adatoms and is more than 5,000 nm for the sidewall adatoms. Supersaturations of surface and sidewall adatoms are also estimated. The obtained results show the importance of sidewall adatoms in the MBE growth of NWs, neglected in a number of earlier studies.     

新型除油剂的合成及性能研究

采用共沉淀法合成纳米四氧化三铁,然后通过PAMAM树状大分子表面包覆合成了PF系列除油剂,探索了不同反应条件对其除油性能的影响,得到了合成PF系列除油剂的最适宜条件:n(PAMAM):n(总Fe)=5,反应温度为70℃,pH为8～9,反应时间30min.透射电子显微镜表明得到的产物是粒径为30 nm左右的四氧化三铁颗粒.这种新型除油剂在加剂量为70mg·L~(-1)时,可将孤四联污水含油量从1273.6mg·L~(-1)降到35.7mg·L~(-1),除油率达97.2%,悬浮物从145mg·L~(-1)降到58mg·L~(-1),现场使用的药剂罗曼哈斯的出油率只有87.2%,研究表明PF系列除油剂对孤岛三个联合站的污水有一定的普遍适应性.     

A novel composite coating mesh film for oil-water separation

Polytetrafluoroethylene-polyphenylene sulfide composite coating mesh film was successfully prepared by a simple layered transitional spray-plasticizing method on a stainless steel mesh. It shows super-hydrophobic and super-oleophilic properties. The contact angle of this mesh film is 156.3° for water, and close to 0° for diesel oil and kerosene. The contact angle hysteresis of water on the mesh film is 4.3°. The adhesive force between the film and substrate is grade 0, the flexibility is 1 mm and the pencil hardness is 4H. An oil-water separation test was carried out for oil-contaminated water in a six-stage superhydrophobic film separator. The oil removal rate can reach about 99%.