高壓脈沖電場(chǎng)破除油包水型乳狀液研究.pdf

1、采用高壓脈沖電場(chǎng)破乳，由于能夠有效避免水鏈的形成，該方法對(duì)含水率高的油包水型乳狀液體系表現(xiàn)出了較強(qiáng)的破乳能力，然而，電場(chǎng)破乳的微觀過(guò)程、破乳機(jī)制、破乳動(dòng)力等尚不夠清楚，乳狀液的體系參數(shù)和高壓脈沖電場(chǎng)的操作條件對(duì)破乳效果的影響也需要深入系統(tǒng)的研究。
　　 本論文以兩層漏電電容器模型、多層電容器模型研究了Span80為表面活性劑的高含水率油包水乳狀液破乳器中電場(chǎng)的分布，研究破乳器形式、絕緣電極性質(zhì)、電場(chǎng)強(qiáng)度以及破乳時(shí)間等因素對(duì)破乳效

2、果的影響。根據(jù)電場(chǎng)中水滴極化理論，利用Laplace-Young 方程和Laplace 方程聯(lián)立，采用有限元分析軟件ANSYS 來(lái)模擬電場(chǎng)中單個(gè)水滴的變形和兩個(gè)水滴聚結(jié)情況，給出乳狀液發(fā)生電分散和迅速破乳的臨界條件。采用高壓脈沖電場(chǎng)對(duì)模擬含Cu2+廢水液膜分離乳狀液進(jìn)行破乳，探討破乳的影響因素和操作條件。
　　 本文的主要結(jié)論如下：
　　 （1）剛加載外加電場(chǎng)時(shí)，圓柱形破乳器內(nèi)乳狀液上的電壓僅為平行板破乳器中的18％；乳

3、狀液上的平均電場(chǎng)強(qiáng)度僅為平行板破乳器中的32％。同軸圓柱電極布置形式對(duì)破乳分層后中間的乳狀液層破乳效果較好，而平行板電極布置形式則對(duì)上層中殘余的水滴的去除效果更好。試驗(yàn)表明，平行板電極破乳器破乳率均高于圓柱輻破乳器5～10％。
　　 （2）增大電極絕緣層材料介電常數(shù)能夠有效提高乳狀液上實(shí)際加載的電壓和電場(chǎng)強(qiáng)度，介電常數(shù)為15000，厚度為0.005m的絕緣層在乳狀液上產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與常用介電常數(shù)為4、厚度僅為1.3×10-6m的

4、絕緣材料能達(dá)到的電場(chǎng)強(qiáng)度相近。
　　 （3）乳狀液中水滴表面的電場(chǎng)強(qiáng)度分布不均勻，電場(chǎng)方向的兩極的電場(chǎng)強(qiáng)度較高，產(chǎn)生極化現(xiàn)象。發(fā)生極化后的水滴為發(fā)生形變來(lái)抵抗所受的電場(chǎng)力，從而沿電場(chǎng)方向發(fā)生拉長(zhǎng)。當(dāng)水滴變形率為0.26時(shí)，電韋伯?dāng)?shù)為0.7時(shí)，可以作為液滴發(fā)生破裂的臨界值判斷的依據(jù)。
　　 （4）當(dāng)加載電場(chǎng)后，兩個(gè)水滴極化時(shí)沿電場(chǎng)方向的兩極的電場(chǎng)強(qiáng)度相差很大，產(chǎn)生將兩水滴互相推近的電場(chǎng)力，該電場(chǎng)力隨著兩水滴的靠近而迅速增大