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    新型高效消泡劑的研制與應用

    文章出處:江蘇鳳谷節能科技有限公司 www.shivamelevators.com責任編輯:江蘇鳳谷節能科技有限公司 www.shivamelevators.com人氣:-發表時間:2017-07-13 09:05【

    許多工業過程涉及氣泡的生成, 有時會給生產造成不利影響, 必須加以消除.目前, 國內外已在一些領域采用了消泡技術, 如紡織印染、醫藥、發酵、食品、造紙、選礦、涂料、纖維和石油煉制等 .僅石油行業需加消泡劑的地方就有采油、鉆井、油氣分離、常減壓蒸餾、石油發酵、延遲焦化、芳烴抽提及潤滑油等 .但目前使用的消泡劑針對性比較強, 且消泡效果有的不十分理想.為此, 我們開發了一種復合型高效消泡劑, 其特點是同時具備較好的消泡性能和抑泡性能, 可廣泛用于煉油、食品、纖維加工和選礦等行業.該消泡劑還可以改善產品質量,

    1、 消泡原理

    氣泡的自然破滅需經3個過程, 即氣泡大小再分布、膜厚的減薄及膜的破裂.但氣泡的這種自然破滅過程需要的時間很長, 加入消泡劑可以加速上述過程的進行.由于消泡劑物質表面張力小, 其膜壁較薄, 受周圍表面張力大的膜層的張力牽引, 從而導致氣泡破裂.

    消泡劑要起作用, 首先必須滲入到氣泡之間的液膜上, 其滲入能力用滲入系數E 表示, 消泡劑滲入到氣泡的液膜上以后, 需要很快地散布開來, 其擴散能力用散布系數S 表示:

    E =Y F +Y DF -Y D

    S =Y F -Y DF -Y D

    式中, YF:泡沫介質的表面張力;YD :消泡劑的表面張力;YDF :泡沫介質和消泡劑之間的界面張力.

    消泡劑要起作用必須E >0 、S >0 .我們制備的消泡劑主要由有機硅化合物、嵌段聚醚和脂肪醇組成.發泡體系為纖維油劑-水、OP-10-水、十二烷基苯磺酸鈉-水和減粘渣油, 其YF 、Y D 、YDF及E 、S值列于附表中.由該表可知, 3 種消泡劑成分均具有較好的滲透性和散布性,其中以嵌段聚醚和脂肪醇更好.但脂肪醇易被增溶, 其抑泡能力較弱, 故其單獨作消泡劑使用時效果欠佳.

    2、  實驗

    2.1  消泡劑制備

    將有機硅化合物、嵌段聚醚和脂肪醇按一定比例進行充分混合, 升溫至一定溫度后恒溫一段時間.在裝有攪拌器、溫度計的三口燒瓶中加入溶劑和乳化劑, 邊攪拌邊滴加消泡劑組分, 得消泡劑乳液。

    附表.JPG

    2.2  消泡率測定

    將100 ml蒸餾水及一定量的發泡物加入250 ml 磨口量筒內, 撳緊磨口塞來回劇烈搖動20 次, 停止后立即記錄泡沫高度(h0), 然后加入一定量的消泡劑, 間隔一定時間后記錄泡沫高度(h).按下式計算消泡率: 

    消泡率=(h0-h)/(h0)×100 %

    2.3  抑泡性能評價(動態法)

    實驗裝置見圖1 .向量筒內加入一定量的發泡物和消泡劑, 通入氮氣連續鼓泡, 保持氮氣流量為1 L/min , 記錄泡沫升至最高處的高度, 并以此為時間基準, 在不斷鼓泡的狀態下記錄泡沫高度隨時間的變化, 并與空白試驗(不加消泡劑)進行對比, 實驗中保持水浴溫度恒定。

    圖1.JPG

    3  實驗結果與討論

    3.1  消泡劑用量對消泡率的影響

    圖2、3.JPG

    消泡劑加入量對消泡率的影響見圖2 .由圖2可知, 該消泡劑對粘膠纖維油劑的消泡效果最好, 消泡率在95%~100%之間, 消泡時間僅3s .消泡劑加入量有一個最佳值, 用量過少或過多, 消泡效果不好.

    3.2  溫度對消泡率的影響

    實驗表明, 體系所處的溫度對消泡效果也有影響, 結果見圖3 .由圖3可知, 溫度升高時,

    消泡率先增加后下降, 溫度為60 ℃時消泡率最大.

    3.3  抑泡性能試驗

    3.3.1  對粘膠纖維油劑的抑泡性能

    圖4、5.JPG

    對粘膠纖維油劑-水體系, 加入不同量的消泡劑, 其泡沫體積隨時間的變化關系見圖4 .由圖4可以看出, 在20s之前泡沫下降速度很快, 而后則變化緩慢.這是由于開始時泡沫較多,破裂迅速, 而后因泡沫減少, 相互作用小, 消泡劑微溶于試樣, 降低了消泡效果.另外, 開始時的泡沫體積大, 膜壁薄易破裂.而空白試驗中泡沫為自然破滅, 泡沫體積減小速度十分緩慢。

    3.3.2  對減粘渣油的抑泡性能

    對80℃減粘渣油進行試驗的結果見圖5 .減粘渣油形成的泡沫液膜比較穩定, 空白試驗時泡沫體積下降十分緩慢, 無法消退.加入消泡劑后可抑制泡沫形成, 大約2 min 后泡沫消除.

    4、結束語

    本實驗研制的是一種復合型消泡劑, 它適用于許多體系的泡沫消除.該消泡劑破泡速度快, 抑泡能力強, 且無毒、無污染、無三廢產生.對不同體系存在最佳消泡劑加入量, 其值可由實驗確定.

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