[发明专利]一种油水分离聚结纤维材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种油水分离用聚结纤维材料的制备方法。制备方法包括以下步骤：步骤1：将无机粉体材料均匀分散于分散溶液中，制成浓度为0.05％‑1％的无机粉体分散液；步骤2：将步骤1制成的无机粉体分散液喷覆于纤维基体表面；或者，将纤维基体浸泡在步骤1制成的无机粉体分散液中；步骤3：干燥处理得聚结纤维材料。制备所得油水分离聚结纤维材料，其纤维表面上有不同尺寸颗粒沉积形成的突起结构，从而增大了聚结纤维材料的比表面积，实现了对油品中水滴的破乳捕获以及快速凝聚，提高了燃油脱水效率。

技术领域

本发明涉及汽油、航煤石油化工等油水分离材料技术领域，特别是涉及一种油水分离聚结纤维材料及其制备方法和应用。

背景技术

油料中的水常常以自由水或溶解水的形式存在。自由水由于重力作用沉积于油箱(或油罐)的底部，当油料受到扰动时，特别是在泵送的情况下，自由水会分散在燃料中，形成乳化水。乳化水的尺寸非常小，一般在0.1-10μm之间。当水和油形成稳定的乳化液时，分离这些尺寸微小的乳化水则更加困难。分离水污染的常用技术有重力分离、离心分离、电场分离、真空分离、吸附分离和聚结分离。聚结分离技术是目前应用最为广泛的。

聚结过滤分离器是通过过滤和分离的方法对油料起到清除水分和固体杂质的作用。聚结过滤分离器主要是由聚结滤芯和分离滤芯两种搭配组成，其中聚结滤芯是分离器的核心部分。燃料及其携带的固体颗粒和水分从进口流入聚结滤芯的内部，聚结滤芯兼有过滤固体颗粒和聚结水滴的两种功效，其中固体颗粒被过滤层阻挡在聚结滤芯的内部，实现固、液分离；小水滴被破乳层和聚结层聚结成大水滴后，被分离滤芯阻挡在其外部，依靠重力沉降在底部，实现油、水分离；洁净的燃料经分离滤芯从出口流出。聚结滤芯的性能好坏对整个过滤分离器的过滤分离效果有很大影响。

影响聚结过滤分离器的性能的因素，包括纤维的表面润湿性、纤维的尺寸、纤维的排布和孔隙率等、目前过滤分离器中聚结材料以玻璃纤维为主，能够满足汽油、柴油等油料的处理要求，但对分离效率要求高的喷气燃料在油水分离效率上还有一定差距，不能满足需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中玻璃纤维由于油水分离效率不高而不能满足喷气燃料在油水分离需求的技术缺陷，而提供一种油水分离聚结纤维材料，该油水分离聚结纤维材料的纤维表面上有不同尺寸颗粒沉积形成的突起结构，从而增大了聚结纤维材料的比表面积，实现了对油品中水滴的破乳捕获以及快速凝聚，提高了燃油的油水分离效率。

本发明的另一方面，是提供上述油水分离聚结纤维材料的制备方法。

本发明的另一方面，是提供上述油水分离聚结纤维材料在水油分离中的应用。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种油水分离用聚结纤维材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将无机粉体材料均匀分散于分散溶液中，制成浓度为0.05％-1％的无机粉体分散液；

步骤2：将步骤1制成的无机粉体分散液喷覆于纤维基体表面；

或者，将纤维基体浸泡在步骤1制成的无机粉体分散液中；

步骤3：干燥处理得聚结纤维材料。

在上述技术方案中，步骤1中所述无机粉体材料为二氧化硅、石墨烯和氧化铝中的一种或任意比例的混合。

在上述技术方案中，所述无机粉体材料的粒径为10nm-20μm。

在上述技术方案中，步骤1中所述分散溶液为无水乙醇或蒸馏水中的一种或任意比例的混合。

在上述技术方案中，步骤2中所述纤维基体为玻璃纤维。

在上述技术方案中，步骤2重复1-10次直至无机粉体材料在纤维基体表面沉积。