[发明专利]一种多元化浸润性球状填料用油水分离装置及其分离方法

权利要求书

1.一种多元化浸润性球状颗粒规整填料用油水分离装置，其特征在于：包括紧固和装填填料的组件(1)以及装填于装置内的球状颗粒(2)，所述球状颗粒(2)包括球状颗粒I(21)、球状颗粒II(22)、球状颗粒III(23)和球状颗粒IV(24)，所述球状颗粒Ⅰ(21)和球状颗粒Ⅱ(22)具有亲油疏水的浸润性，所述球状颗粒Ⅲ(23)和球状颗粒Ⅳ(24)具有亲水疏油的浸润性；

所述紧固和装填填料的组件(1)包括保持架(11)、盖板(12)和底板(13)，所述盖板(12)和底板(13)分别设置在保持架(11)上端和下端，所述盖板(12)、保持架(11)和底板(13)之前形成空腔体，所述球状颗粒(2)设置在空腔体内，所述球状颗粒I(21)、球状颗粒II(22)、球状颗粒III(23)和球状颗粒IV(24)由盖板(12)向底板(13)依次分层铺设，所述球状颗粒(2)由盖板(12)向底板(13)对油的浸润性依次递减，所述球状颗粒(2)由盖板(12)向底板(13)对水的浸润性依次递增，所述盖板(12)上端为出口，所述底板(13)的下端为油水混合物的入口，所述底板(13)的上端和盖板(12)的下端焊接着用于固定球状颗粒(2)的网架(15)。

2.根据权利要求1所述的一种多元化浸润性球状颗粒规整填料用油水分离装置，其特征在于：所述盖板(12)通过双头螺栓(121)与保持架(11)紧固。

3.根据权利要求1所述的一种多元化浸润性球状颗粒规整填料用油水分离装置，其特征在于：所述保持架(11)四周通过普通螺栓(14)紧固。

4.根据权利要求1所述的一种多元化浸润性球状颗粒规整填料用油水分离装置，其特征在于：所述底板(13)的材料为金属，所述底板(13)表面涂覆有亲水疏油的浸润性材料。

5.根据权利要求1所述的一种多元化浸润性球状颗粒规整填料用油水分离装置，其特征在于：所述盖板(12)的材料为金属，所述盖板(12)表面涂覆有亲油疏水的浸润性材料。

6.根据权利要求1所述的一种多元化浸润性球状颗粒规整填料用油水分离装置，其特征在于：所述底板(13)嵌套在保持架(11)底部上。

7.根据权利要求1所述的一种多元化浸润性球状颗粒规整填料用油水分离装置，其特征在于：所述网架(15)交点处设有小孔(151)，所述球状颗粒(2)上均设置有小孔(25)，所述小孔(25)穿透于球状颗粒(2)表面，所述球状颗粒(2)的小孔(25)的尺寸与网架(15)交点处的小孔(151)的尺寸相同，所述球状颗粒(2)的小孔(25)与网架(15)交点处的小孔(151)通过塑料杆或金属杆连接，实现球状颗粒(2)落在网架(15)上。

8.根据权利要求7所述的一种多元化浸润性球状颗粒规整填料用油水分离装置，其特征在于：所述球状颗粒(2)上设有多个小孔(25)，相邻两所述球状颗粒(2)之间的小孔(25)用金属杆或塑料杆连接，实现球形颗粒(2)落在底板(13)上。

9.一种使用如权利要求1-8任一项所述的一种多元化浸润性球状颗粒规整填料用油水分离装置的分离方法，其特征在于：油水混合物由底板(13)的下方进入网架(15)上方的球状颗粒Ⅳ(24)所在区域，油水混合物沿着球状颗粒Ⅳ(24)形成的孔隙，流经表面已经进行过改性的具有亲水疏油浸润性的球状颗粒Ⅳ(24)，不仅提高了油水混合物中水相与球状颗粒Ⅳ(24)的碰撞概率，而且亲水疏油的浸润性表面使水相在球状颗粒Ⅳ(24)的表面进行铺展和附着，不断聚结成为水滴，由于重力的作用以及油水密度的差别，油水混合物中的水相会向规整填料的底部聚集；

油水混合物中的油相接触到球状颗粒Ⅳ(24)的疏油的表面会被排斥继续向上运动至球状颗粒Ⅲ(23)所在的区域，混合物中剩余少量未被粘附的水相与大量油相流经球状颗粒Ⅲ(23)的孔隙，由于球状颗粒Ⅲ(23)具有亲水疏油的浸润性，加大了混合物中剩余少量水相与球状颗粒Ⅲ(23)的碰撞概率，使得混合物中的剩余水相在球状颗粒Ⅲ(23)的表面进行铺展和附着，最终凝聚成水滴向下聚集；

混合物中的油相继续受到球状颗粒Ⅲ(23)疏油性表面的排斥而向上运动到球状颗粒Ⅱ(22)所在区域，油相中极少的水分的油相流经球状颗粒Ⅱ(22)的孔隙，加大了油相与球状颗粒Ⅱ(22)的碰撞概率，使得油相在球状颗粒Ⅱ(22)的表面进行铺展和附着，最终聚结成油滴脱落，由于油相密度较小，会向上聚集在球状颗粒Ⅱ(22)的上部形成更大的油滴，而油相中极少的水受到排斥，游离在填料的孔隙处，由于水的密度较大，会向下附着在球状颗粒Ⅲ(23)，然后聚结成较大的水滴一层一层的向下聚结，最终聚集到规整填料的底部；

聚集在球状颗粒Ⅱ(22)的上部形成更大的油滴则继续向上流经球状颗粒Ⅰ(21)所在区域，亲油性的表面浸润性会使油滴大幅提高聚结效果从而形成大油滴上浮，即使有极少油相中含有的水分也会收到疏水的表面排斥从而一层一层向下聚结，最终聚集到规整填料的底部，最终在整个球状颗粒(2)规整填料的上部可获得分离透彻纯度高的油，而下部则为纯度高的水。