聚結元件性質對水-柴油混合液聚結分離效果的影響

張　哲，王日杰，楊曉霞

作為柴油發動機的燃料，柴油在我國有著廣泛的應用。柴油本身含水量極低，但在存儲運輸的過程中有可能會混入水，對于船用柴油機更是如此。水的存在不僅會縮短柴油的保存時間，降低柴油的品質，還會對發動機造成潛在的危害［1］。因此在使用前除水是非常必要的。

油水分離的傳統方法為重力沉降法，油水兩相密度差Δρ越大，分散相液滴直徑d越大，則分離效果越好。但是，對于粒徑小于100μm的乳化態液滴，布朗運動的影響使得重力沉降分離法失效［2］。為了解決這一問題，許多對其進行替代或強化的方法應運而生，聚結法具有分離效果好、投入少、能耗低等優點，因此受到了人們越來越多的重視。

所謂聚結是指多個小液滴融合成1個較大液滴的過程，而聚結分離法是指將混合液通入纖維聚結材料，使其中分散相的液滴由微米級聚結增大至毫米級［3］，從而實現聚結后分散相液滴在重力的作用下自行從混合液中分離的方法。雖然聚結的機理尚未完全闡明，但仍可根據現有的機理對聚結過程做如下簡單描述［4-5］。混合液進入聚結床后，其中的分散相液滴與纖維發生碰撞進而在其表面鋪展，后續液滴不斷撞擊到纖維上并逐步在纖維間形成液膜，纖維間的液膜隨著混合液向下游方向運動，最終從聚結床中脫離。

影響聚結分離效果的因素可分成混合液性質、聚結元件性質以及工作參數3大類。本研究的聚結元件的性質包括水對纖維表面的潤濕性、聚結元件的長度［6］和空隙率［7］。……