一種水面浮油的收集裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水面浮油的收集裝置，包括防護罩、超疏水超親油濾芯、通氣管、密封圈、連接件、集油腔、排油口蓋子以及墜子。防護罩與連接件螺紋連接。超疏水超親油濾芯為底部裝有法蘭的柱型網(wǎng)狀濾芯，與連接件螺栓連接；通氣管可直接插入連接件上的通氣孔內(nèi)。密封圈位于濾芯和連接件之間。連接件下部裝有集油腔。排油口蓋子與集油腔螺紋連接。墜子重量的選擇標(biāo)準(zhǔn)是使得濾芯初始工作狀態(tài)時高度的5%置于水面浮油的油面之下。本發(fā)明裝置具有高效率、高純度、無動力、長壽命、易保養(yǎng)、易操作且環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點，可有效收集大面積水面浮油。
【專利說明】一種水面浮油的收集裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水面浮油的高效率、高純度、無動力收集裝置，尤其涉及一種水面浮油收集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]海上石油開采、運輸、存貯過程中的漏油事故嚴重污染了海洋環(huán)境并給人類造成巨大經(jīng)濟損失。2010年美國墨西哥灣“深水地平線”海上鉆井平臺的爆炸和沉沒泄漏了 490萬桶原油，威脅幾千種海洋生物，并導(dǎo)致幾十億美元的經(jīng)濟損失?，F(xiàn)有的水面浮油處理方法主要分為收集(如使用圍油欄、吸油泵、撇油器等)和去除(如使用焚燒、分散劑、吃油微生物)兩種。由于石油是一種不可再生資源，漏油去除法會造成更嚴重的損失。與去除法相t匕，水面浮油收集法能挽回一定的經(jīng)濟損失。然而現(xiàn)有商業(yè)的水面浮油收集裝置存在效率差、集油純度低、裝置復(fù)雜、成本高等缺點。墨西哥灣漏油事件中采用了 2063個各種類型的浮油收集裝置，但回收浮油所占總漏油的比例極小，其中全球最大的浮油收集船“鯨魚號”由于幾乎只能收集海水而不得不退出墨西哥灣。
[0003]近年來，超疏水超親油材料由于對水和油具有相反的極端潤濕性而被用于水面浮油收集的研究。專利CN102979066A公開了一種吸附與分離水面溢油的裝置，通過盛放于超疏水-超親油金屬絲網(wǎng)內(nèi)的塊狀聚氨酯海綿來吸附浮油，但由于每次吸附后得通過擠壓才能收集浮油，故不便應(yīng)用于海上大面積浮油的去除。專利CN103276707A公開了一種浮油收集設(shè)備及其制備方法和應(yīng)用，通過管子和泵將超疏水超親油多孔材料所吸附的浮油收集起來，但泵壓較高時，水會進入多孔材料和收集裝置，使得所收集油的純度降低，特別是該浮油收集設(shè)備為無防護裝置的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，極易被復(fù)雜的海況(如大風(fēng)大浪、漂浮物)破壞。專利CN103255749A公開了一種海上浮油收集裝置，該裝置由輪葉、附有疏水親油網(wǎng)的浮桶及收油管所組成，但該發(fā)明需要在收油船的拖動下工作，難以在淺水和礁石環(huán)境下使用。專利CN102464381A公開了一種水面浮油的收集方法，將多孔疏水親油層覆蓋在集油腔式外壁，依靠油和水不同的界面張力來吸附油，但該方法采用的多孔親油層為覆膜硅砂，疏水和親油能力差，疏水親油層的壓差在0-20kPa時，油和水透過疏水親油層的體積流量之比達至IJ 1.5-3: 1，導(dǎo)致收集效率低，所收集油的純度較差(小于85%)，且覆膜硅砂失效后難于更換，此外，該裝置表面被油膜覆蓋后，由于內(nèi)外壓力差，浮油很難進入集油腔室。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種高效率、高純度、無動力、長壽命、易保養(yǎng)、易操作的大面積水面浮油收集裝置。
[0005]本發(fā)明的一種水面浮油收集裝置，包括防護罩、超疏水超親油濾芯、通氣管、密封圈、連接件、集油腔、排油口蓋子和墜子。所述的防護罩材料可以是金屬或塑料，防護罩的頂部裝有提手，防護罩和連接件通過螺紋連接。所述的超疏水超親油濾芯為底部裝有法蘭的柱型網(wǎng)狀濾芯，材料可以是超疏水超親油金屬網(wǎng)或塑料網(wǎng)，孔徑為20納米至I厘米，孔隙率大于50%，對水的接觸角大于150°、對油的接觸角小于5°。超疏水超親油濾芯的法蘭與連接件的連接為螺栓連接。所述的通氣管的材料可以是金屬管或塑料管，管內(nèi)徑大于5毫米。所述的密封圈的材料為橡膠，位置處于超疏水超親油濾芯和連接件之間。所述的連接件的材料為金屬或塑料。所述的集油腔可以是不可折疊的金屬桶、塑料桶也可以是可折疊的軟油囊。集油腔與連接件的連接可以為螺紋連接、焊接或膠水連接。所述的排油口蓋子的材料可以是金屬或塑料，且與集油腔的排油口連接為螺紋連接。所述的墜子的材料可以為金屬、石塊或沙子。墜子重量的選擇標(biāo)準(zhǔn)是使得超疏水超親油濾芯初始工作狀態(tài)時高度的5%置于水面浮油的油面之下。
[0006]本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，具有以下幾方面優(yōu)點:
[0007]1、本發(fā)明裝置由于采用超疏水超親油濾芯，浮油在毛細力和自重的作用下進入集油腔，而水被完全排斥在濾芯外，因而所收集浮油的純度極高，達到99.9%以上，且對環(huán)境
無二次污染。
[0008]2、本發(fā)明裝置無需外加動力、適用場合靈活，既適用于大面積深海浮油的收集，又適用于淺水、有礁石環(huán)境的浮油收集。
[0009]3、本發(fā)明裝置效率極高，初始單位面積浮油收集速度達5千克/平方米.秒。
[0010]4、本發(fā)明裝置采用的防護罩能阻止水面硬質(zhì)漂浮物對超疏水超親油濾芯的傷害，提高了超疏水超疏油濾芯的使用壽命，且其頂部的提手使得本發(fā)明裝置易于搬運。
[0011]5、本發(fā)明專利可根據(jù)浮油面積及程度確定投放數(shù)量，投放回收方便，裝置可重復(fù)循環(huán)使用。
[0012]6、本發(fā)明專利的超疏水超親油濾芯易于更換，使得本發(fā)明裝置保養(yǎng)起來更簡便。
[0013]7、本發(fā)明裝置設(shè)有通氣管，消除了因油膜覆蓋濾芯導(dǎo)致的無法持續(xù)集油現(xiàn)象。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的水面浮油收集裝置示意圖(防護罩的局部被剖開)。
[0015]圖2是裝置初始工作狀態(tài)圖。
[0016]圖3是防護罩I的示意圖。
[0017]圖4為超疏水超未油濾芯2的不意圖。
[0018]圖5是連接件3的示意圖。
[0019]圖中:1為防護罩,2為超疏水超親油濾芯,3為通氣管,4為密封圈,5為連接件，
[0020]6為集油腔,7為排油口蓋子,8為墜子。圖中,9為水面浮油，10為水。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
[0022]實施例1
[0023]一種水面浮油收集裝置如圖1所示，包括防護罩1、超疏水超親油濾芯2、通氣管3、密封圈4、連接件5、集油腔6、排油口蓋子7以及墜子8。圖2為使用鋁合金材料加工的圓柱形防護罩。圖3為使用201不銹鋼材料加工的柱形超疏水超親油濾芯2，濾芯上不銹鋼網(wǎng)的孔徑為10微米。水在超疏水超親油濾芯2上的接觸角達160°。汽油、柴油、礦物油、植物油在超疏水超親油濾芯2上的接觸角均為0°。圖4為使用聚氯乙烯材料加工的圓柱形連接件。通過聚氯乙烯螺栓將超疏水超親油濾芯2、橡膠密封圈4和連接件5固定。通氣管3為內(nèi)徑10毫米、外徑12毫米的聚丙烯管。將通氣管3插入連接件5上的通氣孔中。防護罩I通過螺紋與連接件5固定。集油腔6為圓柱形聚氯乙烯桶，且通過膠水與連接件5永久性固定。排油口蓋子7的材料為聚氯乙烯，與集油腔6的排油口螺紋連接。墜子8為圓柱形不銹鋼塊，通過膠水與集油腔6永久性固定。
[0024]使用油紅將十六烷柴油的主要成分染成紅色便于觀察，并將紅色十六烷加入水中配置浮油厚度為1.3_的油水混合液來模擬水面漏油。將浮油收集裝置放入油水混合液中，初始工作狀態(tài)時超疏水超親油濾芯2初始工作狀態(tài)時高度的5%位于油面以下。浮油在毛細力和自重作用下穿過濾芯進入集油腔6內(nèi)。經(jīng)過10分鐘的收集，水面無肉眼可見浮油。所收集到浮油的純度達99.92%。
【權(quán)利要求】
1.一種水面浮油的收集裝置，包括防護罩(I)、超疏水超親油濾芯(2)、通氣管(3)、密封圈(4)、連接件(5)、集油腔(6)、排油口蓋子(7)和墜子(8);其特征在于:防護罩(I)的頂部裝有提手，防護罩(I)和連接件(5)通過螺紋連接；所述的超疏水超親油濾芯(2)為底部裝有法蘭的柱型網(wǎng)狀濾芯，對水的接觸角大于150°、對油的接觸角小于5°，超疏水超親油濾芯(2)的法蘭與連接件(5)的連接為螺栓連接；所述的通氣管(3)的內(nèi)徑大于5毫米；所述的密封圈(4)的材料為橡膠，位置處于超疏水超親油濾芯(2)和連接件(5)之間；所述的集油腔(6)是不可折疊的金屬桶、不可折疊的塑料桶或可折疊的軟油囊，集油腔(6)與連接件(5)的連接為螺紋連接、焊接或膠水連接；所述的排油口蓋子(7)與集油腔(6)的排油口連接為螺紋連接；所述的墜子(8)重量的選擇標(biāo)準(zhǔn)是使得超疏水超親油濾芯(2)初始工作狀態(tài)時高度的5%置于水面浮油的油面之下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水面浮油收集裝置，其特征在于，所述的防護罩(I)材料是金屬或塑料；所述的連接件(5)的材料為金屬或塑料；所述的排油口蓋子(7)的材料是金屬或塑料；所述的通氣管(3)的材料是金屬或塑料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水面浮油收集裝置，其特征在于，所述的超疏水超親油濾芯(2)的材料是超疏水超親油金屬網(wǎng)或塑料網(wǎng)，孔徑為20納米至I厘米，孔隙率大于50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水面浮油收集裝置，其特征在于，所述的墜子(8)的材料為金屬、石塊或沙子。
【文檔編號】E02B15/10GK103774629SQ201410023962
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月18日
【發(fā)明者】徐文驥, 宋金龍, 黃帥, 陸遙, 劉新 申請人:大連理工大學(xué)