Huile a une « or noir », « le sang de l'industrie moderne » dans le monde, il joue un rôle important dans l'industrie moderne et de l'énergie. Cependant, ces dernières années, de plus en exploitation plus fréquente des ressources marines et le transport, les déversements d'hydrocarbures en mer et autres situations d'urgence se produire avec une fréquence croissante, et la pollution résultant de l'environnement marin et les pertes économiques de plus en plus graves, tels que les « angströms Eriksson Valdez « de fuite de camion-citerne, le golfe du Mexique déversement de pétrole, déversement de pétrole Penglai et d'autres accidents non seulement causer d'énormes pertes économiques, mais aussi à l'environnement marin ont causé des dommages graves.
traitement d'urgence en cas de déversement d'hydrocarbures en mer
Figure 1 marine traitement d'urgence en cas de déversement de pétrole et de grands enjeux
Après le déversement se produit, en général, les premiers contrôles de l'enceinte, de limiter la propagation du pétrole déversé, puis traité (fig. 1) par des procédés physiques, chimiques et biologiques.
Procédé d'adsorption des déversements d'huile en utilisant l'adsorbant physique, le recyclage et la réutilisation, le déversement d'hydrocarbures est un procédé efficace d'élimination. Déversement matériau adsorbant poreux est en général des matériaux oléophiles par les forces capillaires peut être absorbé et stocké dans le matériau de déversement de trou, après centrifugation, la force de pression tels que des trous d'adsorption récupérés déversement de pétrole.
Généralement matériaux adsorbants utilisés sont les suivants: matériau adsorbant poreux inorganique, tel que la perlite, l'argile, la zéolite, les matériaux organiques naturels, tels que des fibres de bois, de paille, de sciure de bois; adsorbant synthétique, feutre de fibres de polypropylène, de mousse de polyuréthane, les fibres de polystyrène. Depuis la marée noire facilement diffuse, volatile, et facilement émulsionné dans l'action des vagues, et donc, l'adsorbant pour l'élimination des déversements d'hydrocarbures doit être plus rapide taux d'absorption d'huile, taux élevé d'absorption d'huile, des caractéristiques de faible absorption d'eau.
Cependant, ces adsorbant de l'eau conventionnelle mauvaise sélectivité pendant l'absorbant d'aspiration; vitesse d'absorption d'huile de haute viscosité est lent et inefficace, limiter l'application de la matière adsorbante dans le déversement de pétrole.
Comment améliorer le matériau adsorbant sélectif de l'eau
La figure 2 l'angle de contact surface solide schématique
Le déversement sur l'adsorbant doit seulement-absorbant de l'huile, l'huile adsorbant comment ne absorbant, mais aussi de l'entretien de mouillabilité de surface solide.
Nous avons évalué par l'angle de contact peut répartir le liquide sur la surface solide. Dans l'air, la gouttelette est placée sur une surface solide (surface solide absolument lisse, des propriétés uniformes), l'angle de contact [theta] (Fig. 2) est un solide - système de liquide lorsque la plus faible énergie, solide - - gaz et de l'interface gaz-liquide - gaz l'angle formé entre l'interface 1805 proposé par le physicien britannique T.Young. L'analyse de liquide de mouillage peut être une surface solide selon l'angle de contact de fluide, typiquement de 90 °, comme la limite, [theta] > 90 ° est lyophobe (liquide ne se propage pas spontanément sur une surface solide), < À 90 ° lyophile (liquide à se répandre spontanément sur une surface solide).
Il n'absorbe pas adsorbant l'eau nécessaire que l'angle de contact d'huile aussi grande que possible pour améliorer le matériau diminue l'angle de contact de l'eau à l'huile, à savoir, augmenter le caractère hydrophobe du matériau lipophile. Comment concevoir cette adsorbants très sélectifs il?
superhydrophobes Marine - séparateur conception matière d'eau huileuse transgressive
oie figure 3 et plumes de canard de structure
4 une vue schématique d'une surface superhydrophobe
Ces dernières années, la montée de la technologie bionique pour l'élimination du développement matériel absorbant de déversement de pétrole fournit une nouvelle idée. Nature comme les canards, les oies et les plumes comme l'eau sans coller huile visqueuse dans l'eau mais facilement, parce que la surface de ces animaux avec des plumes micro nanostructures uniques (fig. 3) et les molécules d'énergie à faible surface.
Dans un aspect, l'interaction de faible énergie de surface avec les molécules d'eau est très faible, de sorte que les gouttelettes d'eau ont tendance à faible énergie de surface sur les molécules de la surface de la contraction sphérique; microfabrication de la main pour être attaché air emprisonné pour former une surface de couche d'air (figure 4). diminuer la surface solide en contact avec de l'eau. L'effet synergique des structures micro et nano avec une faible énergie de surface des molécules, la surface sous un petit angle d'inclinaison (moins de 10 °), le contact des gouttelettes d'eau angles supérieurs à 150 ° et peut rouler, on parle état superhydrophobe. Et à cause de la tension superficielle de l'huile (lv = 20-30 mNm-1) est beaucoup moins que la tension superficielle de l'eau (lv = 72,1 mN m-1), il est possible de surface présente spontanément mouillée beaucoup oléophile état de surplus (des angles de contact d'huile de moins de 10 °).
Ainsi, la conception et la structure micro-nano faible surface sur la surface, peut améliorer efficacement le matériau absorbant d'huile d'absorption d'huile, hydrophobe, et parce que la surface de la force capillaire provoquée par des structures micro-nano, de telle sorte que la capacité d'adsorption du réservoir est grandement améliorée.
Ocean superhydrophobes - matériaux séparateurs d'eau huileux transgressifs la recherche et la production à grande échelle
5 super-hydrophobe - Super déversement de pétrole lipophile matériau absorbant et de la production à grande échelle
Récemment, Ningbo Institut de technologie des matériaux et en génie, l'Académie chinoise de l'équipe du milieu marin des matériaux mis au point une série de super-hydrophobe - matériaux super-lipophiles, le développement de nouveaux matériaux intelligents basés sur ces équipements d'intervention en cas de déversement de pétrole.
En contrôlant la taille des pores du matériau, la conception et le contrôle de l'énergie de surface, développé superhydrophobe - Super métal oléophile et matériaux polymères, respectivement, pour obtenir de l'eau au pétrole brut, d'huile lourde, l'huile légère, le diesel, l'essence, les liquides organiques et organiques sous-marine liquide chimique ou similaire et efficacement récupéré adsorbé. De plus, afin d'adapter à l'environnement marin dur, le développement d'un revêtement résistant à la corrosion.
À l'heure actuelle, les lignes de production et la technologie connexe a été transférée transformation à Shanghai Fengxian, Dongying a établi deux bases de production, la formation de Nissan 60.000 mètres carrés de l'échelle de production. Cette technique a été développée sur la base de l'absorption feutre matériaux super-hydrophobes, des matériaux textiles superhydrophobes en trois dimensions, un matériau en bande super-hydrophobe, un matériau de haute de rampes de performance, adsorbant de matières organiques et d'autres produits sous-marins.
invasion marine super-intelligents systèmes d'équipement de séparation eau-huile
La figure 6 infiltration schématique intelligence du système d'équipement de séparation huile-eau ultra marine
Basé sur le développement d'un matériau poreux absorbant l'huile et l'huile nette, l'équipe des matériaux de l'environnement marin est un parc industriel commun dans les entreprises liées à Beidou Shanghai pour développer 50.000 mètres carrés de systèmes d'équipement d'intervention en cas de déversement d'huile marine intelligente.
Le système d'intervention en cas de déversement d'huile intelligente pour tirer parti des systèmes de navigation Beidou et des véhicules aériens sans pilote pour détecter les déversements d'hydrocarbures dans la mer par le système de traitement d'images de déversement de pétrole. Quand ils trouvent déversement de pétrole, système de récupération des déversements d'hydrocarbures et sélectionnera automatiquement commander le navire et personne ne est allé à la récupération des déversements d'hydrocarbures du site de déversement de pétrole, déversement d'huile traitée de la mer. Depuis les oléophiles super-hydrophobe et les propriétés hydrophobes du matériau, qui a une très faible résistance à des rangées de glisser dans l'eau, de sorte que le système utilise deux bateaux sans pilote à grande vitesse de remorquage l'adsorbant sur le site de déversement.
Construit adsorbant conduite d'aspiration bionique, la structure du réseau, les pompes de pipeline, deux système de purification, le système de détection en ligne de la teneur en huile. Après l'huile de matériau d'adsorption, une pompe à travers une conduite, l'étape de purification par étape dans le ballon-réservoir par le sac réservoir superoleophobic - matériau super-hydrophile, l'huile est séparée de l'étape de purification par étape, et finalement transporté vers le récipient de stockage, l'adsorbant externe couche fibreuse flexible en utilisant une structure en treillis pour empêcher la vague qui casse ou détérioration de la matière, des moyens pour la surveillance en ligne d'aspiration d'eau de mer vérification en ligne, vérifier si la cible de l'eau de mer, eau de mer, si la non-conformité, le système sera à nouveau propres.
La recherche devrait réaliser le traitement et le recyclage rapide et efficace des déversements d'hydrocarbures au cours des incidents de déversements d'hydrocarbures.
