JP5744220B2 - 油水分離装置及びその装置を含む浮遊油収集システム - Google Patents
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Description
油水分離装置を提供する。
以下の実施例において、石英砂は、永登藍天石英砂有限公司から購入された。
親油疎水性樹脂、硬化剤、可塑剤のメーカと商標は次のとおりである。
ポリアミド樹脂変性エポキシ樹脂:福清王牌精細化工有限公司
ポリビニルアルコール‐tert-ブチルアルデヒド変性エポキシ樹脂:山東聖泉化工株式会社
ジメチルベンゼン変性フェノール樹脂:山東聖泉化工株式会社
有機シリコン樹脂:ダウコーニング(アメリカ)
ポリウレタン樹脂:山東聖泉化工株式会社
ポリテトラフルオロエチレン:上海斉耐潤工貿有限公司
ポリジメチルシロキサン:ダウコーニング(アメリカ)
脂肪族アミン硬化剤:江陰天星保温材料有限公司
ポリアミド硬化剤:福清王牌精細化工有限公司
ヘキサメチレンテトラミン硬化剤:江陰天星保温材料有限公司
ジブチル錫ジラウレート:上海元吉化工有限公司
TDI三量体:順徳市勒流鎮博高塗料厂
フタル酸ジメチル(DMP)可塑剤:山東聯太化工有限公司
ポリエチレンワックス潤滑剤:北京化大天栄新材料技術有限公司
(1)標準油:芳香族を除去され、且つ再蒸留された30〜60℃の石油エーテルを用いて、油含有汚泥の試料から油製品を抽出し、無水硫酸ナトリウムで脱水した後、濾過し、濾過液を65℃の恒温箱内に置き、残留の石油エーテルを除去し尽し、標準油が得られる。
(2)標準油貯蔵溶液:標準油0.1gを正確に称量し、石油エーテルに溶解させ、100mlのメスフラスコに転移し、標線に希釈し、冷蔵庫に保存し、この溶液は1mlごとに1.00mgの油を含む。
(3)標準油使用溶液:使用する前に、前記基準油貯蔵溶液を石油エーテルで10倍に希釈し、この溶液は1mlごとに0.10mgの油を含む。
(4)無芳香族炭化水素の石油エーテル:(60〜90℃留分)
無芳香族炭化水素の石油エーテルの調製:カラムクロマトグラフィーにより60〜100目の大きな穴のミクロスフェアシリカゲルと70〜120目のクロマトグラフィーアルミナ(150〜160℃、4時間で活性化させる)を、完全に冷却する前に、内径25mm、高さ750mmのガラスカラム内に入れる。下層のシリコンゲルの高さは600 mmで、その上に厚さ50mmのアルミナが被覆される。市販の石油エーテル60〜90℃留分)をこのカラムにより、脱芳香族化する。細口びんに石油エーテルを収集し、紫外線分光光度計で水を参照とし225nmで、処理した石油エーテルを測定し、その透過率が80%以上になるようにする。
7つの50 mlのメスフラスコに、それぞれ0、2.00、4.00、8.00、12.00、20.00と25.00 mlの標準油使用溶液を入れて、石油エーテル(60〜90℃)で標線まで希釈する。紫外分光光度計で254 nmで、1cm石英セルを用いて、無芳香族炭化水素の石油エーテルを参照とし、吸光度を測定し、標準曲線を作成する。
(1)予め105℃で脱水された油含有汚泥の試料20gをろ紙で包んで、ソックスレー抽出器に入れ、丸底フラスコの中に1/2〜1/3体積の石油エーテルを入れ、6時間還流して冷却凝縮させる。
(2)無芳香族炭化水素の石油エーテルを用いて、上記による残留物質を溶解させ、これを100mlのメスフラスコに転移して定容し、標準試料とともに同じ条件で油泥試料の吸光度を測定する。
(3)標準曲線に油含有量を調べて、その中の油含有量を算出する。
本調製実施例は、本発明による表面に親油疎水性膜が被覆される被膜珪砂の調製を説明するためである。
平均粒径0.4mmの石英砂粒子3kg(密度が1.65g/cm3である)を250℃に加熱した後、混砂機に入れて攪拌した。その後、200℃に降温し、ポリアミド樹脂変性エポキシ樹脂0.15kgを入れて、樹脂を均一に石英砂粒子の表面に分布させるように十分に攪拌し、更に脂肪族アミン硬化剤(硬化剤と樹脂との重量比が2:100である)を入れて硬化を行い、最後に室温まで冷却し、粉砕して被膜珪砂(被覆層の厚さが1〜2μmである)が得られる。得られた被膜珪砂の真球度が0.72で、粒径の分布が320〜450μmである。
本調製実施例は、本発明による表面に親油疎水性膜が被覆される被膜珪砂の調製を説明するためである。
調製実施例1と同様の方法により被膜粒子を調製し、異なるのは、硬化剤を入れる前にフタル酸ジメチル(DMP)可塑剤を添加し、それと樹脂との重量比が10:100で、十分に攪拌を行うことである。得られた被膜珪砂は被覆層の厚さが2〜3μmで、真球度が0.75で、粒径の分布が350〜430μmである。
本調製実施例は、本発明による表面に親油疎水性膜が被覆される被膜珪砂の調製を説明するためである。
調製実施例1と同様の方法により被膜粒子を調製し、異なるのは、樹脂が硬化し始め、且つ凝集(凝塊)になる前に、潤滑剤のポリエチレンワックスを添加し、それと樹脂との重量比が2:100であり、均一に攪拌を行うことである。得られた被膜珪砂は被覆層の厚さが0.5〜1μmで、真球度が0.78で、粒径の分布が380〜420μmである。
本調製実施例は、本発明による表面に親油疎水性膜が被覆される被膜珪砂の調製を説明するためである。
調製実施例1と同様の方法により被膜粒子を調製し、異なるのは、ポリアミド樹脂変性エポキシ樹脂と石英砂粒子との重量比が0.5:100であることである。得られた被膜珪砂は被覆層の厚さが0.1〜0.5μmで、真球度が0.73で、粒径が350〜430μmである。
本調製実施例は、本発明による表面に親油疎水性膜に被覆される被膜珪砂の調製を説明するためのものである。
調製実施例1と同様の方法により被膜粒子を調製し、異なるのは、ポリアミド樹脂変性エポキシ樹脂と石英砂粒子との重量比が12:100であることであり、得られた被膜珪砂被覆層の厚さが4〜5μm、真球度が0.75、粒径が360〜450μmである。
本調製実施例は、本発明による表面に親油疎水性膜が被覆される被膜珪砂の調製を説明するためである。
平均粒径0.4mmの石英砂粒子2kgを400℃まで加熱し、ポリビニルアルコール‐tert-ブチルアルデヒド変性エポキシ樹脂0.04kgを添加して、樹脂を均一に石英砂粒子の表面に分布させるように十分に攪拌を行い、更にポリアミド硬化剤(樹脂との重量比が5:100である)を入れて、硬化を行うことにより、石英砂粒子の表面に樹脂被膜を形成する。その後、室温まで冷却し、粉砕且つ篩分し、被膜珪砂(被覆層の厚さが1〜2μmである)が得られる。得られた被膜珪砂は真球度が0.75で、粒径が320〜450μmである。
本調製実施例は、本発明による表面に親油疎水性膜が被覆される被膜珪砂の調製を説明するためである。
平均粒径0.8mmの珪砂5kgを100℃まで加熱した後、ジメチルベンゼン変性フェノール樹脂0.3kgを添加すると同時に、ヘキサメチレンテトラミン硬化剤(樹脂との重量比が12:100)を入れて、添加されたフェノール樹脂及び硬化剤がそれぞれ均一になるように十分に攪拌する。その後、室温まで冷却し、粉砕、篩分した後、本発明の親油疎水性(hydrophobic-lipophilic)被膜粒子が得られる。得られた被膜珪砂は被覆層の厚さが5〜6μmで、真球度が0.72で、粒径が750〜825μmである。
本調製実施例は、本発明による表面に親油疎水性膜が被覆される被膜珪砂の調製を説明するためである。
調製実施例1と同様の方法により被膜粒子を調製し、異なるのは、ポリアミド樹脂変性エポキシ樹脂の代わりに有機シリコン樹脂を使用し、硬化剤の代わりにジブチル錫ジラウレートを使用することである。得られた被膜珪砂は被覆層の厚さが1〜2μmで、真球度が0.75で、粒径が320〜450μmである。
本調製実施例は、本発明による表面に親油疎水性膜が被覆される被膜珪砂の調製を説明するためである。
調製実施例1と同様の方法により被膜粒子を調製し、異なるのは、ポリアミド樹脂変性エポキシ樹脂の代わりにポリウレタン樹脂を使用し、硬化剤の代わりにTDI三量体が使用することである。得られた被膜珪砂は被覆層の厚さが1〜2μmで、真球度が0.73で、粒径が320〜450μmである。
本調製実施例は、本発明による表面に親油疎水性膜が被覆される被膜珪砂の調製を説明するためである。
調製実施例1と同様の方法により被膜粒子を調製し、異なるのは、ポリアミド樹脂変性エポキシ樹脂の代わりにポリテトラフルオロエチレンを使用し、且つ硬化剤を使用しないことである。得られた被膜珪砂は被覆層の厚さが1〜2μmで、真球度が0.71で、粒径が320〜450μmである。
本調製実施例は、本発明による表面に親油疎水性膜が被覆される被膜珪砂の調製を説明するためである。
調製実施例1と同様の方法により被膜粒子を調製し、異なるのは、ポリアミド樹脂変性エポキシ樹脂の代わりにポリジメチルシロキサンを使用し、且つ硬化剤を使用しないことである。得られた被膜珪砂は被覆層の厚さが1〜2μmで、真球度が0.73で、粒径が320〜450μmである。
本調製実施例は、本発明による表面に親油疎水性膜が被覆される被膜珪砂の調製を説明するためである。
調製実施例1と同様の方法により被膜粒子を調製し、異なるのは、ポリアミド樹脂変性エポキシ樹脂3kgの代わりにポリアミド樹脂変性エポキシ樹脂2kgとポリビニルアルコール‐tert-ブチルアルデヒド変性エポキシ樹脂1kgを使用することである。得られた被膜珪砂は被覆層の厚さが1〜2μmで、真球度が0.75で、粒径が320〜450μmである。
本調製実施例は、本発明による表面に親油疎水性膜が被覆される被膜珪砂の調製を説明するためである。
調製実施例1と同様の方法により被膜粒子を調製し、異なるのは、ポリアミド樹脂変性エポキシ樹脂の代わりにポリビニルアルコール‐tert-ブチルアルデヒド変性エポキシ樹脂0.5kgとジメチルベンゼン変性フェノール樹脂2.5kgを使用し、且つ硬化剤の代わりにポリアミド硬化剤(ポリビニルアルコール‐tert-ブチルアルデヒド変性エポキシ樹脂との重量比が5:100である)及びヘキサメチレンテトラミン(ジメチルベンゼン変性フェノール樹脂との重量比が5:100である)を使用することである。得られた被膜珪砂は被覆層の厚さが1〜2μmで、真球度が0.78で、粒径が320〜450μmである。
本調製実施例は、本発明による表面に親油疎水性膜が被覆される被膜珪砂の調製を説明するためである。
調製実施例1と同様の方法により被膜粒子を調製し、異なるのは、ポリアミド樹脂変性エポキシ樹脂の代わりにポリビニルアルコール‐tert-ブチルアルデヒド変性エポキシ樹脂0.5kg、ジメチルベンゼン変性フェノール樹脂1.5kgと有機シリコン樹脂1kgを使用し、且つ硬化剤の代わりにポリアミド硬化剤(ポリビニルアルコール‐tert-ブチルアルデヒド変性エポキシ樹脂との重量比が5:100である)、ヘキサメチレンテトラミン(ジメチルベンゼン変性フェノール樹脂との重量比が5:100である)、ジブチル錫ジラウレート(有機シリコン樹脂との重量比が5:100である)を使用することである。得られた被膜珪砂は被覆層の厚さが1〜2μmで、真球度が0.82で、粒径が320〜450μmである。
本調製実施例は、本発明による表面に親油疎水性膜が被覆される被膜珪砂の調製を説明するためである。
調製実施例1と同様の方法により被膜粒子を調製し、異なるのは、ポリアミド樹脂変性エポキシ樹脂の代わりにポリビニルアルコール‐tert-ブチルアルデヒド変性エポキシ樹脂1.5kgとポリウレタン樹脂1.5kgを使用し、且つ硬化剤の代わりにポリアミド硬化剤(ポリビニルアルコール‐tert-ブチルアルデヒド変性エポキシ樹脂との重量比が5:100である)及びTDI三量体(ポリウレタン樹脂との重量比が5:100である)を使用することである。得られた被膜珪砂は被覆層の厚さが1〜2μmで、真球度が0.78で、粒径が320〜450μmである。
本実施例は、本発明による油水分離装置の作成を説明するためである。
それぞれ体積50mlの球状のオイル回収チャンバー(PCポリカーボネート材料で形成され、オイル回収チャンバーの上部に油口が開口され、且つそれが配管に連通される)を、その他の一つの球状チャンバーの内部(PCポリカーボネート材料で形成される)に配置し、更にオイル回収チャンバーの壁とその他の一つの球形チャンバーの壁との間に、それぞれ調製実施例1〜15に調製された被膜珪砂(約30ml)を充填して、親油疎水性多孔層を形成する。前記その他の一つの球状チャンバーの壁によりその間に充填された被膜珪砂を固定させることによって、前記親油疎水性多孔層が前記オイル回収チャンバーの壁を被覆する。前記オイル回収チャンバーの壁及びその他の一つの球状チャンバーの壁には均一に分布された複数の貫通孔を有する。前記親油疎水性多孔層の厚さ、前記オイル回収チャンバーの壁とその他の一つの球状チャンバーの壁における複数の貫通孔の孔径、親油疎水性多孔層の空隙率、孔径、及び堆積密度は表1のように示す。
浮遊油収集システムにより水面浮遊油の収集を行う。前記浮遊油収集システムは、船体、船体に収納されたオイル収集装置、ポンプ、及びポンプと油水分離装置のオイル回収チャンバーを連結する配管を含む。前記水面浮遊油の収集方法は、前記実施例による20個の油水分離装置を、それぞれスチールワイヤにより柔軟的に連結し、更に前記油水分離装置を、浮遊油層を有する水面(それぞれ油水分離装置同士の距離が15〜20cmで、油水分離装置の体積の40〜50%を、浮遊油を有する水面下に位置させる)(1平方メートル当たりの水面上における浮遊油の量が1リットルで、浮遊油の密度が0.7〜0.8g/cm3である)、2.5時間で浮遊油を収集した後、ポンプを作動させ、配管を介して油水分離装置のオイル回収チャンバー内に収集された浮遊油をオイル収集装置内へ輸送してオイル収集装置内に貯蔵する。油吸収率は表1のように示す。
本実施例は、本発明による油水分離装置の作成を説明するためである。
体積100mlの立方体をオイル回収チャンバー(PCポリカーボネート材料で形成され、オイル回収チャンバーの側部に油口が開口され、且つそれが配管に連通する)とし、このオイル回収チャンバーの表面の一部に、実施例1による得られた被膜珪砂を敷設し、親油疎水性多孔層を形成する。親油疎水性多孔層の空隙率が35%で、孔径が480μmで、堆積密度が1.48g/cm3で、厚さが30mmであり、更に、前記親油疎水性多孔層の表面に親油疎水性多孔層の流動を限定するための固定層が形成され、且つ固定層には均一に分布された複数の貫通孔(貫通孔径が300μmである)を有し、前記オイル回収チャンバーの上部表面と固定層により油水分離チャンバーを形成し、前記油水分離チャンバー内に親油疎水性多孔層を(被膜珪砂の充填体積が約30mlである)充填する。前記オイル回収チャンバーの上部表面の壁には複数の貫通孔(貫通孔径が300μm)を有する。更に、実施例1〜15の方法により水面油膜の収集を行い、異なるのは、親油疎水性多孔層の表面又はその上を被覆し、親油疎水性多孔層の流動を限定するための固定層の表面の80%が、浮遊油を有する水面に接触することである。油吸収率は表1のように示す。
Claims (19)
- 壁(1)により囲まれたオイル回収チャンバー(2)を含む油水分離装置において、
前記壁(1)の表面の少なくとも一部が親油疎水性多孔層(3)に被覆され、
前記壁(1)の親油疎水性多孔層(3)に被覆される部分が、水とオイルを通過し得るようにされ、
親油疎水性多孔層(3)の表面又はその上を被覆し、親油疎水性多孔層の流動を限定するための固定層(4)を含み、且つ固定層(4)が水とオイルが通過し得るようにされ、
前記親油疎水性多孔層(3)は、その孔径が300〜850μmで、空隙率が10〜40%であり、
前記親油疎水性多孔層(3)が被膜珪砂の堆積物であり、
前記被膜珪砂は、その真球度が0.7以上で、粒径が300〜850μmで、堆積密度が1.4〜1.65g/cm 3 であることを特徴とする油水分離装置。 - 壁(1)と固定層(4)は、いずれも板状体であり、
固定層(4)、及び前記壁(1)の、親油疎水性多孔層(3)に被覆された部分には複数の貫通孔を有し、
固定層(4)、及び前記壁(1)の、親油疎水性多孔層(3)に被覆された部分が、貫通孔を介して水とオイルが通過し得るようにされていることを特徴とする請求項1に記載の油水分離装置。 - 前記貫通孔が、均一に固定層(4)、及び前記壁(1)の、親油疎水性多孔層(3)に被覆された部分に分布していることを特徴とする請求項2に記載の油水分離装置。
- 前記壁(1)の外面全体が親油疎水性多孔層(3)に被覆されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の油水分離装置。
- 壁(1)と固定層(4)の間に油水分離チャンバー(5)が形成され、親油疎水性多孔層(3)が油水分離チャンバー(5)の中に充填されることを特徴とする請求項4に記載の油水分離装置。
- 前記被膜珪砂は、その表面に被覆層が被覆された珪砂であり、
前記被膜珪砂は、珪砂と親油疎水性樹脂を混合して硬化することにより形成され、
前記貫通孔の直径は被膜珪砂の粒径以下であり、
前記被覆層の厚さは0.1〜10μmであることを特徴とする請求項5に記載の油水分離装置。 - 親油疎水性多孔層(3)の厚さは5〜50mmであり、
前記被膜珪砂は、その真球度が0.7〜0.95で、堆積密度が1.4〜1.5g/cm3であることを特徴とする請求項6に記載の油水分離装置。 - 前記親油疎水性樹脂と珪砂との重量比は0.2〜15:100であり、
前記親油疎水性樹脂は、親油疎水性エポキシ樹脂、親油疎水性フェノール樹脂、親油疎水性ポリウレタン樹脂、及び親油疎水性シリコン樹脂からなる群から選ばれる1種類又は2種類以上であることを特徴とする請求項6に記載の油水分離装置。 - 前記親油疎水性エポキシ樹脂は、グリシジルエーテル系エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂、グリシジルアミン系エポキシ樹脂、直鎖状脂肪族系エポキシ樹脂、脂環族系エポキシ樹脂、ポリサルファイドゴム変性エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂変性エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール‐tert-ブチルアルデヒド変性エポキシ樹脂、ニトリルゴム変性エポキシ樹脂、フェノール樹脂変性エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂変性エポキシ樹脂、尿素ホルムアルデヒドメラミン樹脂変性エポキシ樹脂、フルフラール樹脂変性エポキシ樹脂、ビニル樹脂変性エポキシ樹脂、イソシアネート樹脂変性エポキシ樹脂、及びシリコン樹脂変性エポキシ樹脂からなる群から選択される1種類又は2種類以上であることを特徴とする請求項8に記載の油水分離装置。
- 前記親油疎水性フェノール樹脂は、ジメチルベンゼン変性フェノール樹脂、エポキシ樹脂変性フェノール樹脂、及びシリコーン変性フェノール樹脂からなる群から選択される1種類又は2種類以上であることを特徴とする請求項8に記載の油水分離装置。
- 前記親油疎水性ポリウレタン樹脂は、有機ポリイソシアネート、ポリエーテルやポリエステルなどのオリゴマー多価アルコールからなる群から選択される1種類又は2種類により調製されたポリウレタン樹脂であることを特徴とする請求項8に記載の油水分離装置。
- 前記親油疎水性シリコン樹脂は、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、及びメチルトリクロロシランからなる群から選ばれる1種類又は2種類以上であることを特徴とする請求項8に記載の油水分離装置。
- 硬化用硬化剤と前記親油疎水性樹脂との重量比は1〜25:100であることを特徴とする請求項6に記載の油水分離装置。
- 前記油水分離チャンバー(5)はオイル回収チャンバー(2)に応じる形状を有することを特徴とする請求項5に記載の油水分離装置。
- 前記オイル回収チャンバー(2)は、球体、柱体又は錐体であり、
前記オイル回収チャンバー(2)の体積は50〜100mlであることを特徴とする請求項1又は14に記載の油水分離装置。 - 前記油水分離装置はオイル回収チャンバー(2)に連通する配管を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の油水分離装置。
- 少なくとも一つの油水分離装置を含む浮遊油収集システムにおいて、
前記油水分離装置は、請求項1乃至16のいずれか一項に記載の油水分離装置であることを特徴とする浮遊油収集システム。 - 前記油水分離装置は複数であり、
複数の油水分離装置が柔軟に連結されることを特徴とする請求項17に記載の浮遊油収集システム。 - ポンプ、ポンプと油水分離装置のオイル回収チャンバーとをそれぞれ連結する配管、ポンプからの浮遊油を貯蔵するためのオイル収集装置、及びオイル収集装置を収納するための船体を含むことを特徴とする請求項17又は18に記載の浮遊油収集システム。
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