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《海上泄漏石油回收装置的设计【文献综述】》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、毕业设计文献综述机械设计制造及其自动化海上泄漏石油回收装置的设计一、前言随着石油工业和海上石油运输的发展,海洋的石油污染已充分引起了公众的重视。石油作为全球性的污染物,正以大大超过其它污染物的量进入海洋。据统计,全球每年生产的32亿吨石油中,约有1/1000即320万吨进入海洋环境。通常1吨石油可在海上形成覆盖12km2范围的油膜,由此形成的大面积油膜将阻隔正常的海气交换过程,使气候异常,影响了生物链的循环,从而破坏了海洋生态平衡,而且也浪费了宝贵的石油资源。我国自1972年以来发生100吨以上的溢油污染事故22起,近年来海上石油泄漏事故剧增。因此,防
2、止石油污染应引起各有关方面的重视[1]。本文主要在研究和探讨的基础上设计一个海上泄漏石油回收装置系统。首先进行了对海上石油泄漏处理方法介绍，分析和总结了海上石油泄漏处理中存在的缺陷，在此基础上，详细介绍海上石油泄漏处理中撇油器在国内外发展的状况，详细研究了各种撇油器所运用的原理。这样使得设计者能够快速根据原理进行比较，综合考虑后进行吸油口的设计。最后，论文对全文进行了总结，并提出了再进一步研究的展望。二、课题研究的背景海上石油泄漏事故发生后,原油中的轻质成分会渐渐挥发,重质油在溢入水中的最初几小时内会发生乳化作用,使油的黏度达到103cm2/s。随着油
3、膜的风化和浮粒物的增多,会使黏度增大到104cm2/s。残留在水上的油块,最终形成大小几mm到几cm的具有软心硬壳的焦油球,可漂浮在水面,悬浮于水中或沉没于水底。因此油品在水中时间越长,其可回收性就越差。而且由于溢油浮化含水量增加,回收总量增大,对临时贮存装置的要求也更高,应尽快回收。回收溢油既保护了环境,又收回了资源,是最理想的结果。溢油回收器是指在水面捕集浮油的机械装置。撇油器(OilSkimmer)是主要的收油装置之一,其适用范围广,收油效果好,抗风等级高,适用于中等以上规模或大面积集中回收溢油。选用撇油器时首先要看油的品种,特别要注意的是油的黏
4、度;其次要考虑的是作业环境和回收速率。不同原理的撇油器或同一原理而结构不同的撇油器,其适宜回收的油品黏度差别很大,适宜的条件和回收效率也不一样。海上浮油收集过程包括回收船、拖船、围油栏、撇油器、输油泵、临时贮存设备,撇油器只是浮油回收链中的一环。回收链的表现很大程度上要看当时的天气、海况、溢油范围和油的种类、是否存在浮渣、船舶驾驶技术、围油栏形状、撇油器类型、输油泵类型和能力,最后还有贮存量的大小,哪一个环节较差都会影响到整个过程的表现。而只有及时回收被围油栏围住的浮油,才能确保围油栏安全、可靠地使用。围而不收,必然导致围油栏的失效。因而,撇油器是浮油
5、回收系统的核心部分[2]。常用的是在海上石油泄漏事故发生后及时应用围油栏将溢油围控,阻止其进一步的扩散和漂移,然后将撇油器放入围油栏形成的围控区域内进行溢油回收。但由于事故地点的海况或位置等原因而没能及时将溢油围控,溢油已经扩散和漂移时,一般会在海面上形成一条很长的油带,很难采用围油栏进行封闭围控,因此回收扩散开的溢油时,现在常用的方法是将撇油器侧挂在船舷边,然后从船上通过固定杆斜向外伸出一小段围油栏,在收油船沿着油带运动时,围油栏将水上漂浮的溢油导流到撇油器处实现回收。现在常用的撇油器在应对大规模溢油回收时存在着比较严重的缺陷。第一种方法实际上就是应
6、用撇油器在围油栏封闭围控区域内的某一点上进行溢油回收,可以称之为“点式”回收。这种回收的缺陷就是撇油器在较大的围控区域内工作,致使其工作时的油膜厚度不足,难以充分发挥撇油器的性能,并且由于围控区域的封闭性,油膜厚度下降是必然趋势,所用撇油器效率也将逐渐下降,当油膜厚度下降到1mm以下后大部分的撇油器已经基本失效。而第二种是船舶携带撇油器在溢油扩散成的带状区域上运动,将围油栏可以接触到的溢油导流到撇油器附近进行回收,可以称之为“线式”溢油回。但这种回收缺陷由于外伸围油栏的结构限制,致使溢油回收的宽度有限,一般清污船的单侧回收油膜宽度不超过10m。另外,由
7、于撇油器和船舶固接在一起,船舶在行进中的纵摇、横摇和垂荡运动严重影响撇油器的回收性能[3]。三、国内外研究现状撇油器可以是自由漂浮的,安装在船舷旁的,建在船上的,置于围油栏顶点的,由吊臂控制或手持的等。实际应用中的撇油器的工作原理有吸附/亲油、机械传输、抽吸、倾斜板、涡旋、过滤等[4]。2.1 吸附/亲油原理该原理是利用油粘附在某些物质上的能力(如聚丙烯、PVC和铝便是很好的吸附物质)让浮油吸附在一个运动的表面上,然后被带出水面,最后通过刮擦或挤压转移至贮油槽或输油泵中[5]。这种形式的撇油器可以是旋转的盘片、鼓或刷子,也可以是吸油带、拖绳或硬毛刷,如
8、图1所示。硬毛刷和齿形盘片还综合了机械传输原理。(1)黏度范围。纯粹吸附作用时的最大黏度值为1
