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轧钢过程中冷轧废乳化液再生工艺研究

作　者: 熊星
导　师: 徐心茹
学　校: 华东理工大学
专　业: 化学工艺
关键词: 冷轧乳化油阴离子型破乳剂合成超声波磁吸附
分类号: X757
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

近年来国内外能源供需矛盾日渐突出,建立多元的能源供应体系,减少污染排放,实现可持续发展日益受到重视。轧钢过程中冷轧废乳化油循环再生利用成为国内外资源再生关注的课题。本论文针对轧钢过程中冷轧废乳化液再生工艺开展研究,通过等离子体发射光谱等分析方法对其性质进行了表征,分析了乳化原因及影响因素；评价了实验室不同类型的破乳剂对冷轧废乳化液的破乳效果并分析破乳机理；合成了高效的破乳剂、进行分子结构表征并测试其破乳效果；测试超声波和离心强化冷轧废乳化液破乳效果；最后进行了冷轧废乳化液工业放大试验。实验结果表明,不同批次的冷轧废乳化液含水率为50.0%～70.0%,机械杂质含量为3.0%～7.0%,90.0%以上的杂质为铁或铁的化合物。加入的非离子型破乳剂EC24、HB51和有机硅型S163等比原乳化液中加入的乳化剂具有更高的表面活性,从而使得乳化液的稳定性降低；在轧钢过程中带入的机械杂质主要以金属铁为主,带正电的铁离子吸附在液滴的表面形成的双电层,加入KB12阴离子破乳剂后其阴离子基团能够中和界面上的正电荷;合成的YB36新型阴离子破乳剂与KB12相比具有更高的表面活性。超声波强化作用对不同批次的冷轧废乳化液均有明显的破乳效果。在超声波功率126W,频率28 kHz,温度70℃,超声波时间10min,YB36用量为0.5g/L条件下,对于1#和2#冷轧废乳化液脱水率分别达到96.0%和94.6%。磁吸附处理后冷轧废乳化中间层的机械杂质含量由14.4%降到6.50%。冷轧废乳化液中间层的稳定性显著降低。工业放大试验结果显示：在沉降温度65℃,沉降12h条件下,加入破乳剂冷轧废乳化液的脱水率达到85.0%以上,油含水率为0.60%；采用80μ滤网过滤器对冷轧废乳化中间的机械杂质进行过滤,然后加入250mg/L的WS01,沉降后测得油回收率达到90.0%,油含水率为痕量满足成品油的要求,该工业流程为绿色生产工艺。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-22
  1.1 冷轧乳化液系统的作用  9-10
  1.2 冷轧轧制乳化液的组成  10-12
  1.3 冷轧轧制乳化液的污染与再生  12-16
  1.4 国内外炼钢厂轧钢废乳化油再生技术进展  16-19
    1.4.1 国外轧钢废乳化油再生工业的现状  16-17
    1.4.2 废油再生的加工工艺和发展趋势  17-18
    1.4.3 国内轧钢废乳化油再生工业的现状  18-19
  1.5 外场作用对乳化液分离的应用进展  19-20
  1.6 课题研究目标及实验方案  20-22
第2章实验方法  22-29
  2.1 冷轧废乳化液性质测定方法  22-24
    2.1.1 ICP-AES法检测冷轧废乳化液中元素含量  22
    2.1.2 试样机械杂质含量的测定  22-23
    2.1.3 油中含水量的测定  23-24
    2.1.4 试样不同温度下密度的测定  24
    2.1.5 试样不同温度下粘度的测定  24
    2.1.6 灰分的测定  24
  2.2 冷轧废乳化液化学破乳实验方法  24-25
    2.2.1 实验原理  24-25
    2.2.2 实验步骤  25
  2.3 冷轧废乳化液外场强化破乳实验方法  25
    2.3.1 实验仪器  25
    2.3.2 实验试剂  25
    2.3.3 实验步骤  25
  2.4 磁吸附对冷轧废乳化液破乳破乳方法  25-26
    2.4.1 实验原理  25-26
    2.4.2 实验仪器及药品  26
    2.4.3 实验步骤  26
  2.5 YB型破乳剂的合成方法  26-27
    2.5.1 原料与试剂  26
    2.5.2 反应步骤  26-27
    2.5.3 红外光谱分析  27
  2.6 工业放大试验  27-29
    2.6.1 试验药品及原料  27
    2.6.2 试验步骤  27-29
第3章结果与讨论  29-58
  3.1 冷轧废乳化液的性质及乳化原因分析  29-33
  3.2 不同类型的破乳剂与絮凝剂对冷轧废乳化液的破乳效果  33-41
    3.2.1 非离子型破乳剂对冷轧废乳化液的破乳效果  33-35
    3.2.2 有机硅破乳剂对冷轧废乳化液的破乳效果  35
    3.2.3 离子型破乳剂对冷轧废乳化液破乳效果的影响  35-38
    3.2.4 絮凝剂对冷轧废乳化液破乳效果的影响  38-40
    3.2.5 复配破乳剂对冷轧废乳化液破乳效果的影响  40-41
  3.3 YB型破乳剂合成及对冷轧废乳化液破乳效果  41-46
    3.3.1 YB型破乳剂的合成与表征  41-43
    3.3.2 YB36对冷轧废乳化液的破乳效果  43-46
  3.4 超声波对冷轧废乳化液破乳效果的研究  46-52
    3.4.1 超声波功率对对冷轧废乳化液破乳的影响  46-47
    3.4.2 超声波频率对冷轧废乳化液破乳的影响  47-48
    3.4.3 超声波温度对冷轧废乳化液破乳效果的影响  48-49
    3.4.4 超声波时间对冷轧废乳化液破乳效果的影响  49-50
    3.4.5 破乳剂存在下超声波强化冷轧废乳化液破乳效果  50-52
  3.5 离心作用对冷轧废乳化液破乳脱水效果的影响研究  52-54
    3.5.1 离心转速和时间对冷轧废乳化液破乳效果  52-53
    3.5.2 离心作用强化破乳剂对冷轧废乳化液的破乳效果  53-54
  3.6 冷轧废乳化液破乳工业实验  54-58
    3.6.1 冷轧废乳化液破乳工业实验  54-55
    3.6.2 冷轧废乳化液中间层的处理  55-58
第4章结论  58-59
参考文献  59-62
致谢  62

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