微波频率对破乳效果的影响规律研究

【摘要】：利用微波对乳状液进行辐射处理,可以促进油水分离。频率作为微波的重要参数,对微波处理效果的影响显著。论文从实验及理论上研究了微波频率对破乳效果的影响规律,这将对该技术在现场的应用具有重要的意义。首先根据实验需要,设计加工了微波同轴谐振腔,随后进行了不同微波参数(功率、时间、频率)下微波破乳脱水的实验,通过测量不同时间的脱水量,观察其破乳脱水的效果,研究了这些微波参数对乳状液破乳效果的影响规律；第二步是根据乳状液、电磁场和传热学相关理论建立了微波作用下乳状液的电磁场及温度场分布的数学模型,并确定了其中的相关参数,运用Maple软件进行求解；第三步结合实验及数学模型的研究结果,分别讨论了微波频率对界面膜强度、连续相粘度、界面吸附能及体相粘度的影响,分析了微波频率对破乳效果的影响规律,最后得出微波辐射破乳的机理。实验和理论研究表明,乳状液各相温度分布与微波辐射时间成线性关系、与电场强度的平方成正比。对于W/O型乳状液,在外加电场与微波辐射频率一定的情况下,随着辐射时间的增加,乳状液体系温度呈直线型上升；在相同的微波处理时间内,乳状液体系温度随外加电场强度的增大而呈现抛物线增长趋势,即外电场强度越大,介质损耗转化的热能越多,体系温度越高；在235MHz～2450MHz范围内,W/O型乳状液的破乳效果随着频率的升高而愈发明显。造成这些现象的原因是微波辐射时间越长、电场强度越大,辐射频率越高,都会导致温度升高越快,分子间引力越小,进而使得表面张力下降越明显,界面分子排列开始松散,从而导致界面膜机械强度降低且液滴间聚结、聚并的阻力减小,促进破乳。
【关键词】：微波 频率 油水乳状液 数学模型 破乳机理
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE39