溢油凝油回收应用技术综述及展望
摘要:针对近年来国内外出现的海上溢油污染事故,本文对溢油凝油回收技术应用现状及应用前景进行了论述及分析。在溢油处理技术中凝油回收技术可以有效的减缓溢油扩散,对溢油进行资源回收,降低环境和经济风险,应用前景非常广阔。本文主要介绍了溢油凝油回收的原理、溢油凝油回收应用技术现状及存在问题,并针对这些问题分析了溢油凝油应用前景。
关键词:溢油;凝油;回收;应用前景
在海洋经济高速发展的同时,海洋生态与环境正承受着前所未有的压力,其中溢油是破坏海洋生态及环境的重要污染源之一,随着原油以及油产品的广泛使用和运输,各种规模的溢油事件不断增加,全球每年由于油船事故产生的溢油就达40万吨。2010年的墨西哥湾“深水地平线”爆炸事故、大连7.16溢油事故及2011年的康菲溢油事故等给海洋生态环境造成了巨大的影响。溢油事故的频发给我们敲响了警钟,如何应对逐年增加的溢油风险,如何在发生溢油应急事故时高效的组织应急响应成为我们研究的首要课题。
目前,溢油响应技术主要有物理、生物和化学的方法。一般来说,处理水面溢油最理想的方法是物理清除,物理法借助于油的物理性质和机械装置,消除海面和海岸的油污染。常用的物理方法有围油栏法、机械回收法和吸附法等。生物法是通过微生物中多环芳烃降解菌将油类作为其新陈代谢的营养物质,而达到去除溢油污染的目的。目前,至少已知有90多种细菌和真菌能够降解部分石油成份。化学方法主要分为溢油的分散和凝聚。目前国内对溢油的分散研究相对较多,通过向溢油喷洒溢油分散剂的方法使溢油分散于水中,减少溢油对海洋环境的影响;若应用溢油凝聚或吸油材料使之聚集凝结,则更加有利于机械回收装置回收,限制溢油影响的扩散。我国自上世纪八十年代开始,开始对溢油凝聚技术的研究和开发,但由于国内对溢油凝聚的应用技术及凝聚后的原油回收技术上尚不成熟,因此溢油凝油在溢油响应的过程中应用相对较少。
本文从凝油回收的应用技术角度出发,介绍了凝油剂和凝油回收技术,以及其技术所面临问题,并针对存在的这些问题分析了溢油凝油应用前景。
1凝油剂技术基本原理及发展现状
溢油凝油回收是指在溢油的四周以及表面投放凝油剂来控制油膜的产生及溢油扩散,通过凝油剂的作用使溢油面积缩小,厚度增加,凝成粘稠物或坚硬的固体或半固体状物,然后予以回收的技术。
凝油回收过程中,若溢油无法在外界条件下自然凝固,则凝油剂将会起到举足轻重的作用。凝油剂是一种可使水面溢油快速胶凝,形成固态或半固态块状物并飘浮于水面的化学处理剂,可有效防止油品扩散,便于机械打捞回收,消除对环境的污染,是一种极具潜力的溢油处理药剂。
对于商业化应用的凝油剂,国外早在20世纪60年代就已开始了相关的研究,相继合成出氨基酸类、山梨糖醇类、蛋白质类、羧酸酯类等多种凝油剂。而国内从20世纪80年代末开始了凝油剂研究,并先后合成了氨基酸型、山梨糖醇型、淀粉型、蛋白质型凝油剂。从20世纪90年代后期将溢油凝油剂的研究列入国家级研究项目,大连理工大学李忠义研制的氨基酸型凝油剂、复旦大学姚重华研制的山梨糖醇型凝油剂,青岛海洋大学陈国华等系统研究并合成了聚乙烯醇型、大豆蛋白及淀粉系列凝油剂。
2溢油凝油回收应用技术现状
目前,虽然国内外已经开展了不少凝油剂的开发和研究,但是在凝油剂应用技术方面的研究尚待加强,主要有:凝油剂的喷洒方式、最佳剂油比、外界条件影响以及凝油回收技术等。
目前国际上主要的凝固溢油回收技术主要有两种,机械回收技术和网式回收技术,相应的凝油回收设备也是分别基于这两个技术原理。机械回收是最早的回收方式,主要有以下三种形式,分别为抓斗回收技术、筏式回收技术和转笼式回收技术。抓斗回收设备的主要特点是简单、有效、经济。但是在实际应用后发现,抓斗虽然实现了凝油回收的效果,但在回收过程中凝油可能会粘附于设备表面,不易清洗,并且使该设备的有效利用空间降低,从而降低了回收效率。为了进一步提高回收效率,在抓斗回收设备的基础上,研究出了一种筏式回收设备。该设备主要是将油水混合物随传送带进入设备内部的坝式回收器中,而后由于浮力分层,然后将水排出。由于回收器与外界隔离,受风浪影响较小,从而提升了溢油的回收效率。然而,筏式设备生产工艺复杂,日常维护工作量相对较大,运营成本高。考虑到生产成本等因素,在筏式设备技术上,简化生产工艺,研制出转笼式回收设备。该设备主要通过在固定管的中心轴上安装一定数目的铁笼,动力设备驱动管轴,而铁笼随转轴转动,凝油经旋转铁丝笼进到笼中,在旋转过程中将水排出。该回收设备的结构相对简单,但其工艺流程较长,管道可能出现堵塞现象。
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