ABSTRACT

In this study, the stable emulsion of engine oil in water of concentration 10% was prepared using a non-ionic surfactant. Kapok fibres were used as filter beds to separate oil from the oil–water emulsion. The surface morphology of fibres was investigated using Scanning Electron Microscope (SEM) analysis and chemical bond analysis of fibres done using Fourier transform infrared (FTIR). Kapok filter beds were prepared with three different bed heights 10, 20 and 30 mm each with four different porosities 0.90, 0.92, 0.95 and 0.98 for preparing the coalescence filter. The oil–water emulsion (influent) was pumped into the filtration column and the coalesced oil droplets, water, as well as un-coalesced oil droplets, especially the finer oil droplets, were collected as effluent. Oil separation efficiency was evaluated in terms of change in droplet size (D50) and oil concentration from influent to effluent. With increasing porosity and bed height, apart from porosity of 0.92, the separation efficiency increases. Increasing the bed heights at lower porosities does not improve the efficiency of the process. A combination of 0.98 porosity and a bed height of 30 mm provided the highest filtration performance in terms of oil separation efficiency and D50 droplet ratio. At 0.98 porosity, increasing the bed height from 10 mm to 30 mm resulted in a D50 droplet ratio of 0.25–0.14, representing a significant decrease in droplet size in the effluent and therefore an increase in oil separation efficiency from 91.3% to 99.63%.

摘要

在这项研究中，使用非离子表面活性剂制备浓度为 10% 的发动机油在水中的稳定乳液。木棉纤维被用作滤床，将油从油水乳液中分离出来。使用扫描电子显微镜 (SEM) 分析和使用傅里叶变换红外 (FTIR) 完成的纤维化学键分析研究纤维的表面形态。制备具有三种不同床高 10、20 和 30 mm 的木棉滤床，每种具有四种不同的孔隙率 0.90、0.92、0.95 和 0.98，用于制备聚结过滤器。油水乳液（进水）被泵入过滤柱，聚结的油滴、水以及未聚结的油滴，尤其是较细的油滴，被收集为流出物。根据液滴尺寸 (D50) 的变化和从进水到出水的油浓度来评估油分离效率。随着孔隙率和床层高度的增加，除了孔隙率为 0.92 之外，分离效率也会增加。在较低的孔隙率下增加床层高度不会提高过程的效率。0.98 孔隙率和 30 毫米床高的组合在油分离效率和 D50 液滴比方面提供了最高的过滤性能。在孔隙率为 0.98 时，将床高从 10 毫米增加到 30 毫米导致 D50 液滴比为 0.25–0.14，这表明流出物中的液滴尺寸显着减小，因此油分离效率从 91.3% 提高到 99.63%。除了0.92的孔隙率，分离效率增加。在较低的孔隙率下增加床层高度不会提高过程的效率。0.98 孔隙率和 30 毫米床高的组合在油分离效率和 D50 液滴比方面提供了最高的过滤性能。在孔隙率为 0.98 时，将床高从 10 毫米增加到 30 毫米导致 D50 液滴比为 0.25–0.14，这表明流出物中的液滴尺寸显着减小，因此油分离效率从 91.3% 提高到 99.63%。除了0.92的孔隙率，分离效率增加。在较低的孔隙率下增加床层高度不会提高过程的效率。0.98 孔隙率和 30 毫米床高的组合在油分离效率和 D50 液滴比方面提供了最高的过滤性能。在孔隙率为 0.98 时，将床高从 10 毫米增加到 30 毫米导致 D50 液滴比为 0.25–0.14，这表明流出物中的液滴尺寸显着减小，因此油分离效率从 91.3% 提高到 99.63%。98 的孔隙率和 30 毫米的床高在油分离效率和 D50 液滴比方面提供了最高的过滤性能。在孔隙率为 0.98 时，将床高从 10 毫米增加到 30 毫米导致 D50 液滴比为 0.25–0.14，这表明流出物中的液滴尺寸显着减小，因此油分离效率从 91.3% 提高到 99.63%。98 的孔隙率和 30 毫米的床高在油分离效率和 D50 液滴比方面提供了最高的过滤性能。在孔隙率为 0.98 时，将床高从 10 毫米增加到 30 毫米导致 D50 液滴比为 0.25–0.14，这表明流出物中的液滴尺寸显着减小，因此油分离效率从 91.3% 提高到 99.63%。