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一种海上吸油装置

1.本实用新型涉及污油处理技术领域,尤其涉及一种海上吸油装置。

背景技术:

2.石油是最重要的能源之一,也是许多化工产品的原料,其在勘探、开采、运输、生产加工过程当中,常因操作不当、意外事故或者其他原因导致泄漏。据统计,每年大约有1.2亿加仑的石油泄漏到自然环境中而造成的海洋污染,通常,这些泄漏到海洋中的石油原油会浮在海水表面,并暴露在光照和空气环境中,受到阳光照射而温度升高使轻组分挥发以及自然光氧化作用,原油会逐渐转化为高粘性的重油。泄漏的原油如果不及时清理回收,不仅造成石油资源流失,而且其有毒有害污染物会威胁着海洋生物的生命安全,破坏海洋生态环境,甚至通过食物链影响人类健康。
3.目前,利用超亲油疏水的三维多孔材料吸油作为一种快速、高效、环保、低成本的技术而被广泛研究。该技术能快速实现油水原位分离,且通常吸收材料具有较高的吸收量。目前,已有一些研究利用现有聚氨酯泡沫海绵、密胺海绵等吸收材料进行改性,或者利用生物质等直接制备出亲油疏水的多孔吸收材料,主要是用于油/水或者有机溶剂/水的分离。但是,这些亲油疏水海绵只能用于粘度低、流动性好的油或者有机溶剂的吸收分离,而对于重油污染,由于其具有较高的粘度,室温下粘度大于1000mpa,流动性差,难以进入海绵孔结构中,因此,限制了这些亲油疏水吸油材料在重油污染治理方面的应用。
4.由于高粘性油流动性差,难以进入海绵孔结构中,严重限制了超疏水超亲油材料在解决原油泄漏方面的应用。目前,已有利用具有热效应海绵进行原位加热,降低油粘性的相关研究,同样可实现高粘性油/水的分离和油的回收。例如利用超疏水导电海绵,通过在海绵材料上施加电压产生电流,利用焦耳热效应产热,在吸油过程中加热海绵周围的重油,降低油粘性,提高流动性,实现对高粘性油和水的有效分离;并利用泵吸法持续吸油,极大提高了油水分离效率,有效实现海面泄漏原油的原位分离和回收。但是,这种通过电热来加热海绵的方法会提高技术成本,且在实际操作较为复杂,在海面上难以为吸油过程提供大量的电能,限制了焦耳热海绵在治理油污方面的实际应用。

技术实现要素:

5.有鉴于此,本实用新型公开了一种海上吸油装置,该装置利用太阳能转化为热能,原位加热降低重油粘度,提高重油流动性,加速重油的吸附,并通过油污输送单元实现油污的快速回收,该吸油方法简单,且成本较低。
6.本实用新型提供了一种海上吸油装置,包括:船体和油污处理装置;
7.所述船体上设置有控制单元、储油单元和驾驶单元;
8.所述油污处理装置包括:反光聚光单元、吸油单元和油污输送单元;
9.所述反光聚光单元收集太阳光并反射至所述吸油单元,使所述吸油单元加热油污后吸收油污;
10.所述控制单元通过所述油污输送单元与所述吸油单元连接,用于控制所述油污输送单元将所述吸油单元收集的油污输送至所述储油单元。
11.优选地,所述吸油单元包括:海绵、温度传感器和吸油管;
12.所述海绵为光热亲油疏水多孔材料;所述吸油管设置在所述海绵内。
13.优选地,所述吸油管表面设置有开孔;
14.多个所述吸油管布设在所述海绵内,形成网格状。
15.优选地,所述控制单元包括:控制室和设置在所述控制室的吸油泵;
16.所述油污输送单元包括:第一输油管;
17.所述输油管的进口与所述吸油管连通,所述输油管的出口与所述吸油泵连通。
18.优选地,所述反光聚光单元包括:反光聚光板和固定架;
19.所述反光聚光板通过所述固定架与所述控制单元连接。
20.优选地,还包括:固定板;
21.所述固定板设置在所述海绵内。
22.优选地,所述固定板为不锈钢材质。
23.优选地,所述海绵表面开设有通孔。
24.优选地,所述吸油单元还包括:温度传感器;
25.所述温度传感器设置在所述海绵表面。
26.优选地,所述船体与所述吸油单元通过伸缩装置铰链连接。
27.从以上技术方案可以看出,本实用新型具有以下优点:
28.本实用新型提供了一种海上吸油装置,该装置中吸油单元与重油油污接触,通过反光聚光单元收集太阳光,将太阳光反射至吸油单元,将太阳能转化为热能,使与吸油单元接触的重油油污达到一定温度后,重油粘度降低,提高重油流动性,重油油污被吸油单元快速吸收,然后经油污输送单元将吸收到的油污输送至储油单元中,实现海面重油浮油的快速动态回收。该装置可实现海上重油污染的油/水高效分离和快速、节能环保的回收。该装置操作简单,油污回收成本较低。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
30.图1为本实用新型中提供的一种海上吸油装置中海绵的结构示意图;
31.图2为图1中a

a处的截面示意图;
32.图3为图1中b

b处的截面示意图;
33.图4为图1中c

c处的截面示意图;
34.图5为本实用新型实施例中提供的一种海上吸油装置的结构示意图;
35.图6为本实用新型实施例中提供的一种海上吸油装置在光照下吸油管的工作示意图;
36.图7为本实用新型实施例中提供的一种海上吸油装置光照下海绵实现油水分离和
回收示意图;
37.其中,图示说明如下:
38.1、海绵;2、温度传感器;3、吸油管;4、开孔;5、驾驶室;6、储油舱;7、通孔;8、反光聚光板;9、固定架;10、伸缩装置;11、第一输油管;12、吸油泵;13、控制室;14、固定板;15、牵引杆。
具体实施方式
39.为使得本实用新型的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本实用新型保护的范围。
40.请参阅图1~4,本实用新型中提供的一种海上吸油装置中海绵1的结构示意图,海绵1结构示意图中a

a处、b

b处和c

c处的截面示意图。
41.请参阅图5,本实用新型实施例中提供的一种海上吸油装置的结构示意图。
42.请参阅图6,本实用新型实施例中提供的一种海上吸油装置在光照下吸油管3的工作示意图。
43.请参阅图7,本实用新型实施例中提供的一种海上吸油装置光照下海绵1实现油水分离和回收示意图。
44.本实用新型实施例中提供的一种海上吸油装置的一个实施例包括:船体和油污处理装置。
45.船体上设置有控制单元、储油单元和驾驶单元。
46.本实施例中,储油单元设置在控制单元与驾驶单元之间,其中,驾驶单元用于控制船体的行驶,储油单元用于存储海上吸油装置收集的污油。
47.本实施例中,驾驶单元包括:驾驶室5;储油单元为储油舱6。
48.油污处理装置包括:反光聚光单元、吸油单元和油污输送单元。反光聚光单元收集太阳光并反射至吸油单元,使吸油单元加热油污后吸收油污。控制单元通过油污输送单元与吸油单元连接,用于控制油污输送单元将吸油单元收集的油污输送至储油单元。
49.本实施例中,海上吸油装置中行驶至重油油污泄漏海域,吸油单元与油污接触,通过反光聚光单元收集太阳光,将太阳光反射至吸油单元,使与吸油单元接触的油污达到一定温度后,粘度降低,油污被吸油单元吸收,然后经油污输送单元将吸收到的油污输送至储油单元中,实现海面重油浮油的快速动态回收。
50.本实用新型实施例中提供的一种海上吸油装置的另一个实施例包括:吸油单元包括:海绵1和吸油管3;
51.海绵1为光热亲油疏水多孔材料;吸油管3设置在海绵1内。
52.本实施例中,光热亲油疏水的海绵1具有疏水作用,当海面油污原位加热至一定温度,油污粘度降低,海绵1吸附油污,从而快速实现油水分离,实现油污回收。
53.本实施例中,光热亲油疏水的海绵1采用浸涂法制备,首先采用hummer's制备氧化石墨烯分散液,并用无水乙醇稀释至浓度为1mg/l,超声处理30分钟;将密胺海绵1完全浸入
溶液中,保持5秒钟,取出后在1000rpm离心1分钟去除石墨烯溶液,在45℃下干燥5分钟,重复以上步骤1次,第二次离心转速为2000rpm;最后采用水合肼热还原法将mf/go海绵1置于20%的水合肼溶液中,在80℃下保持2小时,将海绵1骨架表面的go还原为rgo,最后在45℃下干燥2小时,得到光热亲油疏水的光热海绵1。整块海绵1尺寸为100
×
100
×
4(cm3)。
54.本实用新型实施例中提供的一种海上吸油装置的另一个实施例包括:海绵1表面开设有通孔7。
55.本实施例中,海绵1中间开有25个6.2
×
6.2(cm2)的通孔7,防止海水溢上海绵1表面聚集,削弱光热效果,且多孔材料具有亲油疏水性,海水不会渗入海绵1中,可沿材料表面滑下。此外,多孔材料可具有良好的机械性能。
56.本实施例中,反光聚光单元收集到的太阳光反射至具有光热效应的海绵1上,原位加热与多孔海绵1接触的重油油污,使重油油污达到一定温度后被吸收进入多孔材料中,而由于多孔材料具有疏水性,能防止海水进入,从而达到重油油水的高效分离。多孔中收集的油污汇集至吸油管3中,通过控制单元,通过油污输送单元输送至储油单元中。
57.本实施例中,吸油管3的直径为1.5cm。
58.本实用新型实施例中提供的一种海上吸油装置的另一个实施例包括:吸油管3表面设置有开孔4;
59.多个吸油管3布设在海绵1内,形成网格状。
60.本实施例中,海绵1的厚度为4cm。
61.本实施例中,海绵1中的多孔结构中收集的油污通过吸油管3表面的开孔4进入吸油管3中。
62.本实施例中,如图4所示,开孔4设置在吸油管3的两侧壁,且开孔4的方位偏下。每侧错位设置有三排开孔4,第一排和第三排的开孔4的数量分别为2个,第二排开孔4的数量为3个。
63.如图1所示,多个吸油管3布设在海绵1内,可以全面收集海绵1各处的油污。各吸油管3相互连通,可快速将吸油管3内的油污汇集。
64.本实施例中,吸油管3侧壁距海绵1边界的距离为5cm。例如:图4中最外侧的吸油管2的侧壁距海绵1的外边的最短距离为5cm,最外侧的吸油管3的侧壁距海绵1的通孔7的孔壁的最短距离为5cm。
65.本实用新型实施例中提供的一种海上吸油装置的另一个实施例包括:控制单元包括:控制室13和设置在控制室13的吸油泵12;
66.油污输送单元包括:第一输油管11;
67.输油管的进口与吸油管3连通,输油管的出口与吸油泵12连通。
68.本实施例中,在吸油泵12的作用下同,吸油管3收集的油污经第一输油管11、吸油泵12进入储油舱6。
69.进一步地,吸油泵12与储油舱6之间还设置有第二输油管,吸油泵12吸入的油污通过第二输油管进入储油舱6中。
70.具体地,如图6和图7所示,在吸油泵12的作用下,吸油管3的开孔4由于吸油泵12的作用而形成一个负压,油污通过位于吸油管3两侧下方的开孔4进入到吸油管3的管道中被吸走,通过第一输油管11、吸油泵12和第二输油管进入储油舱6,从而实现海绵1内油污的连
续动态回收。
71.本实用新型实施例中提供的一种海上吸油装置的另一个实施例包括:反光聚光单元包括:反光聚光板8和固定架9;
72.反光聚光板8通过固定架9与控制单元连接。
73.本实施例中,反光聚光板8为镜子。如图3所示,固定架9由两段固定杆组成,两段固定杆活动连接,工作时,反光聚光板8可以人为进行调整,使其收集到的太阳光可以正好照射到海绵1上。
74.本实用新型实施例中提供的一种海上吸油装置的另一个实施例包括:还包括:固定板14;
75.固定板14设置在海绵1内。
76.本实施例中,固定板14的设置可以提高海绵1整体的机械强度,可承受一定的风浪等外力作用,维持海绵1形态。
77.本实用新型实施例中提供的一种海上吸油装置的另一个实施例包括:固定板14设置在吸油管3的下方;
78.多个固定板14平行设置。
79.如图3所示,固定板14设置在吸油管3的下方。如图1所示,固定板14共4条,平行分布在海绵1的两端和中间位置。
80.本实用新型实施例中提供的一种海上吸油装置的另一个实施例包括:固定板14为不锈钢材质。
81.本实施中,不锈钢材料的固定板14进一步提升海绵1的机械强度。
82.本实用新型实施例中提供的一种海上吸油装置的另一个实施例包括:船体与吸油单元通过伸缩装置10铰链连接。
83.如图1和5所示,海绵1上设置有牵引杆15,伸缩装置10分别与船体和牵引杆15铰链连接,从而实现海绵1的伸缩牵引。
84.本实用新型实施例中提供的一种海上吸油装置的另一个实施例包括:吸油单元还包括:温度传感器2;
85.温度传感器2设置在海绵1表面。
86.本实施例中,温度传感器2可以实时监测反馈吸收的油、海绵1的温度,以便更好的调节反光聚光板8,提高重油油污的处理回收效率。
87.如图1所示,8个温度传感器2分布在海绵1的四个端部和中部。
88.本实用新型还提供了海上吸油装置的一个应用例:
89.海上发生石油泄漏时,由驾驶员于驾驶室5驾驶船体至重油油污海域附近,控制可动铰链放下光热亲油疏水吸油海绵1,调整反光聚光板8聚集太阳光反射至海绵1表面,海绵1吸收太阳光将光能转化为热能,热量传递给海上重油油污,使重油粘度降低,易于被海绵1吸附,实现油水分离,待油污被海绵1吸收后打开吸油泵12;随后油污从吸油管3的开孔4流入管道中,并汇入第一输油管11,经吸油泵12和第二输油管收进船体的储油舱6,驾驶员驾驶船体拖动着吸油海绵1在海域上持续作业。
90.以上对本实用新型所提供的一种海上吸油装置进行了详细介绍,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型实施例的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之
处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

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