大庆天燃气聚结滤芯脱水聚结滤芯

1聚结分离过程

油水的聚结分离就是喷气燃料及其携带的固体颗粒和水分从过滤分离器进口流入聚结滤芯的内部，聚结滤芯兼有过滤固体颗粒和聚结水滴的两种功效，其中固体颗粒被过滤层阻挡在聚结滤芯内部，实现固，液分离；小水滴被破乳层和聚结层聚结成大水滴后，被分离滤芯阻挡在齐外部，依靠重力沉降在底部，实现油，水分离；洁净的喷气燃料经分离滤芯从出口流出。

有效的聚结分离过程的简单示意图如图1所示。

（1）水滴的接近过程。含水的材料接近聚结材料。此国产可以通过拦截，沉淀，扩散，静电吸引，惯性碰撞和范德华力等方式实现。对于较小水滴，扩散作用为主要影响因素随这水滴尺寸的增加，扩散作用减弱，拦截作用增强。

 (2)水滴粘附聚结过程。燃料中水滴附着在聚结材料上或已附着在纤维上的水滴上。水滴与聚结纤维接触是，他们之间留有油膜，水滴必须从纤维上降油膜置换并使纤维湿润，才能实现水滴在纤维上的粘附过程。粘附聚结过程中除了水滴与纤维之间的润湿粘附还存在水滴之间的碰撞粘附。通常发生两个或几个水滴间的碰撞聚结时，需要适当的作用力才能实现。作用力小时，水滴之间碰触变形，界面膜不破裂，此时聚结是不能发生的。作用力过大时，界面膜破碎，水滴碰撞后会出现液滴破碎。液滴破碎将会增加乳液稳定性，增加油水分离难度，是Zui应该避免发生的现象。

(3)水滴释放脱离过程。增大的水滴聚结到一定的尺寸后将从纤维表面释放。水滴碰撞聚结后以谁线的形式穿过聚结纤维床，到达纤维床出口表面后以水线的形式穿过聚结纤维床，到达纤维床出口表面后在液体更力的作用下，聚结的尺寸水滴从聚结床表面脱离释放。

2聚结滤芯结构和材料分析

  聚结滤芯一般都为圆柱结构，其示意图如图2所示。从内到外分别示金属网，滤纸过滤层，中心管，纤维层以及脱水棉套等。纤维层的组成主要分为破乳层，内聚结层和外聚结层等，其作用是对燃料中的微量水进行破乳-聚结，是整个滤芯的核心部分，也是需要重点分析的部分。本研究剖析的聚结滤芯是符合API/IP I581Zui新检验标准，其截面图如图3所示。从图中可以看出聚结滤芯的纤维层是主要由三种不同纤维组成，各层厚度也有明显的区别，为了进一步分析滤芯的细纤维层，该层纤维具破乳和聚结作用。从图7中可以看出F3层纤维表面较光滑平整，而且F3纤维层较厚，该层纤维应属于聚结纤维层。

2.1纤维丝直径

纤维直径的大小是影响聚结分离效率的主要因素。纤维丝径越小，孔径越小，接触面积就越大，水滴附着在纤维上的几率也就越大，但纤维过细或孔径过小会导致液体流动阻力加强，压差增大，缩短了滤芯使用寿命。采用Hitachi S-4800扫描电子显微镜对不同纤维层式样进行了形貌观察。图5-图7分别为F1，F2和F3纤维层的扫描图片。从图5-图7中可以看出F1，F2和F3纤维层的直径变化是粗--细--粗。从图5可以看出F1层纤维均匀沉积这纳米颗粒，颗粒大小一直，在200mm左右，该层纤维在聚结分离过程中的左右为破乳，纤维表面的颗粒物质肯能利于有种水滴的破乳过程。F2层纤维直径明显减小，属于超细纤维层，该

层纤维具破乳和聚结作用。从图7中可以看出F3层纤维表面光滑平整，而且F3纤维层较厚，该层纤维应属于聚结纤维层。

2.2材料成分

采用红外光谱仪对聚结滤芯中F1，F2和F3纤维层成分进行分析，各层纤维红外光谱结果如图8所示。通过和光谱对比，得出这三种纤维都是玻璃纤维。从图4中可以看出3中玻璃纤维的颜色不同，黄色玻璃纤维中可能存在较多的粘结剂。