Ölnebel: Worum handelt es sich? Wie baut man sie ab?

Beschaffenheit, Bildung und Behandlung durch Koaleszenz.

Nebel ist ein sehr faszinierendes Phänomen (außer beim Autofahren). Grundlage dessen Bildung sind eine Reihe von physikalischen und chemischen Phänomenen; in diesem Artikel werden wir diese untersuchen, um die Entstehung eines Schadstoffes zu erklären: Die Ölnebel.

In diesem Artikel werden wir vor allem einen Punkt analysieren:

  • Was sind Ölnebel? Wir werden erklären, was Aerosole sind und was „Kolloid“ bedeutet. Auf dieser Grundlage kann man die Eigenschaften der Ölnebel verstehen;
  • Wie bilden sie sich? Welche Mechanismen können in der Industrie zur Bildung von Ölnebel führen?
  • Wie baut man sie ab? Wir liefern Informationen zu Filtern zum Abbau von Ölnebel im Abgas.

Was sind Ölnebel?

Homogene und heterogene Mischungen

Um zu erklären, was Ölnebel ist, sind einige einführenden Konzepte notwendig. Ausgehend von einem Experiment, werden wir diese schrittweise untersuchen.  tellen Sie sich vor, man nimmt vier verschiedene Behälter. Zwei davon enthalten destilliertes Wasser, die anderen beiden enthalten Ethanol bzw. Öl. Wenn man Wasser und Ethanol miteinander mischt, erhält man eine Mischung miteinheitlichen Eigenschaften Mit anderen Worten, Wassermoleküle und  thanolmoleküle breiten sich aus und vermischen sich miteinander. Hätte man eine Lupe, mit der man die einzelnen Moleküle sehen könnte, könnte man feststellen, dass die Zusammensetzung innerhalb des Systems an allen  tellen der Lösung gleich ist.

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Auf diese Weise entstand eine homogene Mischung, die sich durch eine einzige Phase, aus den beiden Molekülen auszeichnet.

Wenn man Wasser und Öl miteinander mischt, passiert etwas anderes.

Während die Wasser-und Ethanolmoleküle „gut miteinander klarkommen“, verstehen sich die Moleküle von Wasser und Öl nicht besonders gut. Unter dem chemischen Gesichtspunkt hängt dies davon ab, dass sowohl Wasser als auch Ethanol polar sind, Öl jedoch unpolar ist. Die Verbindung von Wasser und Öl führt also nicht zu einer homogenen Mischung, sondern hält die beiden Phasen getrennt. Wenn man sich vorstellt, dass Wasser im Vergleich zu Öl reichlich vorhanden ist, und sich vorstellt, die beiden Substanzen mit einemmechanischen Schläger zu mischen, entstehen Öltröpfchen, die in die wässrige Lösung eingetaucht sind, es handelt sich dabei um ein heterogenes Gemisch, das durch zwei verschiedene Phasen auszeichnet.

Flüssige und gasförmige Phasen in Ölnebeln

Richten wir unsere Aufmerksamkeit jetzt auf das heterogene Gemisch. Im Fall des analysierten Experiments wurden zwei flüssige Phasen gemischt; Wasser, das in größeren Mengen vorhanden ist, verhält sich wie einekontinuierliche Phase, in der die Öltropfen dispergiert werden (dispergierte Phase). Die Frage, die wir uns stellen, lautet: Kann ein ähnlicher Effekt erreicht werden, wenn man nicht nur flüssige, sondern auch feste bzw. gasförmige Phasen berücksichtigt? Die Antwort ist ja, und die erhaltenen Verbindungen werden Kolloide genannt. Ein Kolloid ist eine Mischung, in der eine Phase fein in einer anderen verteilt ist.

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Üblicherweise liegen die Abmessungen der dispergierten Phase zwischen dem Nanometer und dem Mikron Anhand des Aggregatzustandes der dispergierten und der kontinuierlichen Phase, kann man verschiedene Arten von kolloidalen Systemen klassifizieren, die auf der Abbildung zusammengefasst sind.

Die Art der Kolloide, die uns in diesem Artikel interessieren, sind Aerosole undNebel, d.h. die feinen Dispersionen von flüssigen Partikeln innerhalb einer Gasphase.

Die öligen Nebel entsprechen feinen öligen Tropfen, die in der Luft verteilt sind. Da wir jetzt verstanden haben, worum es sich bei den öligen Nebeln handelt, können wir die Mechanismen untersuchen, die ihre Entstehung bestimmen.

Wie bilden sich Ölnebel?

Ölnebel ensteht in Prozessen mit brennbaren Ölen, Schmierölen, Hydraulikölen oder Hochtemperatur-Polymerprodukten. Die Frage ist, wie solche Stoffe aus der flüssigen Phase, feine Dispersionen in der Luft bilden können.

Der erste Mechanismus den man berücksichtigen sollte, ist dieZerstäubung. Wenn eine, unter hohem Druck gehaltene Flüssigkeit, durch einen dünnen Riss oder durch entsprechende geometrische Konfigurationen fließt, neigt sie dazu, zu zerstäuben und feine Tropfen zu bilden. Dieses Phänomen kann freiwillig (z.B.  ei Verbrennungsprozessen) oder unbeabsichtigt (z.B. Rissbildung in einem Hochdrucktank) auftreten.

Ein zweites Phänomen, das im Anlagenbau häufig auftritt, ist die Verdampfung und Keimbildung durch Wärmezunahme.

Die Wärmezunahme eines bestimmten Stoffes ist mit einer Zunahme der durchschnittlichen kinetischen Energie der Moleküle verbunden, was eine erhöhte Neigung zum Übergang in die Dampfphase zur Folge hat. Erhöhen die oben beschriebenen Ölsorten ihre Temperatur, nach einem Kontakt mit heißen Oberflächen oder durch ausgeprägte Reibungserscheinungen, neigen sie dazu, in die Dampfphase überzugehen.

Ölnebel Kondensation

Trifft das Öl in der Dampfphase dann auf kältere Bereiche, sinkt der Wert des Dampfdrucks des Öls erheblich, wodurch es zur Kondensation kommt. Daher bilden sich in der Gasphase Kondensationsnuklei, die zu den genannten Nebeln führen.

Wir haben jetzt analysiert, was Ölnebeln sind und wie sie sich bilden, versuchen wir jetzt gemeinsam zu verstehen, wie man sie abbauen kann!

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WIE BESEITIGT MAN ÖLNEBEL?

Der Abbau von Ölnebel erfolgt durch die Nutzung eines physikalischen Prinzips, das als Koaleszenz bezeichnet wird.

Was ist die Koaleszenz? Koaleszenz ist das physikalische Phänomen, bei dem sich Tropfen einer Flüssigkeit und gasförmige Tröpfchen oder Partikel eines Festkörpers, zu größeren Tropfen verbinden. Dieses Prinzip wird verwendet, um die Tropfen zu „vergrößern“ und sie leichter aus dem Gasstrom entfernen zu können. Da Ölnebel ein thermodynamisch instabiles System sind, neigen sie, vielleicht auch nach einer nicht zu bestimmenden Zeit, dazu, sich vom Abwasser zu trennen, in dem sie verteilt sind, und vereinen sich selbstständig, dank der spontanen Koaleszenz, der sie physisch ausgesetzt sind.

Koaleszenz, grafische Erklärung
Stabilität einer Emulsion

Um diese Aussage besser zu verstehen, berücksichtigen wir die im vorherigen Artikel erwähnte Mischung aus Öl und Wasser. Wenn wir energisch auf dieses Gemisch einwirken, bemerken wir eine feine Dispersion der Öltropfen im Wasser. Wenn wir aufhören zu mischen, neigen die Öltropfen zum Verschmelzen und zur Bildung einer einzigen Ölphase.

Dies liefert uns bedeutende experimentelle Informationen: Wasser und Öl neigen dazu sich zu trennen. Wissenschaftlich gesehen, neigen die beiden Substanzen spontan zur Minimierung ihrer Kontaktflächen. Die feine Dispersion von Öl in Wasser entsteht, steht in enger Verbindung mit der mechanischen Leistung, die wir durch Rühren in das System einbringen.

Daraus schließen wir, dass das Wasser/Öl-Gemisch nichtnicht thermodynamisch stabil ist und dass sich die Öltropfen, nach einer gewissen Zeit, von der wässrigen Phase lösen. Die kommerziell eingesetzten „stabilen“ Emulsionen sind in den meisten Fällen nur auf kinetischer Ebene stabil, da sie Stabilisierungsmechanismen einführen, die die Kinetik der Partikelaggregation sehr langsam machen.

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Diesen Überlegungen steht eine bedeutende physikalische Größe zu Grunde: die Oberflächenspannung (γ). Diese physikalische Größe steht für die Energie-„Kosten“, die aufgewendet werden müssen, um eine Oberfläche zwischen zwei verschiedenen Phasen zu schaffen. Da die Erzeugung einer Trennfläche energieaufwendig ist, neigen die beiden verschiedenen Phasen dazu, ihre Kontaktfläche durch Trennung zu minimieren.

Im industriellen Bereich ist es jedoch nicht möglich, unendlich lange auf dieses Phänomen zu warten; aus diesem Grund hat Tecnosida ® Koaleszenzfilter OILSCREEN entwickelt. Dieses Filtersystem nutzt eine Oberfläche, die den Kontakt von dispergierten Öltropfen fördert, um das spontane Phänomen der Koaleszenz auf kinetischer Ebene zu erleichtern. Nach der Verbindung, neigen diese Tröpfchen durch die Schwerkraft dazu, auf den Filterboden zu fallen, wo sie gesammelt und der Entsorgung zugeführt werden.

Erfassung von Ölpartikeln

Das gereinigte Abwasser wird dann vom Ventilator angesaugt und in den von diesen öligen Substanzen gereinigten Auswurfkamin geleitet. Damit der OILSCREEN -Filter sein volles Potential ausschöpfen kann, sollten die behandelten Öle eine niedrige Viskosität haben und der Durchfluss sollte staubfrei ist. Abhängig von anderen Schadstoffen, die im zu behandelnden Strom vorhanden sind, kann eine Vorbehandlung des Systems erforderlich sein.

Tecnosida ® bietet neben der Planung und dem Bau der Filteranlagen auch die Reinigung, Wartung und den Austausch von Koaleszenzkartuschen an, um im Laufe der Zeit die Effizienz der Filtration zu gewährleisten.

Wir haben den OILSCREEN in unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt:

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