【正文】 控制進(jìn)行燃燒實驗表明燃燒效率高于 90％，有些燃燒實驗顯示燃燒效率高達(dá) 98％～ 99％ [30]。通過對控制的不同乳化程度的溢油進(jìn)行試驗顯示，含水量達(dá) 50％～ 70％的溢油也可以點火燃燒，但是，含水量僅 10％～ 20％的溢油點火燃燒極其困難。 最適合進(jìn)行現(xiàn)場燃燒的環(huán)境條件是波高小于 1m、風(fēng)速小于 7 m /s。如蒸發(fā)成分少的柴油、風(fēng)化乳化的原油以及 C 級燃料油，這種最小燃燒厚度可能達(dá)到 8～ 10mm。 燃燒的基本理論 (1) 點火和燃燒對油和水的要求 如果油層足夠厚、點火區(qū)域面積足夠大和點火溫度足以使油蒸發(fā)，那么就可以燃燒水面上的大部分原油和煉制油。 同時，應(yīng)急反應(yīng)人員還逐漸認(rèn)識到這種燃燒技術(shù)能夠進(jìn)行快速、安全和有效地 處理 諸如 近海石油勘探、生產(chǎn)、海上輸油管線、油輪事故等發(fā)生的溢油事故， 也適用于特定的河流環(huán)境中發(fā)生的溢油事故 [29]。對其加工工藝進(jìn)行不斷改進(jìn)。 小結(jié) 吸油材料應(yīng)具備吸油性能好、價格合理、易于再生利用的特點。 （ 3） 填充型： 把粒狀固體吸油材料填充在合成纖維袋中，可用于廢油、漏油的處理。優(yōu)點是可以燃棄，體積小。 （ 3） 有機(jī)合成的凝膠型 主要應(yīng)用在油炸食品廢油處理，油黏度調(diào)整劑，流出油處理，漏油處理等領(lǐng)域。但是這種材料受壓會漏油且體積大，同時吸水。 （ 2） 吸收推動力不同。 吸油材料的吸油機(jī)理可以用圖 310 來表示。 （ 2） 凝膠型 凝膠型的吸油材料大多是低交聯(lián)的親油高聚物。新型的碳／碳復(fù)合材料也開始被用于吸油性能的研究。采用甲基丙烯酸烷基脂與木漿纖維素交聯(lián)聚合制備的復(fù)合高吸油性材料 ，與傳統(tǒng)的單體聚合物制備的高吸油材料溢油處理技術(shù) 24 相比較，其吸油倍率和吸油速率得到明顯改善。膨脹石墨 — 酚醛樹脂基活性炭復(fù)合材料利用兩者的優(yōu)勢進(jìn)行互補(bǔ)，能形成新的更大“貯油空間”。通過填埋處理，對環(huán)境不友好，通過焚燒處理成本又很高。合成有機(jī)類吸油材料。而且大部分是粉狀、粒狀產(chǎn)品，因此在運輸、使用和回收上屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)，造成使用成本偏高。 無機(jī)類吸油材料主要有石墨、 分子篩、活性炭 、膨潤土、粉煤灰等。 吸油材料的分類 吸油材料可以按照不同的分類方法進(jìn)行多種分類。 溢油處理技術(shù) 23 高吸油樹脂在原則上采用親油性單體，經(jīng)適度交聯(lián)制得。 后來，人們受到表面活性劑表面改性的啟發(fā)，用吸油墊來作吸油材料 [23]，吸油墊本身是親油物質(zhì)或經(jīng)改性后是親油物質(zhì)，因此吸油墊的吸率和油水選擇性都有所提高，可是在加壓力下重新漏油的問題卻仍不能解決。 吸油材料的性能也不斷得到完善 [22]。 回收作業(yè)時，還應(yīng)考慮溢油的儲存能力。 ② 溢油回收船的回收裝置不同，適用的溢油類型的種類和規(guī)模來選擇具有不同回收裝置的回收船舶。 溢油處理技術(shù) 22 堰式溢油回收船 堰式 溢油回收船 是利用堰板或掃油臂引入油水混合物，然后進(jìn)行油水分離的船舶。 水動力式溢油回收船 水動力式 溢油回收船 是利用旋轉(zhuǎn)的傳送帶產(chǎn)生的水動力引導(dǎo)溢油進(jìn)入溢油回收艙，借助油水比重差，溢油重新浮于水面，積聚一定厚度，被泵送到存儲艙的傳播。這種溢油回收船結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，適用于港口水域。因此，按照溢油回收裝置的性能和特點可將溢油回收船分為抽吸式、黏附式、水動力式和堰式四種類型。 對 溢油回收船 功能的要求取決于使用海域和海域環(huán)境。但是從實際的觀點出發(fā)，即使是最佳的清掃形式，同時用一個 50~100 m3／ h 的撇油器來收集就夠了。不同撇油器的適用條件差異很大，通常配合起來使用效果會更好。漏斗剛好在水面上，所以濃縮的油就被 刮進(jìn)了漏斗，不帶水或帶很少的水。 (6) 過濾原理 上 述帶式撇油器同時也可以具有過濾功能。 溢油處理技術(shù) 20 (5) 渦旋原理 該原理是在撇油器的中心生成一個渦旋，運用一個大直徑的離心泵或螺旋槳，通過旋轉(zhuǎn)并從回收腔底排出水。還有兩種設(shè)計是在圍油欄上裝兩個或 更 多的堰。 現(xiàn)在的堰式撇油器 ,其堰緣大都可以在水的作用下垂直方向上調(diào)整，或整個撇油器可以是用空氣壓 艙 來上下 （通 過將水泵入、泵出一個浮體中 ) [21]。外形似一只 漏斗， 底部安裝排水泵，上部裝有吸油泵，其吸口深人浮油層中， 漏斗 固定于 浮力箱上來進(jìn)行浮力調(diào)節(jié)。由于吸臂內(nèi)的摩 損 損耗，當(dāng)抽吸的最大壓力為 80~90kpa 時，對于 粘 度高的油品 幾乎是無效的。對于其他各種撇油原理．加上機(jī)械傳輸可以大大改善處理高度油和浮渣的能力，并在一定程度上可以降低含水事。這種形式的撇油器可以是旋轉(zhuǎn)的盤片、鼓或刷子，也可以是吸油帶、拖繩或硬毛刷。 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、需有起吊設(shè)備配合作業(yè)、造價高 。 帶 式 撇油器 （圖38a），分為 吸附 式 帶式 撇 油器、非吸附 式 帶式 撇 油器 利用傳送帶回收水面溢油的機(jī)械裝置。 繩 式 撇油器 （圖37）， 分為 臥式、立式 用 環(huán)型繩拖把吸附水面溢油，通過輥子擠壓裝置將繩拖把吸附的溢油擠出并存放在集油器內(nèi)的裝置。 親油材料制作的盤 片旋入油膜，刮片將盤片吸附的溢油刮入集油器內(nèi)，通過泵將回收的溢油泵入儲油裝置。 回收效率低、真空罐車式的回收 效 率 低 于10%。 真 空 式撇 油 器（圖 35 ） 利用吸入泵或 真空泵在真空儲油罐內(nèi)建立真空并通過撇油頭處的壓力差回收油水混合物的裝置。 圖 34 堰式撇油器原理示意圖 （ a） (b) 圖 35 真空式撇油器溢油處理技術(shù) 17 表 31 各種撇油器簡介 名稱 定義 組成 原理 優(yōu)點 缺點 堰 式 撇油器 借助重力使油從水面流入集油器內(nèi) 的油泵 進(jìn) 入儲油容器的裝置 撇 油 器 浮體 、 集 油器、堰邊高度 調(diào) 整 裝置、動力系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)。 撇油器分類 撇油器的作用 原理 為： 利用油和油水混合物的流動特性、油水的密度差以及材料對溢油處理技術(shù) 16 油 /油水混合物的吸附性，將油從水面上分離出來。實際布放時需要 圍油欄作業(yè)隊伍做到及時有效。 (4) 誘導(dǎo)法 適用于溢出量大，風(fēng)和潮流影響大、溢油現(xiàn)場用圍油欄圍油不可能的時候，或者為了保護(hù)海岸及水產(chǎn)資源，可利用圍油欄將溢油誘導(dǎo)至能夠警醒回收作業(yè)或者污染較小的海面。 （ 1） 包圍法 適用于溢油初期或者單位時間溢出量不多，以及風(fēng)和潮流都較小的情況下使用，用來包圍溢油源。 一般來說，優(yōu)質(zhì)的圍油欄應(yīng)具有以下特性： ① 易展開和回收； ② 具有高浮沉比率；③ 良好的靜力學(xué)和動力學(xué)穩(wěn)定性； ④ 良好的流體力學(xué)特性； ⑤ 密實且不阻塞； ⑥ 易水洗；⑦ 接臺部件可抗紫外線和抗水解； ⑧ 抗磨損、抗穿刺和抗油。該圍油欄構(gòu)造獨特，干舷 是上管腔的高度；吃水為下官腔充水后的垂直高度，約占圍油欄總高度的一半；張力帶為本身的結(jié)構(gòu)材料；而配重為底部兩個管腔中的水?？偟膩碚f，籬式 圍油欄 制造簡單，成本也較低，但缺點是儲存體積大。 籬式 圍油欄 抗潮流性能好，適用于較封閉的河域和河流的長期布放。圍油欄的配重一般為鋼絲繩、鋼制鏈條和鑄鐵塊等。 （ 2）籬式 圍油欄 籬式 圍油欄 主要用于流速較大的海區(qū)，包布材料一般采用橡膠、 PVC 或聚氨酯等材料。 2) 不銹鋼浮體外殼內(nèi)有耐高溫泡沫浮子，耐溫可達(dá) 100℃，具有不可燃燒性。該圍油欄一般為焚燒技術(shù)配合使用，由于其防火特性，該圍油欄特別適用于油港、油碼頭、 石油 鉆井平 臺等高防火等級敏感區(qū)域，以及用于將溢油拖帶到適合的地點燃燒處理。 固體浮子式圍油欄的浮體外殼一般由 PVC 材料或橡膠、鋼制材料等制成（圖 33），內(nèi)部由柱狀或粒狀的泡沫填充。 2）由于各氣室互不相通，各自獨立，一個部位破損漏氣不會影響其他氣室和整個圍油欄的使用。充氣式圍油欄布放速度慢，放氣后儲存體積小，表面平整，容易清潔，其中長氣室充氣圍油欄 充氣簡單、快捷，但對刺傷、劃傷敏感，隨波性差 [14]。 （ 1）簾式圍油欄 簾式圍油欄主要在海面平靜和海岸狀況良好的情況下使用，分為充氣式圍油欄和固體浮子式圍油欄。 用于布放的圍油欄，必須具備一定的 抗風(fēng)、流和浪能力，另外，其裙體還必須具備一定的抗拉強(qiáng)度 。 圍油欄 圍油欄是處理溢油事故中一種常用的設(shè)備，急流溢油中科學(xué)正確使用圍油欄對急流溢油的攔截、圍控、回收將是行之有效的。要保護(hù)好海洋環(huán)境 ,除了加強(qiáng)海洋石油開發(fā)活動和海上運輸?shù)墓芾?,減少意外溢油事故的發(fā)生外 ,同時要加強(qiáng)對海上溢油的監(jiān)測 ,提高對海上溢油事件的應(yīng)急反應(yīng)能力和溢油治理能力。 而其長期影響導(dǎo)致的潛在危害則更加嚴(yán)重海上油膜會大大降低海水與大氣的氧氣交換 ，從而降 低海洋生產(chǎn)力 ,破壞海洋的生態(tài)平衡石油中的毒性芳香烴化合物極易進(jìn)入水中并且溢油產(chǎn)生的原因與危害 10 停留很長時間 ， 并在生物體中長期積累 ， 最終必將危害人體健康濫油沉降到海底后 ， 會危及底棲生物和甲殼類動物的正常發(fā)育而且沉降到海底的石油經(jīng)微生物分解后 ， 密度減小 ，會重新浮到海面 。 海底管道 引起海底管道與立管事故發(fā)生的外部原因有海面失落重物的撞擊、漁船拖網(wǎng)、挖泥、鋪管作業(yè)或拋錨、錨拖曳、錨鏈磨損管道、沉船以及自然災(zāi)害，內(nèi)部原因有管道腐蝕、材料與施工缺陷，此外還有人員誤操作等原因 。 采油平臺 采油平臺集生產(chǎn)性開采、處理和儲存于一體，管線、閥門、儲罐等裝置眾多，是海上溢油危險點源最多的設(shè)施。為避免井噴帶來的災(zāi)難性后果，一般會采取如為鉆井船 和鉆井平臺配備管線內(nèi)液壓防噴裝置，在鉆井過程中及時調(diào)整泥漿比重、 平衡井下地層壓力等預(yù)防性措施 [8]。 以 下分析海上石油開采過程中可能會發(fā)生溢油的設(shè)施及原因。據(jù)統(tǒng)計，約有 70%的油輪溢油事故歸因為人為因素。 事故性溢油 這類溢油主要由事故造成的，事故分為兩類，即傳播發(fā)生碰撞、擱淺、觸礁、著火爆炸等海損事故和油類作業(yè)時的事故。 船舶溢油污染的原因分析 船舶溢油污染是指原油或其產(chǎn)品在船舶海上運輸?shù)倪^程中溢出所導(dǎo)致的污染，可占海洋油類污染總量的 47%。該事故對于大連灣的海水質(zhì)量、生態(tài)系統(tǒng)和海洋生物產(chǎn)生了很大的威脅，并嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)氐臐O業(yè)、旅游業(yè)和附近居民的生活。溢油污染了膠州灣及附近 230 多 千米的海岸線，同時 15000 畝 的水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)和部分旅游區(qū)及浴場也受到了嚴(yán)重影 響，其經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到上千萬。超過 5 萬噸原油流入海水中。伊朗用了半年時間才撲滅燃燒的油井。此次事故重創(chuàng)了這些地區(qū)的水產(chǎn)及旅游溢油產(chǎn)生的原因與危害 7 業(yè)，同時亦有的清除耗費了大量的財力和人力，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá) 1050 英鎊。 事故原因是船長未聽取相關(guān)告誡，擅自將航線改變，從而使油輪以 節(jié)的速度撞上礁石，致使 30000 噸原油泄漏。 1999 年 3月 24 日，“東海 209”貨輪與“閩燃供 2 號”油輪在珠海發(fā)生碰撞，溢油 噸，珠海、 深圳、中山、金星門、淇澳島等 300 多平方公里海域及 55 公里岸線遭到污染； 2021 年 12月 7 日晚，兩艘外籍集裝箱船在珠江口水域相撞，一艘集裝箱船燃油艙破裂， 450 噸重油飄向大海，在海上形成了一條 9 海里的油帶，給珠江口水域的生態(tài)環(huán)境造成巨大的損害，并且嚴(yán)重影響到當(dāng)?shù)氐纳詈凸I(yè)用水； 2021 年 9 月 15 日，集裝箱船“圣狄輪”受臺風(fēng)“巨爵”影響漂至珠海高欄島長咀擱淺，導(dǎo)致燃油柜破裂數(shù)百噸燃油泄漏如海，給高欄島飛沙灘、三浪灣、西枕灣一帶海域和岸線帶來巨大危害 [3]。溢油產(chǎn)生的原因與危害 6 第 2 章 溢油產(chǎn)生的原因與危害 隨著海洋石油的大規(guī)模開發(fā)，海洋溢油污染事件屢見不鮮 ，嚴(yán)重影響了海洋環(huán)境，影響人民的正常生活，阻礙經(jīng)濟(jì)的正常發(fā)展。再次，根據(jù)文獻(xiàn)和實例認(rèn)識海洋溢油產(chǎn)生的對自然環(huán)境和對經(jīng)濟(jì)等方面的破壞。 緒論 4 圖 13 雙層充氣圍油欄 圖 14 “ TV010”號清污船在收油 現(xiàn)行使用的機(jī)械回收裝置主要有粘附式、堰式、動態(tài)斜面式、抽吸式及其它類型的收油機(jī)。 美國鑒于 1989 年阿拉斯加“?？松?瓦爾迪茲號”大面積溢油事故因缺乏多功能溢油應(yīng)急船而蒙受重大 污染 損害的經(jīng)驗教訓(xùn)，研制了多艘將主要清污技術(shù)有效集成的溢油回收船 配備于其境內(nèi)的主要溢油風(fēng)險海域，隨時待命處理溢油。此外，在溢油事故發(fā)生的最初階段將溢油加以攔截和圍控，收集海面溢油或進(jìn)行現(xiàn)場焚燒，也是預(yù)防和清除溢 油污染損害的首選方案。 綜合而言，海上溢油控制、處置、清除技術(shù)今后的發(fā)展趨勢為： 從提高投資效益和收油效益兩方面考慮，我國均應(yīng)立足于自主研發(fā)收油機(jī)技術(shù)及其配套技術(shù)裝備，重點攻克能有效提高溢油遭遇率的專用收油船內(nèi)置收油機(jī)技術(shù)和能夠有效增厚油膜厚度的圍收集成收油技術(shù)。 緒論 2 圖 11 動態(tài)斜面式專用收油船 圖 12 我國自行生產(chǎn)的溢油應(yīng)急船 我國目前真正能夠發(fā)揮收油作用的還是一些比較傳統(tǒng)的基本清污手段，如吸油氈、吸油索等，而現(xiàn)有輕型圍油欄在風(fēng)浪大、溢油面積大的時候難以圍住溢油，收油機(jī)的現(xiàn)場回收效率通常很差，僅能達(dá)到理論收油能力的 1~10%，與國際上 25%的平均實際回收