在高鹽度油水體系中,聚結分離濾芯面臨著諸多挑戰,要避免性能劣化需從多個方面入手。首先,鹽分會對濾芯材料產生腐蝕作用。常見的金屬材質濾芯在高鹽環境下容易發生電化學腐蝕。例如,碳鋼材質的濾芯,在含有大量氯離子的高鹽度油水體系中,氯離子會破壞金屬表面的鈍化膜,形成腐蝕電池。陽極區域的金屬原子失去電子變成離子進入溶液,導致濾芯表面出現蝕坑和孔洞,嚴重影響濾芯的結構完整性。一旦濾芯出現腐蝕穿孔,油水混合液就會直接從破損處通過,無法實現正常的聚結分離。

為了應對這一問題,可選用耐腐蝕的濾芯材料。例如,采用不銹鋼材質,尤其是含有鉬元素的 316L 不銹鋼,其具有更好的抗氯離子腐蝕性能。此外,還可以對濾芯表面進行特殊的防腐處理,如涂覆耐腐蝕涂層。像聚四氟乙烯(PTFE)涂層,不僅具有優異的化學穩定性,能夠抵抗高鹽度油水體系的侵蝕,還具有良好的疏水性,有助于提高濾芯的分離性能。
高鹽度還會影響油水混合液的物理性質,進而對濾芯性能產生間接影響。鹽的存在會改變油水界面的張力,使得油滴和水滴的聚結行為變得復雜。高鹽度下,油水界面張力可能降低,油滴和水滴更難聚結在一起。為了克服這一問題,可以通過優化濾芯的表面性質來增強對油滴和水滴的吸附和聚結能力。例如,對濾芯進行表面改性,使其表面具有特殊的官能團,能夠與油滴或水滴形成更強的相互作用。通過化學接枝的方法,在濾芯表面引入親油或親水基團,提高濾芯對油滴或水滴的親和力,促進聚結過程。
另外,高鹽度油水體系中,鹽分結晶也是一個常見問題。當溫度或壓力發生變化時,鹽可能會從溶液中結晶析出,在濾芯表面形成結垢。這些結晶物會堵塞濾芯孔隙,降低濾芯的通量,阻礙油水混合液的正常流動。為了防止鹽分結晶,一方面可以對油水混合液進行預處理,如通過離子交換樹脂去除部分鹽分,降低鹽的濃度。另一方面,可以在濾芯設計上進行改進,采用具有自清潔功能的結構。例如,設計一種可反沖洗的濾芯,定期通過反向水流沖洗濾芯,將表面的結晶物和雜質沖刷掉,保持濾芯的暢通。同時,合理控制操作條件,如穩定溫度和壓力,避免因溫度、壓力波動引發鹽分結晶,也是保證聚結分離濾芯在高鹽度油水體系中性能穩定的重要措施。