【摘要】：作為一種含油率較高的含油污泥,儲運油泥具有較高的回收利用價值,對儲運油泥進行恰當?shù)幕厥蘸吞幚砜赏瑫r減少環(huán)境污染和資源浪費,具有重要的經(jīng)濟價值和社會意義�；诖搜芯勘尘�,本課題對儲運油泥相含率檢測進行研究,其意義在于:1)確定儲運油泥的相含率,為油泥處理廠選擇合適的處理工藝和技術(shù)手段提供依據(jù);2)對于含油率較高的儲運油泥,可以確定其回收利用價值,以便在市場上進行拍賣。目前國內(nèi)外還缺乏成熟的儲運油泥相含率檢測方法,對儲運油泥相含率檢測技術(shù)進行研究具有十分重要的意義。在查閱國內(nèi)外大量文獻的基礎(chǔ)上,本文提出了基于超聲波聲速法的儲運油泥相含率檢測方法。首先對油水兩相混合物中的含水率進行研究,根據(jù)超聲波聲速法的原理完成了檢測方案設(shè)計、軟硬件設(shè)計和實驗平臺搭建,通過實驗選擇合適的含水率理論模型并進行溫度補償,進行油水兩相實驗并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行模型修正。利用溫度對超聲波在油和水中傳播速度的不同影響,將超聲波聲速法延伸至三相含率檢測中,實現(xiàn)對含水率、含油率和含渣率的同時測量。論文所取得的主要成果和創(chuàng)新點如下:(1)提出了基于超聲波聲速法的油水兩相含水率檢測方法。本文以油水兩相含水率檢測作為切入點進行研究,利用超聲波在油和水中傳播速度不同的特點設(shè)計超聲波聲速法含水率檢測方案,在幾種常用的兩相混合物聲速模型中通過實驗選擇Urick模型作為本文所采用的理論模型,并根據(jù)對溫度影響的分析在模型中引入溫度補償以滿足不同溫度下的檢測需求。(2)設(shè)計了超聲波聲速法含水率檢測系統(tǒng)。本文以MSP430F149為MCU、TDC-GP22時間數(shù)字芯片為計時單元設(shè)計了一套基于超聲波聲速法的含水率檢測系統(tǒng),可實現(xiàn)對樣品中超聲波聲速和溫度的同時測量,基于得到的聲速和溫度數(shù)據(jù)便可完成含水率的檢測。(3)提出了改進的Urick含水率檢測模型。本文配制了一系列含水率不同的油水兩相樣品在不同溫度下進行了實驗,利用實驗數(shù)據(jù)使用基于最小二乘法的多元多項式回歸和支持向量回歸兩種不同的方法對Urick理論模型進行了修正和改進,結(jié)果表明,改進后得到的理論+數(shù)據(jù)模型較改進前的Urick理論模型在預測精度上具有顯著的提升。(4)提出了基于超聲波聲速法的三相含率檢測方法。本文將超聲波聲速法延伸至三相含率檢測中,通過實驗數(shù)據(jù)獲取含水率、含渣率、聲速和溫度間的關(guān)系模型,對同一樣品在不同溫度下進行多次測量,將得到的一系列聲速和溫度數(shù)據(jù)代入關(guān)系模型中得到超定方程組,并采用最小二乘法同時解出含水率和含渣率。結(jié)果表明,盡管檢測精度尚有提升空間,但該方法具有一定的可行性。
【圖文】：

此便可讀取油泥中水的含量并計算出含水率檢測結(jié)果。我國針對蒸餾法制定了現(xiàn)逡逑行的國家標準ＧＢ／Ｔ２６０－２０１６《石油產(chǎn)品水含量的測定蒸餾法》［２８］，其典型實驗逡逑裝置如圖１．１所示。蒸餾法應用較為廣泛，精度較高，能夠滿足一般含水率檢測逡逑需要，但需要較多配套設(shè)施，操作復雜，消耗時間較長，并且具有一定的安全隱逡逑患。逡逑！■逡逑１逡逑，奇ｊ丨逡逑Ａ逡逑１冷凝器２—接收器３蒸餾瓶４旋塞逡逑ｆｆｌｌ．ｌ蒸餾法裝Ｉ示蒽圖逡逑（３）卡爾？費休滴定法�？�？費休滴定法是滴定法的一種，該方法最初由逡逑ＫａｒｌＦｉｓｃｈｃｒ于１９３５年提出，，其基本原理為，碘與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應時逡逑需要消耗定量的水，反應化學方程式為：逡逑Ｉ２邋＋邋ＳＯ，邋＋邋Ｈ２０邋＋邋３Ｃ５Ｈ，Ｎ邋２Ｃ，Ｈ，Ｎ邋■邋ＨＩ邋＋邋Ｃ，Ｈ，Ｎ邋■邋Ｓ（）３邐（１．２）逡逑Ｃ５Ｈ，Ｎ邋■邋ＳＯ｝邋＋ＣＨ３ＯＨ邋＾邋Ｃ，Ｈ，Ｎ邋■邋ＨＳＯ＾ＣＨ，邐（１．３）逡逑該方法可分為卡爾？費休庫倫滴定法和卡爾？費休電位滴定法

傅逡逑ｍ逡逑圖１．２卡爾？費休庫倫滴定儀逡逑１．４．１．２在線檢測方法逡逑隨著檢測技術(shù)的不斷發(fā)展與提高，在線檢測方法得到了越來越廣泛的應用。逡逑與離線檢測方法相比，在線檢測方法通常響應迅速，適合于進行現(xiàn)場實時檢測。逡逑常用的含水率在線檢測方法有：電學法、射線法、微波法、紅外光譜法、超聲波逡逑法、密度法【３＜）］和粘度法等１－％。以下介紹幾種常見的含水率在線檢測方法：逡逑（１邋）電容法。電容法是電學方法中適用于對含水率較低的儲運油泥進行檢測逡逑的方法，其基本原理為：在常溫常壓下，油的相對介電常數(shù)約為２．２，而水的相逡逑對介電常數(shù)約為８０，利用油和水介電常數(shù)具有明顯差異的特性，通過變介電常逡逑數(shù)型電容傳感器測量出油水混合物的等效電容，進而換算成等效相對介電常數(shù)并逡逑推算出含水率測量結(jié)果電容法對含水率變化比較敏感，因此具有較高的分辨逡逑率，此外還具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、成本較低的優(yōu)點，但該方法僅適用于低含水率下逡逑
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TB55;X74

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本文編號：2640240