廢油的凈化與再生處理

關(guān)于廢油的凈化與再生處理第1頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四第2頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四廢油：一般稱為“用過的油”。這部分油中氧化產(chǎn)物只占很少一部分，一般占總量的1%～25%，其余75%～99%都是理想組分。如果采用簡單的工藝將這些變質(zhì)物和雜質(zhì)除去，廢油就可以得到再生，重新利用。通常人們把廢油變?yōu)楹糜偷墓に囘^程稱之為油的再生處理。廢油第3頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四第4頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四第5頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四第6頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四第7頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四第8頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四一、再生方法的分類（1）物理凈化法。

主要包括沉降、過濾、離心分離和水洗等。具體再生時，可根據(jù)油質(zhì)的劣化程度、設(shè)備條件等，選擇其中一種或幾種單元操作作為廢油的再生方法。（2）物理-化學(xué)凈化法。

主要包括凝聚、吸附等單元操作。（3）化學(xué)再生法。

主要包括硫酸處理、硫酸─白土處理和硫酸—堿—白土處理等。第一節(jié)廢油的再生處理第9頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四二、再生方法的選擇（1）油的氧化不太嚴(yán)重，僅出現(xiàn)酸性或極少的沉淀物時，可采用過濾和吸附處理等方法。（2）油的氧化較嚴(yán)重，含雜質(zhì)較多，酸值較高時，除采用沉降（凝聚）法外，還可采用凈化處理的其他方法。（3）酸值很高，顏色較深、沉淀物多、劣化嚴(yán)重的油品，應(yīng)采用化學(xué)再生法。第10頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)油的物理凈化處理

廢油的凈化處理：通過簡單的物理方法除去油中的污染物，使油品某些指標(biāo)達到要求。一、沉降法凈化油沉降法是從油中除去水分和機械雜質(zhì)的常用方法。利用水分和機械雜質(zhì)與油的密度差進行分離的?；祀s物的密度通常都比油品大，當(dāng)油品長時間處于靜止?fàn)顟B(tài)時，利用重力作用的原理，可使大部分密度大的混雜物從油中自然沉降而分離。第11頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四液體中懸浮顆粒的沉降速度可根據(jù)斯托克斯定律，用下式表示：式中ω——顆粒沉降速度，m/s；

d——顆粒直徑，m；

ρ1——顆粒密度，kg/m3；

ρ2——油密度，kg/m3；

η——油在沉降溫度下的絕對黏度，Pa·s。一、沉降法凈化油第12頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四沉降與油的溫度和黏度有關(guān)溫度升高，沉降速度增加；溫度過高（>80℃），沉降速度增加不明顯，油的氧化速度顯著增大，且水汽化產(chǎn)生熱對流，不利沉降。沉降分類：常溫自然沉降——低黏度、氣溫>15℃加溫沉降——高黏度一、沉降法凈化油第13頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四加溫沉降設(shè)備分為臥式罐或立式罐，罐底設(shè)有蒸汽盤管。沉降快占地小第14頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四二、離心分離法凈化油當(dāng)油內(nèi)含有過多的水分，特別是含有乳化水分時，利用壓力式濾油機不能達到高效率的凈化，必須采用離心分離法。離心分離是基于油、水及固體雜質(zhì)三者密度不同，在離心力的作用下，其運動速度和距離也各不相同的原理。第15頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四在離心機旋轉(zhuǎn)時，離心力的大小可以按下式計算：式中F——離心力，N；

G——旋轉(zhuǎn)物體的質(zhì)量，kg；

r——旋轉(zhuǎn)半徑（離心機半徑），m；

n——旋轉(zhuǎn)速度，r/min。同一離心機，同一轉(zhuǎn)速，處理量越大，離心效果越差，去除率越低。第16頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四離心分離主要用于汽輪機油的凈化，一是含水多，二是乳化油。其特點如下：（1）方法簡單，操作方便；（2）可以裝在油系統(tǒng)管路上，在汽輪機正常運行中使用；（3）離心分離旋轉(zhuǎn)速度快，能甩掉油中大量水分和固體污染物（包括氧化產(chǎn)物——油泥），因而延緩了油品的氧化。優(yōu)點：占地少效率高設(shè)備緊湊可連續(xù)沉降缺點：設(shè)備復(fù)雜造價高消耗動力第17頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四三、過濾法凈化油利用油泵壓力將油通過具有吸附及過濾作用的濾紙（或其他濾料），除去油中混雜物，達到油凈化之目的，稱為壓力式過濾凈化。過濾法利用過濾介質(zhì)兩邊的壓力差，使油通過過濾介質(zhì)，而將固體雜質(zhì)阻留下來。過濾速度公式如下（波塞立公式）：式中ω——過濾速度，m/s；

p——過濾介質(zhì)兩邊的壓力差，Pa；

η——油在過濾溫度下的絕對黏度，Pa·s；

A——過濾面積，m2；

L——過濾介質(zhì)中的毛細管的長度，m；

r——過濾介質(zhì)中的毛細管半徑，m。第18頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四過濾介質(zhì)毛細管半徑對過濾速度影響極大，應(yīng)根據(jù)廢油所含雜質(zhì)顆粒的粒徑，選擇過濾材料，一般應(yīng)選擇孔隙小于雜質(zhì)顆粒的過濾材料；過濾速度很慢時，可以考慮加助濾劑，如白土、珍珠巖等，助濾劑的作用在于其與油混合后，可以使被壓縮的沉淀層獲得必要的疏松性。提高過濾溫度，降低油的黏度，可以加快過濾速度，一般過濾溫度為常溫至100℃，即使黏度很大的油，也不宜超過140℃。為了保證足夠高的過濾溫度，在過濾之前，先用清潔的熱油暖熱過濾機；第19頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四過濾材料有濾紙（粗孔、細孔和堿性）、致密的毛織物、鈦板和樹脂微空濾膜等。這些過濾材料的毛細孔必須小于油中顆粒的直徑。壓力式濾油多采用濾紙作過濾材料，因為它不僅能除去機械雜質(zhì)，而且吸水性強，能除去油中少量水分。若采用堿性濾紙還能中和油中微量酸性物質(zhì)。鈦板和樹脂微孔濾膜是近幾年發(fā)展起來的過濾材料。電力系統(tǒng)剛剛開始引用這些材料，它們對除去油中微細混雜物（過濾精度為0.8~5μm）和游離碳有明顯效果。第20頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四濾紙一般采用工業(yè)用吸附紙。由于它的纖維結(jié)構(gòu)組織稀松，形成縱橫交錯的多孔狀，水分就可能滲入濾紙孔內(nèi)。在不太高的壓力下（0.15～0.3MPa），以毛細作用始終附著于孔內(nèi)。如果油的預(yù)熱溫度達到80～100℃，則由于水分的活度特別加強，在油壓的作用下，所能流動的力完全大于水分的毛細吸附力，油中水分就可能直接通過濾紙，而不被濾紙所吸附。壓力式濾油機的正常工作壓力為0.1～0.4MPa。在過濾中，如果壓力逐漸升高，甚至超過0.5～0.6MPa時，說明油內(nèi)的污染物過多，填滿了濾紙孔隙。此時必須更換新鮮的干燥濾紙。當(dāng)油通過濾紙時，既可濾掉了水分，又可濾除油中固體污染物，如機械雜質(zhì)、游離碳、油泥等，從而提高絕緣油的絕緣強度。第21頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四四、真空過濾法凈化油借助于真空濾油機，油在高真空和不太高的溫度下霧化，脫除油中微量水分和氣體；因為真空濾油機也帶有濾網(wǎng)，所以亦能除去雜質(zhì)污染物，如果與壓力式濾油機串聯(lián)使用，除雜效果更好。第22頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四真空濾油機的工作原理：按油路流程，當(dāng)熱油經(jīng)真空罐的噴霧管，噴出極細的霧滴后，油中水分（包括氣體）便在真空狀態(tài)下因蒸發(fā)而被負(fù)壓抽出，而油滴落下又回到下部油室，由出油泵排出。油中水分的汽化和氣體的脫除效果取決于真空度和油的溫度，真空度越高，水的汽化溫度越低，脫水效果越好。第23頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四五、蒸餾法凈化油蒸餾是利用各種油品的餾程不同，將廢油中的汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)燃料油蒸出來，以保證再生油具有合格的閃點和黏度。水蒸氣蒸餾（減壓蒸餾）常壓蒸餾第24頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四六、水洗水洗的目的除水溶性氧化物除低分子酸類除炭粒子除酸堿中和后的鹽類除水溶性酸堿水洗的操作條件溫度——60-70℃水量——廢油的10-20%攪拌時間——10-15min油中水分>0.05%，應(yīng)停止水洗，用離心分離未乳化，則用沉降等分離即可第25頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四七、聯(lián)合方法凈化油以上介紹的幾種凈化油的方法各有其特點。至于采用哪種方法凈化油，一方面取決于油品的污染程度，另一方面還要考慮對處理后油質(zhì)的要求。如大型變壓器用絕緣油對油中含水量、含氣量要求較嚴(yán)格，在采用凈化油的方法時，可采用壓力過濾法（主要去掉雜質(zhì)）和真空過濾或二級真空過濾法（主要去掉水分和氣體）聯(lián)合凈化，才能達到滿意的效果。又如汽輪機油含水量較多時，可采用離心分離凈化法（先甩去大量水分）和壓力過濾凈化法聯(lián)合凈化，既經(jīng)濟（節(jié)約濾油紙）又可得到較好的效果。第26頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)廢油的物理化學(xué)再生處理

一、凝聚凝聚（絮凝）即向廢油中加入少量的表面活性物質(zhì)或電解質(zhì)，使分散的雜質(zhì)顆粒凝聚成為較大顆粒，更易在沉降時分離除去。凝聚對象主要是微小懸浮物和膠體雜質(zhì)。凝聚原理：中和粒子的電荷雜質(zhì)離子帶同種電荷，受相斥的電性力和相引的萬有引力。應(yīng)用：廢油的預(yù)處理

可代替加熱沉降

與機械分離合用（凝聚-沉降、凝聚-離心、凝聚-離心-過濾）第27頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)廢油的物理化學(xué)再生處理

一、凝聚無機凝聚劑：磷酸三鈉、煅燒蘇打、硫酸、水玻璃、氯化鋅和氯化鋁等。磷酸三鈉、煅燒蘇打——只適用于污染或變質(zhì)程度不深、

機械雜質(zhì)含量不高的廢油

處理后，需水洗除游離的堿硫酸——最有效的凝聚劑

處理后，需用白土處理，或堿性凝聚再處理有機凝聚劑：陽離子聚合物的脂肪酸鹽、烴基季銨鹽等。第28頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四二、吸附劑再生法1．吸附劑法原理吸附劑法是典型的物理—化學(xué)凈化法。它利用吸附劑有較大的活性表面積，對廢油中的酸性組分、樹脂、瀝青質(zhì)、不飽和烴和水分等有較強的吸附能力的持點，使吸附劑與廢油充分接觸，從而除去上述有害物質(zhì)，達到凈化再生的目的。第三節(jié)廢油的物理化學(xué)再生處理

第29頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四第30頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四2．吸附劑法分類（1）接觸法在攪拌下，廢油與吸附劑混合，使其充分接觸進行再生。接觸法的再生效果與溫度、接觸攪拌時間以及吸附劑性能、用量等因素有關(guān)，應(yīng)根據(jù)油質(zhì)劣化程度并通過小型試驗確定再生時的最佳工藝條件。只適合再生從設(shè)備上換下來的油。在油劣化不太嚴(yán)重，油色不深，酸值0.1mgKOH/g油以下，油中出現(xiàn)水溶性酸或tgσ明顯升高時，實踐證明可采用此種方法進行再生。吸附劑為粉末狀或微球狀設(shè)備為接觸再生攪拌罐。第31頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四（2）滲濾法將吸附劑裝在柱形滲濾器內(nèi)，強迫油連續(xù)地通過滲濾器而獲得再生效果。既適合再生換下來的油，也適合再生運行中的油。對于處理運行中的油，可以在設(shè)備不停電的情況下，帶電過濾吸附處理，這對輕度劣化油效果很明顯。吸附劑是顆粒狀設(shè)備為滲濾器。滲濾器中吸附劑必須充填均勻，滲濾器高度與直徑之比宜在4以上，以防油短路。第32頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四絕緣油在變壓器中帶電吸附過濾處理的原則流程：帶電吸附過濾處理由加溫、吸附罐和過濾機3部分組成。變壓器油從變壓器底部抽出，經(jīng)過預(yù)熱，至凈油器再生，再經(jīng)過濾機過濾后打回油忱，依次反復(fù)循環(huán)，直至油獲得再生。第33頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四汽輪機油運行中吸附過濾再生原則流程：第34頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四3．吸附劑的再生（1）硅膠吸附有機酸飽和后可用如下方法再生：①直接火燃燒法：把廢硅膠裝在底部有鐵絲網(wǎng)的桶內(nèi)，利用硅膠吸附的油進行燃燒，將廢油和有機酸燒盡即得再生硅膠。②蒸汽沖洗及水煮沸法：將廢硅膠裝在容器內(nèi)并注入一定量的水，然后通入蒸汽加熱煮沸，廢硅膠吸附的有機酸隨廢油析出并分離，再將硅膠焙燒脫水即得再生硅膠。此法的缺點是容易造成硅膠破裂。③還可以用其他加熱設(shè)備加熱焙燒。第35頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四（2）硅膠吸附水分飽和后。硅膠吸附水分失效后，可以用各種加熱設(shè)備，如電熱爐、烘箱、煙道氣、熱風(fēng)等進行加熱脫水。一般硅膠干燥再生的最高溫度極限如下：①粗孔硅膠＜600℃；②細孔硅膠＜250℃；③變色硅膠＜120℃。第36頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四4．吸附劑廢渣的處理廢白土渣中含油量較大，有的高達30%直接用作燃料；回收利用，即將廢白土渣用蒸汽直接加熱將其“蒸煮”，浮集于水面的油回收，作為廢油重新再生，而去油的白土渣可作為制造磚瓦的原料、鋪設(shè)瀝青路面的填料等。其他吸附劑也可采用類似方法處理。第37頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四三、硫酸再生法1．硫酸再生法原理重要的化學(xué)再生方法。原理：其對油的某些成分有相當(dāng)強的反應(yīng)能力，甚至在一定條件下，幾乎對油中所有成分都能起作用。因此，再生效果較好。第38頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四硫酸主要作用：（1）對油中含氧、硫、氮化合物起磺化、氧化、酯化及溶解等作用。（2）對油中的膠質(zhì)及瀝青質(zhì)主要起溶解作用，同時也發(fā)生氧化、磺化、縮合等復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。（3）對芳香烴起磺化反應(yīng)。（4）對油中懸浮的各種固體雜質(zhì)起凝聚作用。（5）芳香烴、環(huán)烷烴和烷烴都能略溶于硫酸。第39頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四2．硫酸再生設(shè)備及工藝流程

第40頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四3．操作條件（1）溫度

應(yīng)根據(jù)油品的粘度選擇硫酸再生溫度及沉降溫度。溫度低，反應(yīng)不充分，沉降慢；溫度高，反應(yīng)劇烈，產(chǎn)率低，磺酸多，中和難（2）硫酸濃度濃度越大，精制能力越強濃度過大，磺化反應(yīng)強烈，收率低，磺酸多，中和難。常用的硫酸濃度為93%～98%第41頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四（3）硫酸用量。應(yīng)根據(jù)廢油的種類、廢舊程度、硫酸濃度、再生油質(zhì)量要求等因素確定。硫酸用量越大，精制程度越好硫酸用量過大，收率低，成本高一般情況，廢油質(zhì)量尚好，硫酸用量就少一些；對再生油質(zhì)量要求高，硫酸用量就多一些；硫酸濃度大，用量就少一些。（4）加硫酸的方式一次加酸，較常用多次加酸，不常用

設(shè)備數(shù)增多，操作繁瑣，酸渣分離困難第42頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四（5）攪拌方式和攪拌時間

用壓縮空氣或機械攪拌均可

加酸時攪拌應(yīng)激烈一些，以保證加入的酸能均勻地分散在油中。

再生攪拌時間一般為10～20min即可，隨著再生油黏度增加，時間可偏長些。（6）助凝劑為了加速酸渣的沉降，可以使用助凝劑來幫助某些很難沉降的酸渣微粒凝聚為較大的顆粒。常用的助凝劑為水、苛性鈉水溶液、食鹽、白土或丙酮等。第43頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四（7）沉降分渣條件沉降時間越長，酸渣分離越徹底，但不易過長，應(yīng)及時排渣。沉降過程中，不易再次加溫，易采取保溫措施上層-酸性油上部排出中層-酸渣微粒油參與下次酸洗底層-酸渣底部排出第44頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四4．酸渣的處理用水稀釋（1:1），蒸汽攪拌加熱（70～80℃），至二氧化硫氣味消失，靜置沉降，酸渣液分為3層。下層：酸渣生產(chǎn)代用涂料或作鋪設(shè)低級路面的瀝青。中層：稀硫酸（20%～60%）

通氨氣，100℃下，pH為中性停止，得硫酸銨；

處理鐵屑，生產(chǎn)綠礬（硫酸亞鐵）上層：酸性油。

水洗至中性，可用作木材防腐或大車的車軸潤滑或燃料油；第45頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四四、聯(lián)合再生的方法1．硫酸—白土法包括沉降、加酸處理、白土處理和過濾4步。適用于油質(zhì)老化較嚴(yán)重的情況，尤其適用于高黏度的汽輪機油。白土吸附處理可以解決高黏度油堿洗時的乳化問題。第46頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四第47頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四2．硫酸—堿法將經(jīng)硫酸再生后的酸性油用堿溶液中和，然后水洗。適用于黏度小，不易被堿中和時發(fā)生乳化的油。3．硫酸—堿—白土法經(jīng)硫酸再生的酸性油用堿中和后，若需水洗的次數(shù)太多（為了使油的抗乳化時間合格），則可以減少水洗次數(shù)，而采用白土處理。亦可在堿中和后沉降20～30h，取上部澄清液直接進行白土處理。可再生酸值很高的廢油。第48頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四第四節(jié)其他方法處理油一、油品的脫硫處理（1）油中的H2S氣體可采用加熱的方法或以5%的苛性鈉溶液堿洗除掉，其反應(yīng)如下：H2S+2NaOH=Na2S+H2O（2）油中的硫醇（RSH）等可用20%以上的濃堿液除掉，其反應(yīng)如下：RSH+NaOH=RSNa+H2O（3）油中的硫醚（RSH’）等能溶于濃硫酸中被除掉。（4）元素硫可采用加熱的方法除掉。第49頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四二、低閃點絕緣油的處理油品閃點降低的原因有：①油中混入輕質(zhì)油（汽、煤油等）；②電氣設(shè)備中內(nèi)部產(chǎn)生故障。局部過熱引起油分解，產(chǎn)生低分子的氣休（H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2等），它們?nèi)苡谟椭校瑥亩斐捎偷拈W點降低。低閃點油的處理方法有：①采用減壓蒸餾法；②采用真空脫氣法。第50頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)再生油過程中的有關(guān)問題一、再生油中添加劑的消耗狀況

（1）以沉降、過濾、離心、堿中和等方法對油進行再生的過程中，不消耗再生前油中仍保留著的抗氧化添加劑。（2）吸附法對油中抗氧化添加劑的消耗量，取決于吸附劑的種類及油再生條件，如采用白土處理，在不高的溫度下白土不吸附T501(2，6─二叔丁基對甲酚）抗氧化添加劑，LWX-801吸附劑對其也不吸附，而硅膠則吸附一些。因此應(yīng)通過試驗測定消耗量。（3）硫酸再生會消耗較多的抗氧化添加劑。

第51頁，共57頁，2023年，2月20日，星期四二、再生油中添加劑的補加廢油再生無論采用何種方法，由于廢油本身在使用過程中已經(jīng)消耗掉部分添加劑，再生油一般都需要補加添加劑，補加量通過試驗并按照如下規(guī)定確定。(l)T501抗氧化添加劑：再生油中的含量應(yīng)不低于0.03%～0.05%，當(dāng)含量低于此規(guī)定值時，應(yīng)進行補加。再生變壓器油