Oil oczyszczanie w obiektach przemysłowych

Zanim przejdziemy do szczegółowego omówienia oczyszczania oleju, przyjrzyjmy się historii i rozwojowi materiałów smarnych.

Nie można z całą pewnością powiedzieć, kiedy po raz pierwszy zastosowano środek smarny. Prawdopodobnie wydarzyło się to mniej więcej w czasie, gdy człowiek zaczął używać narzędzi. Starożytni Egipcjanie używali oliwy z oliwek w celu zmniejszenia tarcia podczas przenoszenia kamienia i drewna podczas swoich projektów budowlanych. Znacznie później, kiedy na ulice po raz pierwszy wyjechały tramwaje, osie smarowano tłuszczem zwierzęcym.

Nowsze i bardziej skomplikowane maszyny wykonane z metalu uzasadniały stosowanie olejów rycynowych, rzepakowych i innych. Nie były one jednak dużo lepsze od poprzednich materiałów, gdyż ich stosowanie opierało się głównie na praktycznych i osobistych doświadczeniach, a nie na badaniach naukowych.

W XIX wieku nastąpiła rewolucja w przemyśle materiałów smarnych za sprawą pierwszego odwiertu szybów naftowych w USA. Okazało się, że jeśli olej wielorybi zmieszano z ropą naftową, smarowane krosna przędzalnicze i tkackie pracowały 10 lat dłużej.

Materiały smarne rozwinęły się jeszcze szybciej w XX wieku, wraz z pojawieniem się skomplikowanych maszyn, takich jak samochody, silniki Diesla, statki, samoloty, rakiety itp. Oleje na bazie benzyny mocno ugruntowały swoją pozycję. Selektywne oczyszczanie, hydrokraking i hydroizomeryzacja dodatkowo pomogły w opracowaniu materiałów smarnych.

Oleje smarowe są obecnie dostępne w kilku rodzajach, każdy z własnym zastosowaniem w określonej branży:

• olej przekładniowy;
• olej hydrauliczny;
• olej turbinowy;
• olej do izolacji elektrycznej;
• olej przemysłowy;
• olej kompresorowy i wiele innych.

Gdy konieczne jest oczyszczanie oleju

W zależności od wyposażenia te oleje mineralne mogą pełnić różne funkcje, takie jak smarowanie, chłodzenie, izolacja części pod napięciem, ochrona przed korozją, czyszczenie powierzchni itp. W większości przypadków olej jest poddawany dużym obciążeniom ze względu na wysokie ciśnienie i temperatura, duże tarcie, kontakt z wodą i tlenem oraz zanieczyszczenie cząstkami stałymi. Wszystko to powoduje, że olej starzeje się i traci swoje właściwości. Zanieczyszczony olej nie może normalnie funkcjonować i należy go wymienić lub oczyścić.

Z ekonomicznego punktu widzenia oczyszczanie oleju jest rozwiązaniem bardziej opłacalnym, gdyż pozwala na zachowanie parametrów użytkowych oleju i jak najdłuższe jego użytkowanie. Im dłuższy cykl życia oleju, tym mniej pieniędzy wydaje się na zakup nowego oleju.

Zanieczyszczenia w olejach przemysłowych

Przyjrzyjmy się rodzajom zanieczyszczeń mających niekorzystny wpływ na olej przemysłowy.

Prawie każdy olej zawiera cząstki stałe. Cząstki te powstają w wyniku pęknięcia materiałów konstrukcyjnych maszyny: opiłki metalu, wióry, okruchy gumy, włókna izolacyjne itp. Cząsteczki stałe zwiększają pienienie oleju. Cząsteczki niektórych metali mogą katalizować utlenianie. W wielu przypadkach cząstki stałe były przyczyną awarii sprzętu, awarii i kosztownych napraw.

Kolejnym zanieczyszczeniem jest woda. Może przedostać się do oleju na jeden z dwóch sposobów. Zewnętrznie pochodzi z atmosfery. Może pojawić się także na skutek procesów degradacji zachodzących w samym oleju. Woda przyspiesza korozję oraz zwiększa pienienie i utlenianie, pogarszając właściwości smarne oleju.

Gazy są również niepożądane. Na przykład gaz powstający w oleju izolacyjnym transformatora zamienia się w pęcherzyki, zmniejszając ogólną wytrzymałość dielektryczną oleju. Wynika to z faktu, że wytrzymałość dielektryczna gazów pod ciśnieniem atmosferycznym jest znacznie mniejsza niż w przypadku oleju. Wyładowanie przechodzi najpierw przez gaz, a dopiero potem przez olej. Powietrze atmosferyczne, podobnie jak woda, nasila korozję, utlenianie i pienienie.

Kolejnym źródłem zanieczyszczeń są produkty utleniania i starzenia się oleju. Należą do nich fenole, kwasy, alkohole, nadtlenki itp. Szlam powstający w wyniku osadzania się produktów starzenia na częściach transformatora i znacznie utrudnia chłodzenie rdzenia transformatora.

Oczyszczanie oleju pozwala usunąć cząstki stałe, wilgoć i gazy z oleju. Do usuwania starzejących się produktów bardziej odpowiednie są technologie regeneracji.

Metody oczyszczania olejów

Wszystkie znane metody oczyszczania oleju można podzielić na trzy szerokie kategorie:

• metody fizyczne;
• metody chemiczne;
• połączone podejście fizyczne i mechaniczne.

Metody fizycznego oczyszczania oleju sprawdzają się, gdy skład chemiczny oleju uległ znaczącym zmianom i pozwalają na usunięcie z oleju cząstek stałych i wody.

Najprostszą metodą fizyczną z technicznego punktu widzenia jest osadzanie. Specjalne pojemniki (osadniki) napełniane są olejem. Woda i cząstki mają inną gęstość niż olej i z czasem opadną na dno zbiorników, gdzie można je zebrać i usunąć. Aby przyspieszyć proces osadzania, olej można podgrzać do temperatury 35-40°С w celu zmniejszenia lepkości. Ograniczeniem tej metody jest niemożność całkowitego usunięcia cząstek stałych i wody.

Filtracja może usunąć cząstki z oleju, umożliwiając przepływ oleju przez porowate bariery. Skuteczność filtracji zależy od stopnia zanieczyszczenia początkowego oraz obróbki wstępnej, którą można przeprowadzić za pomocą sitka lub innymi metodami (osadzanie lub wirowanie).

Odśrodkowe oczyszczanie oleju może częściowo usunąć wodę i cząstki stałe. Metoda ta opiera się na działaniu sił odśrodkowych, które mogą rozdzielić olej na kilka warstw, z których jedna to czysty olej, a dwie pozostałe to woda i cząstki stałe.

Metody chemicznego oczyszczania oleju opierają się na reakcjach chemicznych pomiędzy zanieczyszczeniami a wprowadzonymi odczynnikami. W wyniku tych procesów powstają substancje, które są usuwane znacznie łatwiej niż pierwotne zanieczyszczenia. Do najpowszechniejszych metod oczyszczania chemicznego należą obróbka kwasem siarkowym i hydrorafinacja.

Oczyszczanie kwasowe zwykle wykorzystuje kwas siarkowy, który reaguje z zanieczyszczeniami. Asfalty, smoła, nienasycone węglowodory i inne zanieczyszczenia osadzają się w tak zwanej kwaśnej smole, którą można łatwo oddzielić od oleju. Proces kończy się alkaliami w celu zneutralizowania pozostałego kwasu i kwaśnej smoły.

Hydrorafinacja ma na celu zmniejszenie stężenia związków siarki i tlenu w oleju. Proces polega na obróbce oleju wodorem w wysokiej temperaturze i ciśnieniu.

Połączone fizyczne i chemiczne metody oczyszczania oleju obejmują koagulację, adsorpcję, selektywne oczyszczanie i wymianę jonową.

Koagulację stosuje się w celu poprawy wydajności oczyszczania poprzez filtrację lub osadzanie. Do oleju dodano specjalne substancje ułatwiające powiększanie cząstek zanieczyszczeń w stanie koloidowym lub drobno zdyspergowanym. Większe cząstki łatwiej jest odfiltrować z oleju lub osadzić na dnie osadnika. Wydajność może zależeć od następujących czynników:

– ilość użytego środka koagulującego;

– czas kontaktu koagulanta z olejem;

– temperatura oleju;

– sposób mieszania środka z olejem.

Adsorpcja opiera się na oddziaływaniu oleju z mediami adsorbującymi. Adsorbenty wychwytują zanieczyszczenia i zatrzymują je w porach. Konkretny adsorbent dobierany jest w zależności od zadania. Wodę usuwa zeolit. Żele krzemionkowe dobrze sprawdzają się przy ekstrakcji związków kwasowych. Ziemia Fullera może ekstrahować produkty starzenia się oleju. Adsorbenty mogą być naturalne lub syntetyczne.

Istnieją trzy rodzaje adsorpcji oczyszczanie oleju:

• kontakt;
• przesiąkanie;
• przeciwprąd.

W pierwszym przypadku miesza się olej i drobny adsorbent. Po nasyceniu adsorbent oddziela się od oleju. Drugi rodzaj oczyszczania polega na przesączaniu oleju przez warstwę adsorbentu, natomiast w metodzie przeciwprądowej olej i adsorbent poruszają się w przeciwnych kierunkach.

Oczyszczanie selektywne polega na zastosowaniu specjalnych rozpuszczalników, które selektywnie oddziałują z olejem: rozpuszczają jedynie zanieczyszczenia, a zwykły olej pozostawiają nienaruszony. Najprostszy przypadek selektywności oczyszczanie oleju to „destylacja z mieszaniem, osadzaniem”. Niektóre z powszechnie stosowanych rozpuszczalników to aceton, furfural, mieszanina fenolu z krezolem, nitrobenzen itp.

Inna łączona metoda wykorzystuje żywice jonowymienne. Substancje te wychwytują część zanieczyszczeń, która po rozpuszczeniu dysocjuje na jony. Technicznie rzecz biorąc, jest ona podobna do adsorpcji, ponieważ można ją przeprowadzić poprzez mieszanie lub perkolację.

Procesy oczyszczania olejów

Sprzęt GlobeCore wykorzystuje następujące elementy procesy oczyszczania oleju:

• ogrzewanie;
• filtrowanie;
• próżnia;
• adsorpcja.

Pierwszy proces opiera się na różnych temperaturach wrzenia wody i oleju. Woda wrze w temperaturze 100°С, natomiast olej wrze w znacznie wyższej temperaturze, przekraczającej 300°С. Oznacza to, że woda może odparować z oleju i zostać usunięta w drodze kondensacji.

Filtracja zwykle składa się z kilku etapów. Najpierw filtr zgrubny usuwa największe cząstki stałe, następnie olej przechodzi przez filtry drobne. Dokładność filtracji dobierana jest na podstawie stopnia zanieczyszczenia oleju oraz wymagań przepisów i norm.

Do usuwania wody i gazów stosuje się próżnię. W sprzęcie GlobeCore stosowany jest jedno lub dwustopniowy system próżniowy. W pierwszym przypadku jedna pompa próżniowa wytwarza niską próżnię (760 mmHg -10 mmHg). Układy tego typu stosowane są do oczyszczania olejów elektroizolacyjnych z transformatorów swobodnie oddychających, a także innych rodzajów olejów (turbinowych, przemysłowych, hydraulicznych itp.). W drugim przypadku pompa wspomagająca i dmuchawa Rootsa wytwarzają wysoką próżnię (10 mmHg – 0 mmHg), niezbędną do przerobu oleju stosowanego w transformatorach szczelnych.

Oddziaływanie oleju z ziemią Fullera umożliwia regenerację oleju: usunięcie produktów utleniania i starzenia. Ziemia Fullera to naturalnie występująca substancja, która może być wielokrotnie reaktywowana.

Rodzaje systemów oczyszczania oleju

Olej można oczyszczać nie tylko za pomocą filtrów zgrubnych i dokładnych, ale także za pomocą pras filtracyjnych. Głównym elementem prasy filtracyjnej są media porowate, przez które pompa tłoczy olej pod wysokim ciśnieniem. Podczas gdy olej przepływa przez materiał filtrujący, wszystkie cząstki większe niż 10-15 mikronów są wychwytywane w jego kapilarach.

Komora próżniowa to kolejna sprawa system oczyszczania oleju. W zależności od metody odgazowania i odwodnienia konstrukcja komory może się różnić. Jednym ze sposobów jest wtryśnięcie zanieczyszczonego oleju do komory próżniowej poprzez dyszę. Para wodna oddziela się od oleju i jest usuwana z komory za pomocą pompy próżniowej. Krople suchego oleju opadają na dno komory. Inną możliwością jest wypełnienie komory specjalnymi elementami, tak aby olej spływał po ich powierzchni cienką warstwą. Można do tego celu wykorzystać pierścienie spiralne lub pierścienie Raschiga.

Adsorbery to specjalne systemy ułatwiające adsorpcję zanieczyszczeń z oleju. Są to zazwyczaj naczynia cylindryczne, w których znajduje się adsorbent taki jak zeolit, żel krzemionkowy lub ziemia Fullera. Gdy sorbent zostanie nasycony, następuje jego wymiana lub reaktywacja.

Systemy osadzania oczyszczania oleju są duże zbiorniki. Dno takiego zbiornika można wyposażyć w zawór umożliwiający dokładne spuszczenie osadu z oleju.

Bęben jest głównym elementem wirówki. Zawiera płytki przymocowane równolegle do wału. Odległość pomiędzy płytami jest na tyle mała, że ​​olej można podzielić na kilka cienkich warstw, co poprawia efektywność oczyszczania wirówkowego.

Maszyny do oczyszczania oleju transformatorowego

GlobeCore produkuje następujące typy maszyny do oczyszczania oleju transformatorowego:

• ONZ;
• UN-CF;
• CFU;
• mikrokontroler;
• CMM-R;
• UVR.

CMM maszyny do oczyszczania oleju transformatorowego stosować ogrzewanie, filtrację i próżnię. Osiąga się kompleksowe oczyszczenie oleju poprzez usunięcie cząstek stałych, wody i gazu. Maszyny СММ-CF wykorzystują dwa filtry: jeden zwykły filtr do usuwania cząstek stałych i filtr koagulatorowy do usuwania wody. Maszyna ta może przetwarzać olej o zawartości wilgoci do 50%, a w niektórych przypadkach nawet większej. Maszyny CFU sprawdzają się dobrze, gdy trzeba usunąć cząsteczki oleju z oleju transformatorowego. Olej pompowany jest przez filtry kasetowe, które wychwytują cząstki stałe.

Oczyszczanie adsorpcyjne przeprowadzane jest na maszynach MCU, CMM-R i UVR. MCU można stosować z zeolitem lub żelem krzemionkowym. W pierwszym przypadku olej jest dokładnie suszony, w drugim olej poddawany jest także obróbce w celu usunięcia związków kwasowych. Maszyny CMM-R nie tylko oczyszczają olej, ale go regenerują, łącznie z końcowym etapem domieszania do oleju dodatków hamujących. Maszyny te są używane z ziemią Fullera, którą można reaktywować po wielokrotnym nasyceniu bez ekstrakcji z CMM-R. UVR maszyny do oczyszczania oleju transformatorowego zastosować inny adsorbent, który do reaktywacji wymaga specjalnej jednostki zewnętrznej. Jednakże, podczas gdy CMM-R może przetwarzać tylko olej transformatorowy, UVR jest bardziej wszechstronny i może regenerować inne rodzaje oleju i paliwa.

Jednostki oczyszczania oleju GlobeCore: główne zalety

Jednostki oczyszczania oleju GlobeCore mają następujące zalety:

• są przystosowane do transportu różnymi środkami transportu (morski, lotniczy i naziemny);
• są wszechstronne. Oprócz oczyszczania oleju jednostki te mogą wykonywać inne zadania, takie jak opróżnianie transformatora;
• są mobilni. Jednostki oczyszczania oleju mogą być produkowane na kołach, na przyczepach itp., umożliwiając serwisowanie transformatora w terenie;
• Niskie zużycie energii. Wszystkie podzespoły i konstrukcja jednostek dobierana jest tak, aby zużywać jak najmniej energii elektrycznej, zachowując jednocześnie wysoką wydajność w przeróbce ropy naftowej;
• Bezpieczeństwo. Urządzenia są wyposażone w zabezpieczenie przed awarią, zapobiegające pienieniu, wyciekom itp.;
• Prosta obsługa i serwisowanie. W większości przypadków do obsługi wystarczy osobista pomoc jednostki oczyszczania oleju;
• Szeroka gama opcji dodatkowych. Dla wygody klienta GlobeCore może zwiększyć możliwości sprzętu (sterowanie za pomocą telefonu komórkowego, przetwarzanie oleju w transformatorach pod napięciem, licznik cząstek itp.).