Инженерный подход к утилизации отработанной смазочно-охлаждающей жидкости на машиностроительных предприятиях

ИНЖЕНЕРНЫЙ ПОДХОД К УТИЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАННОЙ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ НА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ Бикметова А.А.

Бикметова Альбина Айдаровна - студент-бакалавр, Казанский государственный энергетический университет, г. Казань

Аннотация: в статье рассматривается вопрос совершенствования системы утилизации смазочно-охлаждающей жидкости на машиностроительных предприятиях. Сравнены два способа очистки и последующего повторного использования водного ресурса: вакуум-выпарная машина и комплексная очистка. Предложен универсальный комплекс по очистке отработанной СОЖ, с помощью которого экономится водный ресурс с целью вторичного использования. Ключевые слова: смазочно-охлаждающая жидкость, эмульсия, альтернативная технология для получения чистой воды, вакуум-выпарная машина, центрифуга, адсорбция, очистка, повторное использование.

Оценка экологической ситуации по смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) проведены на примере типового предприятия, где изготавливаются изделия по типу «пакер». «Пакер» -компонент оборудования для закачивания нефтяных или газовых скважин, который уплотняет внешнюю частью трубы и внутреннюю часть обсадной колонны.

СОЖ - представляет собой сложную многокомпонентную систему, предназначенную, для смазки и охлаждения металлообрабатывающих инструментов и деталей, что способствует снижению износа инструментов и повышению точности обработанных деталей. В процессе обработки материалов СОЖ выполняет дополнительные функции, такие как: вымывание абразивной пыли и стружки; защита деталей, инструментов и оборудования от коррозии. В процессе эксплуатации эта жидкость загрязняется нефтепродуктами и взвешенными веществами, что приводит к потере технологического потенциала и как следствие, невозможность повторного использования [3].

Изучив рынок предлагаемых установок, предлагается к сравнению два способа очистки отработанной жидкости, за счет вакуум-выпарной машины и комплексный способ очистки, в который входит центрифуга, адсорбционный фильтр и ультрафильтрационный мембранный модуль [1, 2].

Вакуумные выпарные машины применяются в пищевой промышленности, в изготовлении фармацевтических продуктов, в машиностроительной отрасли и т.д. В данном случае рассматривается выпарная машина для машиностроительной отрасли, для которой существует целый ряд марок: ДЦС, Эколент, УЛСЦЭЕБТ.

Суть работы такой установки заключается в очистке отработанной жидкости путем разделения ее на 2 фазы: дистиллированную воду и концентрат. Внутри вода после закипания испаряется и освобождается от растворенных и нерастворенных примесей. Далее пар направляется в камеру конденсации, а растворенные химические вещества, выпадают в осадок. На выходе получается чистая вода. После очистки не требуется доочистка. Далее уже очищенная вода снова направляется в производственный процесс.

Комплексная технология по очистки предполагает:

- центрифугирование, где отработанная СОЖ будет разделена на жидкую фазу и твердые взвешенные вещества (металлическую стружку);

- сорбцию растворенных нефтепродуктов в жидкой фазе на угольном адсорбере;

- ультрафильтрационный мембранный модуль, где вода прокачивается под давлением через разделительные элементы.

При подборе оборудования для такого комплекса стоит обратить внимание на концентрации загрязненных компонентов до и после очистки, обычно такая информация прописывается в техническом паспорте. Если концентрация на входе выше заявленных производителем, то необходимо ее снизить. Это необходимо во избежание поломки установки.

Также немало важным показателем при подборе комплекса очистки является его производительность, измеряемая в м3/час. В данном случае рассматривается ситуация, где образуется большое количество отработанной СОЖ, для очистки которого потребуется полный комплекс, состоящий из трех этапов. При желании получить более очищенную воду, этот комплекс можно дополнить мембранными модулями.

Если объём отработанной СОЖ небольшой (до 1 М/час), то невыгодно на столь низкую производительность мембранные технологии использовать экономически. Такие установки ставятся на объём жидкости более 1 м3/час. Существует еще одно немало важное условие, СОЖ в предприятиях должна эффективно разделяться на центрифуги.

В таблице 1 представлена сравнительная характеристика эффективности очистки двух рассматриваемых технологий.

Таблица 1. Эффективность очистки оборудования

Наименование оборудования Эффективность очистки, %

Вакуумная выпарная машина Взвешенных вещества - 99,9%; нефтепродукты - 99,9%; жиры - 99,9%

Комплексная очистка из трех этапов Этап 1. Взвешенных вещества - 92,3%; нефтепродукты - 59,3%; жиры - 39,8% Этап 2. Взвешенные вещества - 90%; нефтепродукты - 72%; сухой остаток - 70%; жиры - 51,5% Этап 3. Взвешенные вещества- 99,9%; нефтепродукты - 94%; сухой остаток - 25%; жиры - 97%.

Как видно из таблицы 1 очистка с помощью нескольких оборудований затруднена тем, что нужно тщательно подбирать устройства и следить за степенью очистки. Также размеры занимаемой территории будут больше, но самостоятельный подбор оборудования может оказаться экономически выгоднее при первоначальных затратах.

После выше сказанного можно сделать вывод, что метод очистки СОЖ с помощью вакуум -выпарной машины является более простым. Этот метод имеет ряд положительных моментов: устройство работает со всеми видами СОЖ, в него можно загружать любое количество отработанной СОЖ и на выходе получается полная очистка воды, соответствующая дистиллированной воде 1-2 категории ГОСТ 9.314 " Вода для гальванического производства".

Список литературы

1. ЗАО «БМТ» Современные технологии очистки воды. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.vladbmt.ru/ (дата обращения: 22.04.2019).

2. Русметаллургия. РФ. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://rusmetallurgiya.ru/module-1/1/page-126/ (дата обращения: 22.04.2019).

3. Ошер Р.Н. Производство и применение смазочно-охлаждающих жидкостей (для обработки металлов резанием). 3 изд. М., 1963.