Установка для разделения и очистки отработанных моторных масел

Полезная модель относится к технологии очистки отработанных моторных масел при помощи ультрафильтрационного процесса разделения и может быть использована при эксплуатации технических систем в различных отраслях промышленности.
Для разделения и очистки растворов известна установка (Пат. №2300413 Российская Федерация МПК B01D 63/00, B01D 61/58, B01D 65/08, B01D 29/62. Мембранная установка для разделения растворов. / Скиданов Е.В.; заявитель и патентообладатель Скиданов Е.В. - №2005104107/15, заявл. 08.12.2003; опубл. 10.06.2007. Бюл. №16 - 10 с; ил.), содержащая соединенные трубопроводами емкость исходного раствора, нагнетательный насос или центробежную центрифугу, гидроаккумулирующую емкость, мембранный аппарат, содержащий корпус с размещенным в нем мембранным элементом для разделения раствора на концентрат и пермеат, блок регенерации мембранного элемента, включающий цепь рециркуляции и запорно-регулирующие клапаны, а также бактерицидный фильтр, установленный перед емкостью исходного раствора, регулятор давления, размещенный между гидроаккумулирующей емкостью и мембранным аппаратом с дополнительным насосом, установленным на трубопроводе для выхода пермеата.
Основным недостатком отмеченного устройства является сложность конструкции и обслуживания.
В качестве прототипа принята ультрафильтрационная установка для размещения и очистки отработанных масел (Пат. №126959 Российская Федерация, МПК B01D 63/00. Ультрафильтрационная установка для разделения и очистки отработанных масел. / Маркелов А.В., Постников А.В., Осадчий Ю.П. и др., заявитель и патентообладатель: ФГБОУ ВПО Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина, - №2012145713/05; заявл. 25.10.2012; опубл. 20.04.2013. Бюл. №11. - 4 с: ил.), содержащая трубопроводы с запорной арматурой, резервуар для отработанного масла, центробежную центрифугу, ультрафильтрационный модуль, состоящий из корпуса с размещенными в нем ультрафильтрами для разделения отработанного масла на пермеат и ретантат, а также промежуточный резервуар с магнитными пробками, установленными на днище, расположенный после центробежной центрифуги и снабженный мешалкой, нагревательным элементом и дозатором с коагулянтом.
К недостаткам прототипа относится неудовлетворительное удаление частиц воды из отработанного масла, а также ограниченность пропускной способности из-за быстрой забиваемости пористой поверхности ультрафильтров, поскольку в отработанном масле содержится высокая концентрация аморфных и твердых частиц. Это приводит к увеличению профилактических простоев, связанных с заменой ультрафильтров или их промывкой для удаления загрязнений. Кроме того, в конечном продукте - пермеате сохраняются жидкие взвеси, которые придают восстановленному маслу темный оттенок, что ухудшает его внешний товарный вид.
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение интенсификации разделения и производительности установки.
Указанный результат достигается тем, что в устройстве для разделения и очистки отработанных масел, содержащем трубопроводы с запорной арматурой, резервуар для отработанного масла, центробежную центрифугу, шестеренчатые насосы, промежуточный резервуар с магнитными пробками, мешалкой, нагревательным элементом и дозатором для коагулянта, ультрафильтрационный модуль, состоящий из корпусов с размещенными в них ультрафильтрами для разделения отработанного масла на пермеат и ретантат, согласно полезной модели, между резервуаром отработанного масла и центробежной центрифугой последовательно установлены подогреватель проточного типа и вакуумный испаритель воды с водосборником, а ультрафильтрационный модуль жестко соединен с вибрационной платформой, при этом в резервуарах с пермеатом размещены дозаторы с присадками для деколорации очищенного масла.
Технический результат, заключающийся в повышении интенсификации разделения, очистки и производительности установки, достигается за счет нагрева отработанного масла в подогревателе проточного типа с последующим поступлением в вакуумный испаритель, из которого взвешенные водные частицы поступают в водосборник, а в зоне ультрафильтрационного модуля от колебаний вибрационной платформы происходит самоочищение пористой рабочей поверхности фильтров, что способствует повышению производительности и качества очистки, после чего полученный пермеат осветляют (процесс деколорации) в резервуарах, оснащенных дозаторами со специальными присадками.
Сущность предлагаемой установки поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена блок-схема установки, на фиг. 2 - общий вид ультрафильтрационного модуля, на фиг. 3 - разрез модуля.
Устройство для разделения и очистки отработанных масел содержит резервуар 1 отработанного масла, который через систему трубопроводов 2 с запорной арматурой соединен с шестеренчатым насосом 3, а далее последовательно с подогревателем 4 проточного типа и вакуумным испарителем воды 5, снабженным воздухозаборником 6. Испаритель 5 через трубопроводы 2 сообщается с центробежной центрифугой 7, которая при работе перемещает примеси в сборник 8.
Промежуточный резервуар 9 сблокирован с нагревательным элементом 10 и магнитными пробками 11. В верхней части резервуара 9 установлены мешалка 12 и дозатор 13 с коагулянтом. Резервуар 9 через трубопроводы 2 и насос 3 взаимодействует с ультрафильтрационным модулем 14, который размещен на вибрационной платформе 15 и имеет два выходных патрубка 16 (для пермеата), 17 (для ретантанта).
Ультрафильтрационный модуль 14 (фиг. 2) состоит из следующих сборных элементов: коллекторов 18, соединяющихся с трубопроводами 2 посредством соединительных звеньев 19 с виброгасящими прокладками и полыми корпусами 20, жестко зафиксированными фланцами 21 на коллекторах 18.
В корпусах 20 (фиг. 3) установлены пористые трубчатые ультрафильтры 22. Эти фильтры удерживаются в корпусах 20 пробками 23 из эпоксидной смолы. Для сбора пермеата предназначен резервуар 24 (фиг. 1). Нижняя часть резервуара 24 трубопроводом 2 и шестеренчатым насосом 3 сообщается с параллельно расположенными резервуарами 25, имеющие одинаковые объемы. Каждый такой резервуар снабжен дозатором 26 с присадками, которые обесцвечивают пермеат, после чего восстановленное моторное масло через патрубок 27 используется по назначению.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Отработанное масло из резервуара 1 по трубопроводу 2 шестеренчатым насосом 3 перекачивается в подогреватель проточного типа 4 и поступает в вакуумный испаритель 5, где в процессе выпаривания воды поступает в водосборник 6. Полученная смесь перетекает в центрифугу 7 и центробежные силы от вращающихся конических тарелок, расположенных внутри центрифуги, отделяют примеси в сборник 8, после чего масло самотеком поступает в промежуточный резервуар 9, где на него воздействует мешалка 12, а нагревательные элементы 10 повышают температуру до предела (80-100)°С. В процессе работы установки в резервуар 9 подается через дозатор 13 коагулянт (например, карбамид), который заставляет слипаться продукты окисления, образуя укрупненные частицы. Для удаления металлических взвесей, оставшихся после процесса сепарации, используют магнитные пробки 11, размещенные на днище резервуара.
В зависимости от режима перемешивания и действия коагулянта шестеренный насос 3 перекачивает жидкую смесь в ультрафильтрационный модуль 14. Здесь смесь перетекает из горизонтального коллектора 18 в вертикальные корпуса 20 и проходит через пористую поверхность ультрафильтров 22 (фиг. 2 и фиг. 3). В процессе очищения масла на поверхности фильтров 22 происходят отложения смолистого осадочного материала (концентрированные продукты окисления). Эти частицы забивают поры фильтров 22, что снижает их пропускную способность и отрицательно сказывается на производительности всей установки. Для устранения такого недостатка корпуса 20 располагаются перпендикулярно к несущему горизонтальному основанию - вибрационной платформе 15. Колебательный процесс платформы 15 обеспечивает электромагнитный вибровозбудитель с амплитудой вибрации (1-2) мм (на фиг. не показан).
За счет колебательных движений осадочные частицы отрываются от поверхности ультрафильтров 22 и уносятся потоком разделяемого раствора через выводной патрубок 17 из рабочей зоны ультрафильтрационного модуля 14. Образовавшийся пермеат через патрубок 16 перетекает в сборный резервуар 24.
В дальнейшем шестеренчатый насос 3 обеспечивает поступление пермеата в один из резервуаров 25, который заполняется до заданного объема. По достижении заданного объема перетекание в этот резервуар перекрывается и через дозатор 26 поступает присадочный материал для деколорации пермеата.
Технологическое время деколорации может не совпадать со временем заполнения пермеата в резервуар 24, поэтому чтобы не останавливать работу установки из-за процесса деколорации, поступление пермеата производится в другой резервный резервуар 25.
Осветленный пермеат принимает товарный вид (восстановленное товарное масло) и через выпускной патрубок 27 подлежит заданному применению в соответствующих технических устройствах.
Удаление воды при помощи вакуумного испарителя 5 повышает интенсификацию разделения, а вибрационные колебания платформы 15 позволяют повысить проницаемость и долговечность мембран 22, что в целом способствует повышению производительности заявляемой установки.
Процесс деколорации обесцвечивает жидкие взвеси и позволяет получить товарное индустриальное масло, которое соответствует ГОСТу 20799-88 «Масла индустриальные. Технические условия».