CN101550355A - 废油处理系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废油处理系统及方法，所述废油处理系统包括：对废油进行油、水、渣初步分离的初步分离装置；对废油进行脱色的脱色装置；包括连接于所述初步分离装置与脱色装置之间的芯膜分离装置，所述芯膜分离装置包括：过滤废油的芯膜，所述芯膜包括通过油分子而排斥水分子及固体分子的聚合层。本发明可快速、可靠、环保地对废油处理进而得到高质量的油产品。

Description

废油处理系统及其方法

技术领域

本发明涉及化工领域，特别是涉及废油处理系统及其方法。

背景技术

化工原料、特别是油料是现代工业社会的关键组成部分，每年都必须花费巨大的财力、物力、人力以及时间进行原油开采、运输、加工。即使如此，原油作为不可再生资源正日趋枯竭，造成能源危机。

化工油料中，相当一部分是作为机器运作所必需的润滑油来使用，使用后成为废油并被丢弃或进行回收。比如我国每年消耗废润滑油及其他废油600万多吨，这些废油除了含有添加剂，也可能含有机械传动所磨损产生的金属、未燃烧的燃料、由不完全燃烧的燃料中产生的多环芳烃、微粒以及水。在我国，废油被列为危险物，这些废油在回收后被当作符合标准的恢复燃油(RFO)，在大型煤或石油火力发电站，工业锅炉里燃烧，这些废油的燃烧含有金属污染物、二氧化碳、一氧化碳以及二氧化硫等，这些典型的污染物会对环境造成巨大的污染。

现有技术对废油的处理一般采用比较传统的处理工艺，其中的处理步骤包括：把废油倒到油罐中进行沉淀，除去大颗粒状杂质，利用水和油比重不同除去废油里面的水分；然后将去除水分的废油加到酸洗罐中进行酸洗；再将酸洗后的废油放到一个带碱性的罐中中和，最后使用活性漂白土进行脱色。此工艺在加工过程会产生大量刺激性的二氧化硫气体、大量酸渣及碱渣，而这些酸渣及碱渣对土壤的破坏极大。目前是对这些酸渣及碱渣使用深埋法进行处理，但深埋仍无法从根本上解决对土壤的破坏问题。此外二氧化硫会严重刺激人的呼吸系统，如排放到大气中会形成酸雨，危害较大。而且，通过上述生产加工得到的油产品仍无法达到国家标准规定，长期存放也会使这些油重新被氧化，颜色也会进一步加深。

与上述方法相类似的现有技术如中国专利文献CN1624093A所公开的废油再生工艺及生产装置，其工艺步骤具体如下：1.除去废油里面大部分的游离水和固体颗粒及重金属杂质等；2.将除杂后的油输入脱水装置中，并在脱水装置中加入破乳剂，经搅拌后使油液组分里油包住小水滴，形成游离水，再除去游离水；3.将除水后的油液组分输入切割器中，并加热到450℃高温，对油催化裂化；4.将催化裂化后的油液经过精分馏，从而得到成品产品。

此外，中国专利文献CN2179873Y中公开的一种矿物油废油净化再生装置，其工艺步骤包括：进油→粗过滤→加热→真空脱水→静电净化→精过滤→真空保护→定量加油的无酸处理方法。采用了间隙式管路加热结构，并列的双静电箱处理结构及抽真空结构，红外传感器液位定量控制机构，控制系统采用微型计算机自动控制。

另外根据近年来的技术发展，将废油加工成可利用的油工艺还包括以下方式：

中国专利文献CN1177624A公开的从废油再生燃料油装置和方法，其设备装置包括：1.热裂化装置，用来裂化高沸点(400℃左右)的烃物料使其成为较轻的低沸点物质，从而在粘性物质中分离烃蒸汽产物；冷凝器/换热器用来冷凝烃蒸汽成为液态烃。使用燃料稳定设备，用化学方法来处理冷凝物，从而得到油产品和固体沉淀物。再使用精处理设备，通过物理方式除去固体沉淀物，从而得到高质量的燃料油。

另外中国专利文献CN1326498A公开的废油处理方法，其方法及特点如下：1.废油蒸馏，用以除去低沸点的有机馏分，再通过脱水装置使油干燥；2.在真空条件下用170-385℃的高温来蒸馏干燥过的废油，使燃料油和柴油组分以有效利用价值的燃料油形式分离；3废油在高温蒸馏后的残留物，在高真空环境下借助薄层蒸发进行精细蒸馏，从而获得标准粘度范围的润滑油馏分。

然而上述的各现有技术，一方面成本太高、处理速度过慢、效率过低、需要高温或真空工艺，另一方面也没有从根本上解决废油再生处理带来的技术和环保问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种废油处理系统及其方法，可快速、可靠、环保地对废油处理进而得到高质量的油产品。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种废油处理系统，包括：对废油进行油、水、渣初步分离的初步分离装置；对废油进行脱色的脱色装置；包括连接于所述初步分离装置与脱色装置之间的芯膜分离装置，所述芯膜分离装置包括：过滤废油的芯膜，所述芯膜包括通过油分子而排斥水分子及固体分子的聚合层。

其中，所述芯膜分离装置内压力为100PSI～250PSI之间，优选为150PSI。

其中，包括接于所述初步分离装置与芯膜分离装置之间的加热装置，所述加热装置的输出温度为65度～90度之间，优选为80度。

其中，包括接于所述初步分离装置与加热装置之间的中间储油罐，所述中间储油罐废油输入口、废油输出口以及掏渣口，所述废油输入口连接所述初步分离装置，所述废油输出口连接所述加热锅炉，所述掏渣口用于排出超过预定粘度的渣油；所述加热装置是内含热交换器的加热锅炉，所述热交换器具有废油输入口、废油输出口、所述热交换器的废油输入口连接中间储油罐的废油输出口，所述热交换器的废油输出口用于连接所述芯膜分离装置。

其中，所述初步分离装置是高速离心除杂除水装置，其包括废油输入口、废油输出口、排水口以及排渣口，所述废油输出口连接所述中间储油罐的废油输入口，所述排渣口排除废油分离后的固体颗粒及大于0.5μm的金属颗粒，所述排水口排除废油分离后的水分。

其中，包括沉油装置，其具有一个罐体，所述罐体上方包括废油输入口，所述罐体中下方包括连接所述初步分离装置废油输入口的废油输出口，所述罐体最下面包括排水口。

其中，所述芯膜分离装置包括废油输入口、过滤通道、过滤输出口以及回流口，所述废油输入口与过滤输出口位于所述过滤通道的两端，所述废油输入口连接所述初步分离装置，所述过滤输出口连接所述脱色装置，输出经过芯膜分离后的标准基础油及目标成品油，所述回流口与废油输入口位于所述聚合层同一侧，所述聚合层另一侧为过滤输出口，所述回流口通过独立管道连接至所述废油输入口。

其中，所述聚合层包括基础原材料和配料，所述基础原材料是聚酰安，所述配料为聚硅铜、聚偶磷氨基烯、聚醚醚铜、聚碳酸脂或上述配料中至少两种的混合物，所述聚合层是所述基础原材料和配料通过搅拌、吸附后所形成。

其中，所述加热装置和脱色装置包括废气输出口，并通过气管分别将在加热过程和脱色过程中所产生的废气引至所述加热装置的的热交换器内。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种废油处理方法，包括步骤：对废油进行油、水、渣的初步分离；对所述初步分离后的废油进行过滤，其中采用通过油分子而排斥水分子及固体分子的方法对所述废油进行有条件过滤；对所述过滤后的废油进行脱色处理。

本发明的有益效果是：区别于现有技术废油再生方法成本太高、处理速度过慢、效率过低、需要高温或真空工艺、未从根本上解决废油再生处理带来的技术和环保问题，本发明采用的芯膜分离技术不同于水净化的超滤膜及其他芯膜，其原理是主要使用最新的纳米技术，根据油的性能及分子量进行设计，在芯膜的表面层设计有通过油分子而排斥水分子及其他固体分子的聚合层，对通过芯膜的废油进行有选择性吸附、分离，实现料液的不同组分分离、纯化、浓缩；经过处理的废油的质量直接就可以达到国际标准油的技术规范，可有效解决机动车产生的废润滑油、机械液压设备工作过程产生的废液压油、废变压器油及其他等同类型的废油；由于废油的处理主要通过物理而不是化学的处理方式，因此从根本上解决废油再生处理带来的技术和环保问题；

此外，针对在废油处理过程中产生可能污染及二次污染的废气问题，本发明通过管道将在加热过程和脱色过程中所产生的废气引入加热装置里面进行燃烧加热，可以重新给废油提供加热的热源，通过燃烧后的废气可以直接排放到空气中，不会对环境造成影响；在整个过程中得到的废渣可以用来作为沥青基础原料，从而实现整个生产处理过程无废物，废气的排放。

附图说明

图1是本发明废油处理系统第一实施例的示意图；

图2是图1中芯膜分离装置第一实施例的结构示意图；

图3是本发明废油处理系统第二实施例的示意图；

图4是本发明废油处理系统第三实施例的示意图；

图5是本发明废油处理系统第四实施例的示意图；

图6是图1中芯膜分离装置第二实施例的结构示意图；

图7是本发明废油处理方法的流程图。

具体实施方式

一起参阅图1和图2，本发明废油处理系统主要包括：

对废油进行油、水、渣初步分离的初步分离装置；

对废油进行脱色的脱色装置；

包括连接于所述初步分离装置与脱色装置之间的芯膜分离装置，所述芯膜分离装置包括：

过滤废油的芯膜，所述芯膜包括通过油分子而排斥水分子及固体分子的聚合层。

使用时，废油从所述初步分离装置进入，依次经过所述初步分离装置、芯膜分离装置以及脱色装置，同时依次经过初步分离处理、芯膜分离处理以及脱色处理，最后经处理的油料从所述脱色装置排出。在芯膜分离装置的处理中，废油从芯膜分离装置的废油输入口进入芯膜的一侧，其中，所述聚合层的方向可以与所述废油流动方向平行，即聚合层与废油流体通道平行，废油输入口与排渣口在聚合层一侧，油分子在废油流体中贴附聚合层表面时受到聚合层的吸附，并通过聚合层后到达所述聚合层另一侧，最后从过滤输出口出去。所述聚合层在设计时，是针对需要的油分子分子量进行设计，仅通过所需要分子量大小的废油中的油分子，而对水分子以及固体分子则统统进行排斥。

在所述废油经过所述聚合层时，所述聚合层会排斥水分子及其他固体分子，同时也可以吸附固体分子以及一些过于粘稠的油分子，使废油里面的水、固体分子以及粘稠的油分子不得通过，仅通过需要的油分子，也即通过芯膜对废油进行有选择性吸附、分离，过滤得到较为纯净的油半成品。此外，分离后的油渣集中后可以作为沥青的基础原料，不会对土壤造成影响。

可以看出，区别于现有技术废油再生方法成本太高、处理速度过慢、效率过低、需要高温或真空工艺、未从根本上解决废油再生处理带来的技术和环保问题，本发明采用的芯膜分离技术不同于水净化的超滤膜及其他芯膜，其原理是主要使用最新的纳米技术，根据油的性能及分子量进行设计，在芯膜的表面层设计有通过油分子而排斥水分子及其他固体分子的聚合层，对通过芯膜的废油进行有选择性吸附、分离，实现料液的不同组分分离、纯化、浓缩；

经过处理的废油的质量经过SGS(Societe Generale de SurveillanceS.A.通用公证行)测试，可以达到国际标准油的技术规范，可有效解决机动车产生的废润滑油，机械液压设备工作过程产生的废液压油，废变压器油及其他等同类型的废油；由于废油的处理主要通过物理的处理方式，因此从根本上解决废油再生处理带来的技术和环保问题。

上述的脱色装置，根据生产处理的需要可以有选择性的选择一个或多个脱色处理罐。所述脱色罐具有油输入口，用于输入芯膜分离装置所分离后的标准基础油及其他目标成品油；一个输出口，用于输出经过脱色后的成品油。可以将从芯膜处理后达标的基础油或其他成品油，通过活性漂白土进行脱色，以去除芯膜处理后残留在基础油或成品油里面所含有微量的游离酸及不稳定的硫化及氧化产品和微量的硫酸，从而提高基础油和其他成品油在高温下的抗氧化性能和颜色稳定，使基础油或其他类型的成品油达到无色无味。

所述聚合层包括基础原材料和配料，所述基础原材料是聚酰安，所述配料为聚硅铜、聚偶磷氨基烯、聚醚醚铜、聚碳酸脂或上述配料中至少两种的混合物，所述聚合层是所述基础原材料和配料通过搅拌、吸附后所形成。但材料并不限于这些，只要能够实现通过特定分子量的油分子、并排斥水分子和固体分子的功能即可。

值得说明的是，附图中初步分离装置、芯膜分离装置、脱色装置的每个装置在图中示意性地分为左右两块，并且每块都标上名称，以下附图同理；而且，上述本发明实施例可以仅包括芯膜分离装置而不带所述初步分离装置和脱色装置，或仅包括芯膜分离装置、脱色装置而不带所述初步分离装置，或仅包括芯膜分离装置、初步分离装置而不带所述脱色装置。

过滤废油的芯膜，所述芯膜包括通过油分子而排斥水分子及固体分子的聚合层。

在本发明一个较优实施例中，所述聚合层的方向与所述废油流动方向平行，并且所述芯膜分离装置内压力为100PSI～250PSI之间，优选为150PSI。并且，还包括接于所述初步分离装置与芯膜分离装置之间的加热装置。参阅图3，所述加热装置的输出温度为65度～90度之间，优选为80度。通过适当的压力和温度，可以使芯膜过滤废油的性能达到最佳，提高废油处理效率。由于采用低温65-90℃、低压150PSI，使设备操作简单、易懂、提高设备的安全性能。

此外，参阅图4，还包括接于所述初步分离装置与加热装置之间的中间储油罐，所述中间储油罐废油输入口、废油输出口以及掏渣口，所述废油输入口连接所述初步分离装置，所述废油输出口连接所述加热锅炉，所述掏渣口用于排出超过预定粘度的渣油；

所述加热装置是内含热交换器的加热锅炉，所述热交换器具有废油输入口、废油输出口、所述热交换器的废油输入口连接中间储油罐的废油输出口，所述热交换器的废油输出口用于连接所述芯膜分离装置。所述热交换器本身可以具有一个导热油的输入口和输出口，用于导热油加温后在热交换器里面与废油进行热交换，从而到达加热废油的目的。废油的加热方式，按照使用环境的不同，可以采用各种不同的锅炉加热导热油，再通过热交换器将导热油的温度和废油进行交换，最终达到加热废油的目的。

通过中间储油罐对废油的进一步分离，可以使进入芯膜分离装置之前的废油纯净度提高，利于芯膜分离装置的工作，并提高过滤效果。

其中，所述初步分离装置可以是高速离心除杂除水装置，其包括废油输入口、废油输出口、排水口以及排渣口，所述废油输出口连接所述中间储油罐的废油输入口，所述排渣口排除废油分离后的固体颗粒及大于预定尺寸的金属颗粒，比如大于0.5μm的金属颗粒。所述排水口排除废油分离后的水分。所述高速离心除杂除水装置主要是通过超高速的分离手段，在高速的离心力场作用下在瞬间按照比重差将各种成分分离出来，而后通过分别的排出口，将水分排出，同时也将在油水中所含有的固体颗粒一并分离，极大地保障分离彻底的效果，为此也被称之为(液、液、固)三项分离。

在废油进入芯膜分离装置之前，利用高速离心除杂除水装置进行初步的油水分离、油渣分离，可以提高处理效率，处理后的废油纯净度得到初步提高。

参阅图5，为提高处理效率和质量，还可以包括沉油装置，其具有一个罐体，所述罐体上方包括废油输入口，用于输入废油，所述罐体中下方包括连接所述初步分离装置废油输入口的废油输出口，所述罐体最下面包括排水口，用于排除沉淀后的水分。

参与图6，在本发明的一个较优实施例中，所述芯膜分离装置包括废油输入口、过滤通道、过滤输出口以及回流口，所述废油输入口与过滤输出口位于所述过滤通道的两端，所述废油输入口连接所述初步分离装置，所述过滤输出口连接所述脱色装置，输出经过芯膜分离后的标准基础油及目标成品油，所述回流口与废油输入口位于所述聚合层同一侧，所述聚合层另一侧为过滤输出口，所述回流口通过独立管道连接至所述废油输入口。

在芯膜分离装置中利用回流口进行循环输出暂不能通过芯膜分离的废油，以去除废油里面所含的95％以上的游离水、80％以上的铜、铁、铅及铬金属粉末，同时除去废油里面90％以上的微碳残渣及添加剂，大大的改善油的颜色，从而使油和油渣达到最大比例的分离，可以达到85％的油和15％的油渣被分离，对这些分离处理后的油半成品再进行脱色处理后，可以直接得到国际标准油SGS技术规范的油产品，整个处理过程由于采用芯膜分离技术而不采用化学、蒸馏等费时的手段，本发明废油处理速度、效率和质量明显相对现有技术废油处理方法/设备大大进了一步。

分离后的油渣集中后可以作为沥青的基础原料，使废油100％地变废为宝。

进一步，所述芯膜的数量可以为至少两个，可进一步加快废油处理速度、提高废油处理质量。

为进一步节约成本和有利于环保，所述加热装置和脱色装置可以包括废气输出口，并通过气管分别将在加热过程和脱色过程中所产生的废气引至所述加热装置的热交换器内。

以上，是针对在废油处理过程中产生可能污染及二次污染的废气问题，本发明通过管道将在加热过程和脱色过程中所产生的废气引入加热装置里面进行燃烧加热，可以重新给废油提供加热的热源，通过燃烧后的废气可以直接排放到空气中，不会对环境造成影响；在整个过程中得到的废渣可以用来作为沥青基础原料，从而实现整个生产处理过程无废物，废气的排放。

本发明中各部分的连接由管道直接或间接完成，其废油的流通均由各种不同的油泵来完成输送。

参阅图7，本发明还提供一种废油处理方法，包括以下步骤：

701：对废油进行油、水、渣的初步分离；

702：对所述初步分离后的废油进行过滤，其中采用有条件通过油分子而排斥水分子及固体分子的方法对所述废油进行有条件过滤；

703：对所述过滤后的废油进行脱色处理。

在步骤702中，可以采用通过油分子而排斥水分子及固体分子的聚合层进行过滤，所述聚合层的方向与所述废油流动方向平行，即聚合层与流体通道平行，废油输入口与排渣口在聚合层一侧，油分子在废油流体中贴附聚合层表面时受到聚合层的吸附，并通过聚合层后到达所述聚合层另一侧，最后从过滤输出口出去；

并且所述芯膜分离装置内压力为100PSI～250PSI之间，优选为150PSI。

综述，本发明技术方案相比现有技术方案有以下的优点：

1、废油可不间断地连续生产处理，且通过整个生产处理工艺后，直接得到的油质量可以达到国际标准油的技术规范，可以经由SGS进行测试得到上述结果；

2、由于采用了最先进的芯膜分离技术，从而实现了油和渣最大比例的分离(85％的油和15％的油渣被分离)，分离后的油渣集中后可以作为沥青的基础原料，使废油100％的变废为宝；

3、整个生产处理工艺采用低温65-90℃、低压150PSI，使设备操作简单、易懂、安全；

4、在加热过程和脱色过程中所产生的废气，可以通过管道引入锅炉里面燃烧，燃烧后所产生的热量通过热交换器，可以重新给废油提供加热的热源，通过燃烧后的废气可以直接排放到空气中，不会对环境造成影响，从而实现整个生产处理过程无废物、废气的排放；

5、可以根据市场的需要，在不需要改变设备的情况下通过调节芯膜的组量和规格，可以在一定程度上进行有选择的生产处理。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种废油处理系统，包括：

对废油进行油、水、渣初步分离的初步分离装置；

对废油进行脱色的脱色装置；

其特征在于，包括连接于所述初步分离装置与脱色装置之间的芯膜分离装置，所述芯膜分离装置包括：

过滤废油的芯膜，所述芯膜包括通过油分子而排斥水分子及固体分子的聚合层。

2.根据权利要求1所述的废油处理系统，其特征在于：所述芯膜分离装置内压力为100PSI～250PSI之间，优选为150PSI。

3.根据权利要求2所述的废油处理系统，其特征在于：包括接于所述初步分离装置与芯膜分离装置之间的加热装置，所述加热装置的输出温度为65度～90度之间，优选为80度。

4.根据权利要求3所述的废油处理系统，其特征在于：

包括接于所述初步分离装置与加热装置之间的中间储油罐，所述中间储油罐废油输入口、废油输出口以及掏渣口，所述废油输入口连接所述初步分离装置，所述废油输出口连接所述加热锅炉，所述掏渣口用于排出超过预定粘度的渣油；

所述加热装置是内含热交换器的加热锅炉，所述热交换器具有废油输入口、废油输出口、所述热交换器的废油输入口连接中间储油罐的废油输出口，所述热交换器的废油输出口用于连接所述芯膜分离装置。

5.根据权利要求4所述的废油处理系统，其特征在于：所述初步分离装置是高速离心除杂除水装置，其包括废油输入口、废油输出口、排水口以及排渣口，所述废油输出口连接所述中间储油罐的废油输入口，所述排渣口排除废油分离后的固体颗粒及大于0.5μm的金属颗粒，所述排水口排除废油分离后的水分。

6.根据权利要求5所述的废油处理系统，其特征在于：包括沉油装置，其具有一个罐体，所述罐体上方包括废油输入口，所述罐体中下方包括连接所述初步分离装置废油输入口的废油输出口，所述罐体最下面包括排水口。

7.根据权利要求1至6任一项所述的废油处理系统，其特征在于：所述芯膜分离装置包括废油输入口、过滤通道、过滤输出口以及回流口，所述废油输入口与过滤输出口位于所述过滤通道的两端，所述废油输入口连接所述初步分离装置，所述过滤输出口连接所述脱色装置，输出经过芯膜分离后的标准基础油及目标成品油，所述回流口与废油输入口位于所述聚合层同一侧，所述聚合层另一侧为过滤输出口，所述回流口通过独立管道连接至所述废油输入口。

8.根据权利要求1至6任一项所述的废油处理系统，其特征在于：所述聚合层包括基础原材料和配料，所述基础原材料是聚酰安，所述配料为聚硅铜、聚偶磷氨基烯、聚醚醚铜、聚碳酸脂或上述配料中至少两种的混合物，所述聚合层是所述基础原材料和配料通过搅拌、吸附后所形成。

9.根据权利要求4至6任一项所述的废油处理系统，其特征在于：所述加热装置和脱色装置包括废气输出口，并通过气管分别将在加热过程和脱色过程中所产生的废气引至所述加热装置的热交换器内。

10.一种废油处理方法，其特征在于，包括步骤：

对废油进行油、水、渣的初步分离；

对所述初步分离后的废油进行过滤，其中采用通过油分子而排斥水分子及固体分子的方法对所述废油进行有条件过滤；

对所述过滤后的废油进行脱色处理。

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