CN103801149B - 一种有关无机膜蒸馏应用于废旧油品的处理设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废旧油处理技术领域，是一种有关无机膜蒸馏应用废旧油品的处理设备及方法，包括真空泵、油水分离器、真空罐、膜蒸馏罐、加热循环罐、预处理罐、送料泵、电子微粒聚集器，废油进口管道联接供料泵，供料泵另一端通过管道连接预处理罐上部的腔中，预处理罐腔中设有滤芯，采用无机膜减压蒸馏技术，结合梯度过滤技术和静电吸附技术，在不破坏原来油品性质的前提下将废油中的水分及各类污染物分离干净，实现废油再生及循环使用。本发明同现有技术相比，其优点在于：使用膜蒸馏废旧油品再生处理系统，进行资源再生利用，实现循环经济；工艺简单、易操控、能耗低、绿色环保；适用性强，适用于各种不同的油品；回收率高，应用范围广。

Description

一种有关无机膜蒸馏应用于废旧油品的处理设备及方法

[技术领域]

本发明涉及废旧油处理技术领域，具体是一种有关无机膜蒸馏应用于废旧油品的处理设备及方法。

[背景技术]

废旧油分为二大类：废旧润滑油和废旧燃料油。废旧润滑油泛指润滑油在使用过程中，由于受到氧化，热分解聚合作用、金属磨粒和从环境中侵入的水分杂质等污染了润滑油，使润滑油颜色变深、酸值上升，使之产生沉淀物、油泥、胶质和金属磨粒等，对机器失去应有的润滑、密封、降温、减震等保护作用，因此需要更换，这些更换下来的油统称废油。废旧润滑油来源很广，如汽车维修站、4s店从各类汽车更换下来的废润滑油，运输车船、工程车辆、机动渔船、飞机及各种机械设备等换下来的废机油，而且品种较多，各种工业润滑油、发动机油、齿轮油、液压油、电器用油、压缩机油、导热油、汽缸油和航空、舰艇用润滑油，炼钢厂等的淬火油，还有金属切削加工油、工艺用油等。废旧润滑油中有90％以上是可以经过加工(再生)分离出小部分燃料油和润滑油的基础油，然后可以将基础油销售给润滑油厂作原料调配出各种不同规格、不同用途的润滑油成品，另外10％左右的杂质等废弃物也可经过处理成为建筑原料。

废旧燃料油是指燃料油由于存放或运输过程中混入杂质、水分等异物使油品无法满足其原有使用功能，或对设备运行产生影响，无法继续使用的燃料油。废旧燃料油主要来源于油库中存放时间太久，进水乳化变质；加油站油罐底部长时间沉淀杂质，航空煤油氧化变质等，废旧燃料油95%以上可通过剔除异物，恢复其原有的使用功能，像新油一样进行利用，剔除出来的异物除水分外均可作为建材原料加以利用。

目前对废油的再生处理方法主要有：

1、硫酸白土精制法：该方法形成时间早、使用面很广，其基本方法是把废油在加温过程加入硫酸进行搅拌，然后把废油中的氧化胶质物等反应生成的酸渣等进行沉降分离，再用白土脱色过滤而取得再生油，缺点是收率低、二次污染严重。

2、用絮凝剂进行沉降分离：使用各种絮凝剂使胶状污染物凝絮成团后沉降分离，但酸性絮凝剂腐蚀设备，碱性絮凝剂造成油品粘稠度增大易堵塞管道，有机絮凝剂的价格太高，这种方法对后续蒸馏设备要求较高的不适用。

3、常减压蒸馏工艺：最简单的是,釜式蒸馏，都用于土法生产，后采用管式炉加分馏塔，抽真空后蒸馏基础油，这是炼油厂的常规工艺，无一例外，缺点是温度高，炉管易结焦，真空度低，彻底产生化学反应，回收率低，由于原料中存在不同的添加剂，产品质量不高。

4、压滤机：仅能做初步处理，大部分小颗粒污染物无法剔除。

5、真空滤油机：效率低，仅能出水及大颗粒污染物

根据以上现有技术及工艺无法彻底实现废油再生，不仅设备投资大，能源消耗大，高温下作业，且只能完成部分重油产生裂解处理或重新炼制改变原有性能，利用率低，不能循环利用。

[发明内容]

本发明的目的是为了解决现有技术中废旧油处理设备投资大、使用添加剂处理导致油品原有性能改变，从而利用率较低，不能循环利用的技术难点，提供一种有关无机膜蒸馏应用于废旧油品的处理设备及方法。

为了实现上述目的，设计一种有关无机膜蒸馏应用于废旧油品的处理设备，包括真空泵、油水分离器、真空罐、膜蒸馏罐、加热循环罐、预处理罐、送料泵、电子微粒聚集器，废油进口管道联接供料泵，供料泵另一端通过管道连接预处理罐上部的腔中，预处理罐腔中设有滤芯，预处理罐底设有两路管道，一路管道连接进入加热循环罐，第二路管道通过截止阀连接在油放空管道上（工作结束时用），所述的加热循环罐上设有热源进水管、循环泵和热源出水管，加热循环罐底部出口设有管道连接至膜蒸馏罐，加热循环罐和膜蒸馏罐底部分别抽头一管道通过截止阀连接在油放空管道上，所述的膜蒸馏罐上部通过管道连接冷凝器和真空罐，真空罐的下部中央设有油水分离器，真空罐的上部设有真空泵，所述的膜蒸馏罐下部侧壁上设有通过管道连接出料罐，出料罐底部设有通过管道连接的两位三通阀、反冲洗送料泵及电子微粒聚集器，在净油管线上设有在线颗粒计数器和在线水分测试仪。

预处理罐腔中的过滤装置为网袋过滤器或梯度滤纸。

膜蒸馏罐内部采用经过改性的陶瓷管，能充分将轻质油及水分汽化，膜孔径为0.05-0.2微米。

一种有关无机膜蒸馏应用废旧油品的处理设备的方法，该方法采用无机膜减压蒸馏技术，结合梯度过滤技术和静电吸附技术，能在不破坏原来油品性质的前提下将废油中的水分及各类污染物分离干净，实现废油再生及循环使用，包括以下步骤：

a.检测分类：根据其性能、用途、来源进行分类检测，了解费油的状态，根据其性质选用不同的处理工艺、设备，根据检测数据对废油进行分类，选择适当的处理工艺及设备组合。

b.预处理工艺：

废油→热交换→强磁吸附→离心→自动刮擦过滤→精处理原料罐，

（1）根据废油的粘度大小以及处理时的环境温度，确定是否需加温，如需加温，采用热交换器进行加温，加温最高不超过70℃，加温目的：降低废油液的粘度有利于各种污染物的分离和提高流动性；

（2）强磁吸附：用于清除废油中由机械磨损下来的铁屑等金属污染物；采用钕铁硼超强永磁材料，表面磁场强度峰值大于12000高斯；

（3）离心式固液分离器：

利用液体旋转产生的离心力来分离可沉淀颗粒，分离器工作时无活动部件；

（4）自动刮擦过滤：

过滤元件为具有很多50微米缝隙的不锈钢园桶体，从离心器分离出来的油液再从桶体内进入，小于50微米的微粒及油液通过缝隙排出到成品油罐，而安装在桶体内的刮刀通过高效的机械刮除方式自动清除过滤元件表面的颗粒杂质；

c.精制过滤器工艺：

预处理料液→平衡电荷网袋式过滤→循环罐→膜蒸馏反应器→静电吸附→净油罐

（1）从预处理装置处理过的油液作为原料液或者不需要预处理较干净的旧油作原料油，先泵入网袋过滤器，将大于1-3微米以上的颗粒污染物阻隔在网袋内；

（2）经网袋过滤后的油液进入膜蒸馏装置，油品及水分经过膜孔进入减压蒸馏装置，污染颗粒、油泥无法通过无机膜而回流，回流至循环罐中的杂质，经过静电平衡使其颗粒变大，通过网袋过滤出去；进入膜减压蒸馏装置的水分及油品中的轻质组分在低压下气化与油品实现分离，洁净油品通过油泵流出，气体组分通过冷凝器收集，经过冷凝器的气体液化后采用改性陶瓷膜管将油水分离，经改性的陶瓷膜管具有疏水亲油性质，可一次性实现油水分离；

d.成品处理工艺：

（1）经精制处理的油如需脱色处理，可根据油品状态选择固体吸附或液体吸附，脱色后将吸附物剔除。

（2）采用静电吸附设备将油品中的微颗粒剔除。

本发明同现有技术相比，其优点在于：

1）使用膜蒸馏废旧油品再生处理系统，可使废旧油品一次性通过物理方法清除水分及各类污染物，不使用任何添加剂就能恢复油品的原有性质，进行资源再生利用，实现循环经济；

2）工艺简单、易操控、能耗低、无污染、绿色环保；

3）适用性强，整个设备为柔性设备，可根据不同油品可选择不同组合，适用于各种不同的油品；

4）回收率高，杂质水分外的所有油品均回收利用，不留残渣；

5）应用范围广：对燃料油、润滑油、液压油、透平油、导热油等粘度低于200的各种油品均可使用；

6）投资较低，生产成本低，适用于中小型企业，为废油处理企业提供先进的新型油品处理流水线，易于推广；

[附图说明]

图1为本发明装置的结构图；

图中：1.真空泵2.真空罐3.油水分离器4.膜蒸馏罐5.循环罐6.预处理罐7.电子微粒聚集器8.供料泵9.出料泵10.循环泵11.变频循环泵12.反冲洗送料泵13.压力调节阀14.冷凝器15.在线颗粒计数器及在线水分测试仪16.油放空管道17.废油进口管道18.热源进水管19.热源出水管20.截止阀21.轻油出口管道22.净油出口管道23.水分出管道；

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，为本发明的装置结构图，本发明包括真空泵、油水分离器、真空罐、膜蒸馏罐、循环罐、预处理罐、送料泵、电子微粒聚集器，废油进口管道联接供料泵，供料泵另一端通过管道连接预处理罐上部的腔中，预处理罐腔中设有滤芯，预处理罐底设有两路管道，一路管道连接进入加热循环罐，第二路管道通过截止阀连接在油放空管道上（工作结束时用），所述的加热循环罐上设有热源进水管、循环泵和热源出水管，加热循环罐底部出口设有管道连接至膜蒸馏罐，加热循环罐和膜蒸馏罐底部分别抽头一管道通过截止阀连接在油放空管道上，所述的膜蒸馏罐上部通过管道连接冷凝器和真空罐，真空罐的下部中央设有油水分离器，真空罐的上部设有真空泵，所述的膜蒸馏罐下部侧壁上设有通过管道连接出料罐，出料罐底部设有通过管道连接的两位三通阀、反冲洗送料泵或电子微粒聚集器，在净油管线上设有在线颗粒计数器和在线水分测试仪。预处理罐腔中的过滤装置为网袋过滤器或梯度滤纸。膜蒸馏罐内部采用经过改性的陶瓷管，能充分将轻质油及水分汽化，膜孔径为0.05-0.2微米。

本装置采用无机膜减压蒸馏技术，结合梯度过滤技术和静电吸附技术，能在不破坏原来油品性质的前提下将废油中的水分及各类污染物分离干净，实现废油再生及循环使用，包括以下步骤：

e.检测分类：根据其性能、用途、来源进行分类检测，了解费油的状态，根据其性质选用不同的处理工艺、设备，根据检测数据对废油进行分类，选择适当的处理工艺及设备组合。

f.预处理工艺：

废油→热交换→强磁吸附→离心→自动刮擦过滤→精处理原料罐，

（1）根据废油的粘度大小以及处理时的环境温度，确定是否需加温，如需加温，采用热交换器进行加温（加温最高不超过70℃），加温目的：降低废油液的粘度有利于各种污染物的分离和提高流动性；

（2）强磁吸附：用于清除废油中由机械磨损下来的铁屑等金属污染物；采用钕铁硼超强永磁材料，表面磁场强度峰值大于12000高斯；

（3）离心式固液分离器：

利用液体旋转产生的离心力来分离可沉淀颗粒，分离器工作时无活动部件；

（4）自动刮擦过滤：

过滤元件为具有很多50微米缝隙的不锈钢园桶体，从离心器分离出来的油液再从桶体内进入，小于50微米的微粒及油液通过缝隙排出到成品油罐，而安装在桶体内的刮刀通过高效的机械刮除方式自动清除过滤元件表面的颗粒杂质；

g.精制过滤器工艺：

预处理料液→平衡电荷网袋式过滤→循环罐→膜蒸馏反应器→静电吸附→净油罐

（1）从预处理装置处理过的油液作为原料液或者不需要预处理较干净的旧油作原料油，先泵入网袋过滤器，将大于1-3微米以上的颗粒污染物阻隔在网袋内；

（2）经网袋过滤后的油液进入膜蒸馏装置，油品及水分经过膜孔进入减压蒸馏装置，污染颗粒、油泥等无法通过无机膜而回流，回流至循环罐中的杂质，经过静电平衡使其颗粒变大，通过网袋过滤出去；进入膜减压蒸馏装置的水分及油品中的轻质组分在低压下气化与油品实现分离，洁净油品通过油泵流出，气体组分通过冷凝器收集，经过冷凝器的气体液化后采用改性陶瓷膜管将油水分离，经改性的陶瓷膜管具有疏水亲油性质，可一次性实现油水分离；

h.成品处理工艺：

（1）经精制处理的油如需脱色处理，可根据油品状态选择固体吸附或液体吸附，脱色后将吸附物剔除。

（2）采用静电吸附设备将油品中的微颗粒剔除

实施例2

上海中智能源科技有限公司是一家央企在上海分公司的子公司，该企业有一项代理销售“康明斯”发电机组的业务，为其终身服务，由于停电少、发电机偶然使用，但又不能不备，包括柴油的储备，该公司必须每隔三个月要去开机三十分钟的保养，面临最难处理的问题是由于长期存放在油罐铁桶里的柴油含氧化和吸收水分，油桶（罐）锈蚀下来的铁屑颗粒污染导造成柴油混浊，颜色变深，不能再使用了，但弃之可惜，为此采用了本发明设备，并安装在厢式货车上为各地客户服务，既减少了成本又节约了能源。

Claims (4)

1.一种有关无机膜蒸馏应用于废旧油品的处理设备，包括真空泵、油水分离器、真空罐、膜蒸馏罐、加热循环罐、预处理罐、送料泵、电子微粒聚集器，其特征在于废油进口管道联接供料泵，供料泵另一端通过管道连接预处理罐上部的腔中，预处理罐腔中设有滤芯，预处理罐底设有两路管道，一路管道连接进入加热循环罐，第二路管道通过截止阀连接在油放空管道上，所述的加热循环罐上设有热源进水管、循环泵和热源出水管，加热循环罐底部出口设有管道连接至膜蒸馏罐，加热循环罐和膜蒸馏罐底部分别抽头一管道通过截止阀连接在油放空管道上，所述的膜蒸馏罐上部通过管道连接冷凝器和真空罐，真空罐的下部中央设有油水分离器，真空罐的上部设有真空泵，所述的膜蒸馏罐下部侧壁上设有通过管道连接的出料罐，出料罐底部设有通过管道连接的两位三通阀、反冲洗送料泵及电子微粒聚集器，在净油管线上设有在线颗粒计数器和在线水分测试仪。

2.如权利要求1所述的一种有关无机膜蒸馏应用于废旧油品的处理设备，其特征在于预处理罐腔中的滤芯为网袋过滤器或梯度滤纸。

3.如权利要求1所述的一种有关无机膜蒸馏应用于废旧油品的处理设备，其特征在于膜蒸馏罐内部采用经过改性的陶瓷管，能充分将轻质油及水分汽化，膜孔径为0.05-0.2微米。

4.一种有关无机膜蒸馏应用废旧油品的处理设备的方法，其特征在于该方法采用无机膜减压蒸馏技术，结合梯度过滤技术和静电吸附技术，在不破坏原来油品性质的前提下将废油中的水分及各类污染物分离干净，实现废油再生及循环使用，包括以下步骤：

a.检测分类：根据其性能、用途、来源进行分类检测，了解废油的状态，根据其性质选用不同的处理工艺、设备，根据检测数据对废油进行分类，选择适当的处理工艺及设备组合；

b.预处理工艺：

废油→热交换→强磁吸附→离心→自动刮擦过滤→精处理原料罐，

(1)根据废油的粘度大小以及处理时的环境温度，确定是否需加温，如需加温，采用热交换器进行加温，加温最高不超过70℃，加温目的：降低废油液的粘度有利于各种污染物的分离和提高流动性；

(2)强磁吸附：用于清除废油中由机械磨损下来的铁屑金属污染物；采用钕铁硼超强永磁材料，表面磁场强度峰值大于12000高斯；

(3)离心式固液分离器：

利用液体旋转产生的离心力来分离可沉淀颗粒，离心式固液分离器工作时无活动部件；

(4)自动刮擦过滤：

过滤元件为具有很多50微米缝隙的不锈钢圆桶体，从离心式固液分离器分离出来的油液再从桶体内进入，小于50微米的微粒及油液通过缝隙排出到成品油罐，而安装在桶体内的刮刀通过高效的机械刮除方式自动清除过滤元件表面的颗粒杂质；

c.精制过滤器工艺：

预处理料液→平衡电荷网袋式过滤→循环罐→膜减压蒸馏装置→静电吸附→净油罐

(1)从预处理装置处理过的油液作为原料液或者不需要预处理较干净的旧油作原料油，先泵入网袋过滤器，将大于1微米的颗粒污染物阻隔在网袋内；

(2)经网袋过滤后的油液进入膜减压蒸馏装置，油品及水分经过膜孔进入膜减压蒸馏装置，污染颗粒、油泥无法通过无机膜而回流，回流至循环罐中的杂质，经过静电平衡使其颗粒变大，通过网袋过滤出去；进入膜减压蒸馏装置的水分及油品中的轻质组分在负压下汽化与油品实现分离，洁净油品通过油泵流出，气体组分通过冷凝器收集，经过冷凝器的气体液化后采用改性陶瓷膜管将油水分离，经改性的陶瓷膜管具有疏水亲油性质，可一次性实现油水分离；

d.成品处理工艺：

(1)经精制处理的油如需脱色处理，可根据油品状态选择固体吸附或液体吸附，脱色后将吸附物剔除，

(2)采用静电吸附设备将油品中的微颗粒剔除。