CN106310768A - 一种废润滑油再生利用装置及其应用工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废润滑油再生处理装置及工艺，润滑油的再生处理装置包括板框过滤装置、加热器、真空分离器、冷却装置、油泵、真空泵、第一电机、第二电机、精滤器、二级过滤器和第一及第二油管，所述的板框过滤器、加热器、真空分离器通过第一油管依次连接，其中油泵与板框过滤装置的出油口之间连有循环油管，所述的真空分离器、油泵、二级过滤器和精滤器通过第二油管依次连接，所述的冷却装置与真空分离器相连接，其中第一电机与油泵连接，第二电机与真空泵连接。废润滑油回收处理过程中采用两套过滤系统和一套真空油水分离系统，滤后油品清澈透明，具有过滤快、节能环保、投资少、占地小等优点，适用于废润滑油的回收利用领域。

Description

一种废润滑油再生利用装置及其应用工艺

所属技术领域

本发明涉及润滑油净化领域，特别是涉及一种废润滑油再生利用装置的机械设备制造技术及其应用工艺。

背景技术

润滑油是一种液体润滑剂，用于各种类型的机械上，主要起到减小摩擦、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用。润滑油从组成上讲由80％～90％的基础油和10％～20％的添加剂组成的，主要化学成分是多种烃类以及少量非烃类的混合物。然而润滑油在使用一段时间后由于物理、化学或人为因素导致了润滑油的性能劣化，生成了如醛、酮、树脂、沥青胶态物质、碳黑及有机酸、盐、水、金属屑等污染杂质，不能再继续使用而成为废润滑油。实际上废润滑油并不废，使用后更换下来的废弃润滑油，其中的90％以上都可以回收，目前，公认的润滑油再生利用的处理方法是：

(1).硫酸-白土精制工艺。硫酸精制虽然可以很好的去除碱性氮化物、胶质和大部分环烷烃等有害杂质，但同时也会除去部分良好的组分，如芳香烃和异构烷烃，而且还会产生严重的二次污染，如产生大量的酸性气体二氧化硫及大量的难以处理的酸渣、酸水等，危害操作人员身心健康，腐蚀设备、污染环境。同时后续的白土精制也会产生大量难以处理的白土渣，而且吸油率较高，导致油品回收率较低。

针对以上问题，国内外一些再生工艺进行了改进，其中，法国的IFP工艺是在硫酸酸化之前先采用丙烷进行净化处理，从而减少了硫酸和白土的用量，降低了生产的成本和环境的压力。国内的白土高温接触无酸再生工艺则是取消了H2SO4精制工艺，油品经带土预蒸馏后，即送入管式炉-蒸馏釜联合精制装置在高温下(360～380℃)精制。但该工艺存在白土用量大、油收率较低、设备腐蚀严重、操作条件较苛刻等问题。针对废白土污染问题，加氢补充精制技术应运而生，而且已成为目前国外废润滑油再生的主流工艺，并逐渐取代或部分取代了白土精制。与白土精制技术相比，加氢精制具有工艺简单、操作方便、油品收率高、没有废白土污染等优点。在国外，白土精制几乎全部被加氢精制所取代。但加氢工艺流程较复杂，对设备和操作的要求高，不符合目前国内废油再生行业的状况。

(2).工业上主要采用溶剂精制来生产润滑油。溶剂精制主要有糠醛精制、酚精制和N-甲基吡咯烷酮(NMP)精制，在美国，大部分溶剂精制装置采用NMP作溶剂，其余主要采用糠醛。这种工艺利用物理抽提的方法，不改变油品中烃类的结构，具有无废渣、溶剂循环利用、精制深度可以调节等优点，故直到现在仍是润滑油精制的主要手段，但糠醛精制存在糠醛用量大，溶剂回收能耗高，所得精制油收率比较低，精制深度不够，而且有毒性，对皮肤有刺激性等不足之处，而NMP精制则存在NMP价格昂贵，易水解，易被氧化生成酸性物质而腐蚀设备等问题。近年来，随着我国重质原油开发规模的扩大，润滑油馏分油质量下降，溶剂精制的不足更加凸显。

发明內容

本发明的目的是克服现有的润滑油再生处理方法的不足，提供一种新的润滑油再生处理装置，通过物理和机械分离技术，对废润滑油进行多次分级过滤处理，前所未有地实现了滤后油品大幅提高，达到合格润滑油的标准。该装置不仅能快速净化废润滑油，而且投资省，占地面积小，运行成本低廉，绿色环保，节能降耗。

本发明提供了一种废润滑油再生处理装置，包括板框过滤装置、加热器、真空分离装置、冷却装置、油泵、真空泵、第一电机、第二电机、精滤器、二级过滤器和第一及第二油管， 所述的板框过滤装置、加热器、真空分离器通过第一油管依次连接，其中真空分离器的出油口，进过油泵与板框过滤装置的出油口之间连接有一个循环油管，中间安装有循环阀，可通过多次循环分离将油液中的水分去除到一个合格的含量，所述的真空分离器、油泵、二级过滤器和精滤器通过第二油管依次连接，所述的冷却装置与真空分离器相连接，用以去除真空分离器分离出来的水汽。所述的第一电机与油泵连接，所述的第二电机与真空泵连接。

进一步的，所述的板框过滤装置包括齿轮泵，滤清器，安全阀，回油阀，出油口、进油口、滤床，后压板控制杆，前支架，后支架，底盘，拉杆，联轴器，以及电动机等部件。所述的底盘安装在板框过滤装置的底部，齿轮泵，联轴器以及电动机安装在底盘上，位于滤床的下方，三者相互连接。底盘和滤床之间安装有前支架和后支架，通过前、后支架将底盘与滤床相互连接形成一个整体。前支架的外侧安装有拉杆，用于移动板框过滤装置。

作为优化，滤清器安装在齿轮泵的前侧，与进油口相连，可对油液进行一定的粗滤，滤除一些颗粒较大的杂质；在滤清器与进油口的之间安装有回流管道，管道上装有回油阀，回流管道末端连接滤床的出油口，出油口位于后支架一侧。

所述的板框过滤装置的滤床安装在齿轮泵的上方，滤床上安装有压力表，滤板，滤框，滤纸。所述压力表位于滤床的外侧。所述的滤板和滤框两侧各自向外延伸设置有一个支耳，可以方便将滤板和滤框固定在滤床上。进一步的，滤板和滤框交替排列组成过滤室，滤纸夹在滤板和滤框的中间。所述滤板上设置有第一通液孔，第一通液孔与滤板之间设有油液分配孔，多个相间设置的油液分配孔将油液分配到滤板上的流道内；所述滤框上设置有第二通液孔，第二通孔液与滤框之间设有油液汇集孔，多个相间设置的油液汇集孔将经滤纸过滤后的洁净油液汇集于第二通液孔流出；所述滤床的外侧安装有转动后压板控制杆，通过转动后压板控制杆调节滤板和滤框之间的压力，可将滤板滤框合并和分离。

进一步的，所述的滤板和滤框两侧的支耳形状不同，其中一侧支耳整体呈三角形，另一侧支耳整体类似梯形。这样在安装滤板和滤框时可通过支耳形状的不同进行精确定位，提高安装效率。

所述的板框过滤装置设置有安全管道，安全管道连通进油口，与过滤回路并联，安全管道上安装有安全阀，安全阀安装于齿轮泵的一侧，位于出油口的下方，一旦管道压力超过规定值便可与齿轮泵形成单独的回路，确保设备的安全。

进一步的，所述的板框过滤装置在底盘上安装滚轮结构，可以方便进行移动，直接将油污泵接入板框过滤装置中。

本发明提供了一种废润滑油再生处理装置，底座上安装有加热器，加热器包括一组平行设置的数根加热管，加热管相互之间连接形成蛇形结构加热通道，加热器的底部是进口，顶部是出口；所述的加热器与加热温度控制器相匹配。加热器出口处的管道上安装有供油电磁阀和限流阀，用以控制油液的流量和流速。

本发明提供了一种废润滑油再生处理装置，所述的真空分离器包括油液喷淋装置，网栅填充层，储油室；所述的油液喷淋装置与外部供油管路相连，安装在真空分离器的顶部；所述的网栅填充层安装在油液喷淋装置下方，位于整个真空分离器的中部；所述的储油室位于真空分离器的底部。

进一步的，所述的油液喷淋装置包括进油管架、分布器和喷头；进油管架连接外部供油管和分布器；所述的分布器包括水平安装的上腔板和下腔板，上腔板和下腔板是相互对称球冠面板，且球冠半径均为0.5～0.8m，球冠矢高0.8cm～1.2cm，上腔板的周边和下腔板的周边密封连接形成一个腔体。上腔板的中部与进油管架相连通，下腔板上均匀的布设有半径为0.8cm～1.5cm的螺纹圆孔，螺纹圆孔个数为800～1200个/m²，下腔板上的每个螺纹孔内均设置一个喷头。喷头包括进液管、底板、锥形喷头壁，进液管的外圆上设置有螺纹，通过旋转固定在下腔板上，下腔板和底板之间设置有密封圈；在半球形喷头壁上均匀分布通孔，通孔之间距离为0.6～1.2cm，每个通孔的孔径0.4～1mm。

进一步的所述的网栅填充层包括水平设置在真空分离器内的网栅架和设置在网栅架上的 拉希环；所述的网栅架上均匀分布数个竖直设置的通孔，通孔的孔径为1.2～1.5mm，通孔之间的距离为4～5mm；所述拉希环材质为金属，拉希环的直径为10～20mm、高度10～20mm，壁厚0.2～0.6mm；所述的网栅架上的拉希环呈乱堆设置，堆置高度为5～10cm

进一步的，在真空分离器的外部安装有油泵和油位自动控制仪。

进一步的，在真空分离器的底部设有放油阀。

本发明提供了一种废润滑油再生处理装置，所述的冷却装置包括冷凝器I、冷凝器II、强风冷却器、冷却器、储水器、真空泵、第二电机与若干连接管，所述的连接管依次将冷凝器、强风冷却器、冷却器、储水器I连接，所述的冷凝器I和冷凝器II呈并联排列，冷凝器I、II的进口与真空分离器顶部的出口相连，冷凝器I、II底部出口同时连接到外部的储水器II，之间由隔断阀控制；所述冷凝器I、II的底部出口还与真空分离器中部的回流管道相连接，之间设置有回流阀。

进一步的，在冷凝器和强风冷却器之间设置有罗茨泵，连接罗茨泵的管道上安装有真空表、真空压力控制器和镇气阀。

进一步的，在冷却器和真空泵之间设置有波纹补偿器。

本发明提供了一种废润滑油再生处理装置，所述的二级过滤器包括壳体I、管板、进液口和出液口，所述的壳体I直径为15～25cm，壳体I高度为1.2～1.8m，壳体I底部安装有排污阀，壳体I的顶部安装有排气阀；所述的进液口设置于壳体I的下端侧面，进液口的孔径为5～8cm；所述的出液口设置于壳体I的上端侧面，出液口的孔径为5～8cm；所述的管板设于壳体I内，且与壳体I的内壁紧密相连，管板上设有不锈钢滤芯安装螺纹孔，孔径为8～10cm，孔的个数为1个；所述的不锈钢滤芯为圆柱体，直径为8～15cm，滤芯高0.6～1.2m，底部密封，顶部为含有螺纹的通孔；所述的不锈钢滤芯表面设有数个孔径，与滤芯内部连通，孔径的大小为2～5mm，孔径间距为3～5mm；所述的滤芯外侧包覆三层过滤布，过滤布的材质为单丝过滤布，过滤布的孔径为0.5～1μm。

进一步的，所述的二级过滤器出口处安装有压力表和压力控制器。

本发明提供了一种废润滑油再生处理装置，所述的精滤器包括壳体II，中空纤维超滤膜丝和滤芯外壳，其特征是中空纤维超滤膜丝呈U型集束排列，中空纤维超滤膜丝顶部和底部用环氧树脂密封固定在一起，出口端O型密封圈把中空纤维超滤膜丝顶部U型口、滤芯外壳、壳体II密封固定，排污端O型密封圈把壳体、滤芯外壳和中空纤维超滤膜丝密封固定在一起，两端用出口端盖和排污端盖密封。

进一步的，所述的中空纤维超滤膜丝内腔孔不封堵；中空纤维超滤膜表面无规则的分布数个孔洞，孔径0.1～0.4μm。油污中的氧化胶质、凝聚物等细微颗粒不能通过中空纤维超滤膜表面的孔洞，被过滤在膜的外层，纯净的油液则通过超滤膜的内腔，排出精滤器的出口。

进一步的，所述排污端环氧树脂密封层嵌有多个圆形小孔，孔径为2～5mm。

进一步的，所述的精滤器出口处安装有取样阀。

所述的废润滑油再生处理装置的工作原理是：首先废润滑油需要经过板框过滤，滤除大颗粒杂质(≥10μm)。经过初滤后的油液在压力差的作用下通过加热器，并加热到一定温度，再进入真空分离器，在真空分离器中由于油、水存在不同饱和蒸汽压，利用变压解析、真空滞留、内急立体蒸发、消除分子间的结合力等原理，使油液中所含的溶解水、溶解气体、游离水、游离气体等析出。油液中所含的水分在高热、高真空度、大面积、高抽速的条件下得到快速汽化并由冷却装置排出。脱水后的油液再经油泵输送进入二级过滤器，油液中的细微颗粒杂质被进一步去除。之后，油液在压力作用下进入精滤器，滤除油液中的超微颗粒杂质。最后在出油口流出的油液便为洁净油，从而完成整个油液的净化过程。

本发明有如下优点

(1)板框过滤器的滤床设置在机器的顶部，方便滤板、滤框、滤纸的安装与更换。后压板控制杆设置长手柄，使旋转压紧更省力。板框过滤器底部带有四个轮子，能够方便的移动，可直接将油从油箱泵入过滤器。进油口和出油口相互独立，对过滤不合格的油品可以反复循 环过滤，减少油料中大颗粒金属或其他微小杂质，直至合格后再泵入加热器、真空分离器等后续过滤净化设备，使整个过滤效率更高，油品的质量大大提高。且本设备结构简单、体积小、操作方便和成本低的特点。

(2)油液通过初虑后进入真空分离器之前，加热器排管呈蛇形回转安装，使油液加热更加充分，加热器的温度由温度控制器控制，且加热器与真空分离器之间的连接管道较短，确保经过加热器后油液以一个恒定的温度进入真空分离器。

(3)对真空分离器的喷淋装置和网栅填充层进行独特的设计，使油液经过喷淋装置后雾化效率更高，油滴更细小、分散更均匀，使油液滞留在空气中的时间更长，有利于水分的蒸发。且油雾下落贴覆在双层网栅填充层的拉希环和网栅架上，使其在真空中的接触面积进一步扩大；油中所含的水分在高热、高真空、大表面积、高抽速的条件下得到快速蒸发，并由真空系统排出，蒸发效率显著提高。

(4)本发明提供了一种废润滑油再生处理装置，采用多级冷却冷凝装置，使由真空分离器蒸发出的水分得到充分的冷凝，可有效的保护真空泵，延长其使用寿命。

(5)增大真空泵的抽速，同时增加罗茨泵和波纹补偿器，使抽真空的能力大大提升，真空室内维持一个高而恒定的真空度，使蒸发出来的水分被迅速抽出，避免二次污染。

(6)采用分级式精滤装置，利用不同分离精度的过滤器，使油液中的杂质得到进一步的滤除，使油品的纯净度大大提升。二级过滤器和精滤器均采用特有的外压式过滤方式，从而有效保护滤膜的污染，延长膜的使用寿命，实现节能、减排、降耗。

本发明另一方面是提供一种废润滑油净化再生利用的工艺方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

(1)板框过滤工艺

将废润滑油输入贮油罐内，待油位达到设定的最大值时，关闭废油进油阀门，将滤板、滤框、滤纸安装在板框过滤装置的滤床上，所述的滤板和虑框交替排列，滤板和滤框的个数分别为7～12个和6～11个。所述的滤板和滤框中间设置有1-2张滤纸。所述的滤纸为全棉滤纸，滤纸精度为8～10μm。然后通过后压板控制杆将滤板、滤纸、滤框固定在一起，形成多个过滤单元。整个板框过滤装置实现循环过滤20～40min。

(2)真空分离工艺

待废润滑油经板框过滤装置循环过滤完成后，由于油液中还存在较多的水分，还需要对其进行油水真空分离。根据油和水不同的饱和蒸汽压，在真空度较大的环境下，饱和蒸汽压小的油液不易变成气体，呈液体状态沉降到真空分离器的底部，而饱和蒸汽压较大的水分，在低压环境下变成气体被分离出来，经过冷凝器凝结成水后排到外部。

在真空分离阶段，经过初步除杂后的油液经过加热器后，温度控制在30～50℃，经过真空分离器顶部的进口进入真空分离器，真空分离器内部的真空度控制在0.08500～0.09999MPa，油液再由的喷淋部件，喷淋成细微的液滴降落到网栅填充层上，喷头孔径为0.4～1mm，使含水的油液以较大的界面面积与空气接触较长的时间。所述的网栅架上堆置有拉希环，网栅架上的拉希环堆置高度为5～10cm。循环分离时间为20～40min。

(3)分级式超滤膜过滤工艺

油液经过真空分离器去除水分后，此时油液的纯净度已大幅提高，接下来通过油泵的输送，油液依次经过二级过滤器和精滤器；所述的二级过滤器过滤精度为0.5～1μm，过滤压差为0.15MPa～0.25MPa；所述的精滤器过滤精度为0.1～0.4μm，过滤压差为0.15MPa～0.25MPa。

附图说明

图1为废润滑油再生处理装置结构原理示意图

图2为板框过滤装置工作原理示意图

图3为板框过滤装置的结构示意图

图4为板框过滤装置中过滤元件的结构示意图

图5为真空分离器喷淋装置的结构示意图

图6为喷头的结构示意图

图7为网栅架和拉希环的结构示意图

图8为二级过滤装置的结构示意图

图9为二级过滤器盖板的平面结构示意图

图10为二级过滤器滤芯的结构示意图

图11为精滤器的结构示意图

图12为精滤器滤芯外壳的结构示意图

附图中：1-第一油管；2-板框过滤装置；3-加热器；4-加热温度控制器；5-供油电磁阀；6-限流阀；7-喷淋装置；8-网栅填充层；9-油泵油位自动控制器；10-储油室；11-放油阀；12-冷凝器I；13-冷凝器II；14-储水器II；15-回流阀；16-真空表；17-真空压力控制器；18-镇气阀；19-罗茨泵；20-强风冷却器；21-冷却器；22-储水器I；23-第二电机；24-真空泵；25-波纹补偿器；26-油泵；27-第一电机；28-循环油管；29-循环阀；30-二级过滤器；31-精滤器；32-第二油管；33-冷却装置；34-真空分离器；35-压力表I；36-压力控制器；37-进油阀门；38-压力表II；

2-1-出油口；2-2-安全阀；2-3-后支架；2-4-回油阀；2-5-联轴器；2-6-底盘；2-7-电动机；2-8-前支架；2-9-拉杆；2-10-齿轮泵；2-11-滚轮；2-12-进油口；2-13-压力表III；2-14-后压板控制杆；2-15-滤床；2-16-滤板；2-17-滤框；2-18-滤纸；2-19-滤清器；2-20-油液分配孔；2-21-第一通孔液；2-22-油液汇集孔；2-23-第二通液孔；

3-1-进油管架；3-2-上腔板；3-3-下腔板；3-4-喷头；3-5-分布器；3-6-密封圈；3-7-进液管；3-8-锥形喷头壁；3-9-通孔I；3-10-底板；3-11-网栅架；3-12-拉希环；3-13-通孔II；

4-1-进液口I；4-2-出液口；4-3-滤芯；4-4-管板；4-5-排污阀；4-6-排气阀；4-7-壳体I；

5-1-进液口II；5-2-壳体II；5-3-滤芯外壳；5-4-中空纤维超滤膜丝；5-5-排污端O型密封圈；5-6-排污端盖；5-7-出口端盖；5-8-出口端0型密封圈；

具体实施例

下面结合附图及实施方式对本发明进行进一步说明。

如图1所示为本发明废润滑油再生处理装置的结构原理示意图。所述的废润滑油再生处理装置包括板框过滤装置2、加热器3、真空分离装置34、冷却装置33、油泵26、真空泵24、第一电机27、第二电机23、精滤器31、二级过滤器30和第一油管1、第二油管32、循环油管28。所述的第一油管1、第二油管32、循环油管28依次将所述的板框过滤装置2、加热器3、真空分离装置34、油泵26、精滤器31、二级过滤器30相连，组成所述的废润滑油再生处理装置的油路。冷却装置33和真空泵24通过一些连接管连接，组成冷凝与抽真空系统，与真空分离器顶部的出口相连。油泵26和真空泵24分别与第一电机27和第二电机23连接。

(1)板框过滤装置

图2板框过滤装置工作原理示意图、图3是板框过滤装置的正面和侧面结构示意图。本发明的板框过滤装置主要包括齿轮泵2-10，滤清器2-19，安全阀2-2，回油阀2-4，出油口2-1、进油口2-12、滤床2-15，后压板控制杆2-14，前支架2-8，后支架2-3，底盘2-6，拉杆2-9，联轴器2-5，以及电动机2-7等部件。所述的底盘安装在板框过滤装置的底部，联轴器2-5、齿轮泵2-10、电动机2-7安装于底盘2-6上，相互连接。滤清器2-19安装在齿轮泵2-10的前侧，底盘和滤床之间安装有前后支架2-8、2-3，滤床2-15安装于齿轮泵2-10的上方，底盘2-6底部还安装有滚轮2-11，前支架2-8的外侧安装有拉杆2-9，配合滚轮2-11，可以方便机器的移动。

滤床2-15上安装有压力表III2-13，滤板2-16，滤框2-17，滤纸2-18。压力表III2-13位于滤床2-15的外侧，用于检测设备是否正常运行。如图4为板框过滤装置2中过滤元件的结构示意图，滤板2-16和滤框2-17两侧各自向外延伸设置有一只支耳，且两只支耳的形状各 不相同，一直形状为三角形，另一只为梯形，这样做的好处是可以方便准确地将滤板2-16和滤框2-17固定在滤床2-15上。滤床2-15上的滤板2-16和滤框2-17交替排列组成过滤室，滤纸2-18夹在滤板2-16和滤框2-17的中间。滤板2-16上设置有第一通液孔2-21，第一通液孔2-21与滤板2-16之间设有油液分配孔2-20，多个相间设置的油液分配孔2-20将油液分配到滤板2-16上的流道内；滤框2-17上设置有第二通液孔2-23，第二通孔液2-23与滤框2-17之间设有油液汇集孔2-22，多个相间设置的油液汇集孔2-22将经滤纸2-18过滤后的洁净油液汇集于第二通液孔2-23流出；滤床2-15的外侧安装有转动后压板控制杆2-14，通过转动后压板控制杆2-14调节滤板2-16和滤框2-17之间的压力，可将滤板2-16滤框2-17合并或者分离。

所述滤清器2-19、联轴器2-5、齿轮泵2-10、滤床2-15通过管路连接组成板框过滤装置2的过滤油路。在齿轮泵2-10进出油管间并联设置有一个安全管路，中间安装有安全阀2-2，一旦管道压力超过规定值，安全阀2-2便会自动打开，与齿轮泵2-10形成单独的回路，油压不在上升，确保设备的安全运转。板框过滤装置2的进油口2-12位于滤清器2-19的前侧，出油口2-1位于后支架2-3的外侧，进油口2-12和出油口2-1之间还设置有一个回油管路，中间安装有回油阀2-4，回油阀位于滤床下侧，借助齿轮泵2-10进油口2-12的真空作用，可以将过滤后的油吸入滤清器2-19，对油液进行多次回油循环过滤，直至达到合格除油标准。

(2)真空分离装置

所述的真空分离装置包括加热器3、真空分离器34和冷却装置33。所述的加热器3安装在废润滑油再生装置的底座上，加热器3由一组平行设置的数根加热管组成，加热管相互之间连接形成蛇形结构加热通道，加热器3的底部是进口，顶部是出口；所述的加热器3与加热温度控制器4相匹配，目的是确保油液在加热时无“死油区”，避免了因加热不匀导致油液局部温度过高使油液快速老化的危害。加热器出口处的管道上安装有供油电磁阀5和限流阀6，用以控制油液的流量和流速。

本发明提供的真空分离器34包括油液喷淋装置7，网栅填充层8，储油室10；所述的油液喷淋装置7与外部供油管路相连，安装在真空分离器34的顶部；所述的网栅填充层8安装在油液喷淋装置7下方，位于整个真空分离器34的中部；所述的储油室10位于真空分离器的底部。所述的真空分离器34外部装有油泵油位自动控制器9，真空分离器34的底部还安装有放油阀11。

如图5所示，所述的油液喷淋装置包括进油管架3-1、分布器3-5和喷头3-4；进油管架3-1连接外部供油管和分布器3-5；所述的分布器包括水平安装的上腔板3-2和下腔板3-3，上腔板3-2和下腔板3-3是相互对称球冠面板，且球冠半径均为0.5～0.8m，球冠矢高0.8cm～1.2cm，上腔板3-2的周边和下腔板3-3的周边密封连接形成一个腔体。上腔板3-2的中部与进油管架3-1相连通，下腔板3-3上均匀的布设有半径为0.8cm～1.5cm的螺纹圆孔，螺纹圆孔个数为800～1200个/m²，下腔板3-3上的每个螺纹孔内均设置一个喷头3～4。喷头3-4的结构如图6所示，喷头3-4包括进液管3-7、底板3-10、锥形喷头壁3-8，进液管3-7的外圆上设置有螺纹，通过旋转固定在下腔板3-3上，下腔板3-3和底板3-10之间设置有密封圈3-6；在锥形喷头壁3-8上均匀分布通孔I3-9，通孔I3-9之间距离为0.6～1.2cm，每个通孔I3-9的孔径0.4～1mm。

所述的网栅填充层8包括水平设置在真空分离器34内的网栅架3-11和设置在网栅架3-11上的拉希环3-12，如图7、图8所示；所述的网栅架3-11上均匀分布数个竖直设置的通孔II3-13，通孔II3-13的孔径为1.2～1.5mm，通孔II3-13之间的距离为4～5mm；所述拉希环3-12材质为金属，拉希环3-12的直径为10～20mm、高度10～20mm，壁厚0.2～0.6mm；所述的网栅架3-11上的拉希环3-12呈乱堆设置，堆置高度为5～10cm。

本发明提供的冷却装置包括冷凝器I12、冷凝器II13、强风冷却器20、冷却器21、储水器I22、真空泵24、第二电机23与若干连接管，所述的连接管依次将冷凝器I12、冷凝器II13、强风冷却器20、冷却器21、储水器I22连接，所述的冷凝器I12和冷凝器II13呈并联排列， 冷凝器I12、II13的进口与真空分离器34顶部的出口相连，冷凝器I12、II13底部出口同时连接到外部的储水器II14，之间由隔断阀控制；所述冷凝器I12、II13的底部出口还与真空分离器34中部的回流管道相连接，之间设置有回流阀15。

作为优选，在冷凝器I12、II13和强风冷却器20之间设置有罗茨泵19，使抽真空更加彻底，连接罗茨泵19的管道上安装有真空表16、真空压力控制器17和镇气阀18，便于控制和了解真空分离器34中的真空度。

作为优选，在冷却器21和真空泵24之间设置有波纹补偿器25，波纹补偿器25的作用主要是抽真空的过程更加稳定。

(3)分级式过滤系统

分级式过滤系统包括两个部分组成，分别为二级过滤器30和精滤器31。结合图9、10、11所示，本发明提供的二级过滤器30包括壳体I4-7、管板4-4、滤芯4-3、进液口I4-1和出液口4-2，所述的壳体I4-7直径为15～25cm，壳体I4-7高度为1.2～1.8m，壳体I4-7底部安装有排污阀4-5，壳体I4-7的顶部安装有排气阀4-6；所述的进液口I4-1设置于壳体I4-7的下端侧面，进液口I4-1的孔径为5～8cm；所述的出液口4-2设置于壳体I4-7的上端侧面，出液口4-2的孔径为5～8cm；所述的管板4-4设于壳体I4-7内，且与壳体I4-7的内壁紧密相连，管板4-4上设有不锈钢滤芯4-3安装螺纹孔，孔径为8～10cm，孔的个数为1个；所述的不锈钢滤芯4-3为圆柱体，直径为8～15cm，滤芯4-3高0.6～1.2m，底部密封，顶部为含有螺纹的通孔；所述的不锈钢滤芯4-3表面设有数个孔洞，与滤芯4-3内部连通，孔径的大小为2～5mm，孔洞间距为3～5mm；所述的滤芯4-3外侧包覆三层过滤布，过滤布的材质为单丝过滤布，过滤布的孔径为0.5～1μm。所述的二级过滤器30入口处安装有压力表I35和压力控制器36，出口处也安装有压力表II38，用于控制过滤过程中的压差。

结合图11、12所示，本发明提供的精滤器31包括壳体II5-2，中空纤维超滤膜丝5-4和滤芯外壳5-3，进液口II5-1设置在外部壳体II5-2的上端，中空纤维超滤膜丝5-4呈U型集束排列，中空纤维超滤膜丝5-4顶部和底部用环氧树脂密封固定在一起，出口端O型密封圈5-8把中空纤维超滤膜丝5-4顶部U型口、滤芯外壳5-3、壳体II5-2密封固定，排污端O型密封圈5-5把壳体II5-2、滤芯外壳5-3和中空纤维超滤膜丝5-4密封固定在一起，两端用出口端盖5-7和排污端盖5-6密封。

进一步的，所述的中空纤维超滤膜丝5-4内腔孔不封堵；中空纤维超滤膜丝5-4表面无规则的分布数个孔洞，孔径0.1～0.4μm。油污中的氧化胶质、凝聚物等细微颗粒不能通过中空纤维超滤膜丝5-4表面的孔洞，被过滤在膜的外层，纯净的油液则通过中空纤维超滤膜丝5-4的内腔，排出精滤器31的出口。

进一步的，所述排污端环氧树脂密封层嵌有多个圆形小孔，孔径为2～5mm。

实现本发明废润滑油再生利用的过滤装置及过滤工艺方法主要涉及3个方面：(1)板框过滤装置2及其过滤工艺，主要通过选择一定精度的滤纸2-18，滤除粒径大于10μm以上的大颗粒杂质，使油液保持合适的粘度；(2)真空分离装置及其油水分离工艺，主要利用油水不同的饱和蒸汽压，在一定的真空度下将溶解水、溶解气体、游离水和游离气体等从润滑油中分离出来；(3)分级式过滤系统及其过滤工艺，通过选择一定精度的过滤器，在一定压力条件下，油液依次过滤精度为0.5-1μm的二级过滤器30和0.05-0.2μm的精滤器31，进一步滤除润滑油中更小的杂质。

实施例1～实施例6：

(1)板框过滤装置及其过滤工艺

将废润滑油输入贮油罐内，待油位达到设定的最大值时，关闭废油进油阀门37，将一定数量的滤板2-16、滤框2-17、滤纸2-18安装在板框过滤装置2的滤床2-15上，待所有准备工序完成后，打开电动机2-7进行过滤，循环过滤一定时间。下表为不同实施例的板框过滤的工艺参数：

实施例1-6的过滤效果统计如下表所示：

(注：外观主要通过感观测试方法测得；粘度主要比较40℃下的粘度，测试的方法为GB/T 265；清洁度等级主要参照标准NAS 1638进行。)

通过上述效果统计表可知，经过板框过滤装置2过滤后的润滑油外观变化较明显，油液的色泽、透明度明显提升，油液中无明显颗粒感，且对于油液的粘度和清洁度也有较大的改善，粘度基本符合合格润滑油的标准，清洁度达到9级对于齿轮油已属于清洁标准，而润滑油清洁度达到7级对于液压油、齿轮油、内燃机油、汽轮机油等多数油品而言已是非常清洁。从表中可以看到实施例4和实施例6的清洁能力要明显优于其他实施例，这主要原因是增加了滤板、滤框之间滤纸张数，而且过滤压差较大，滤纸精度相对较高。因此，板框过滤装置对于滤除大颗粒杂质的效率很高，对于油品的提高很显著。

实施例7～实施例10

(2)真空分离装置及其油水分离工艺

①板框过滤工艺

对废润滑进行板框过滤，将废润滑油输入贮油罐内，待油位达到设定的最大值时，关闭废油进油阀门37，将滤板2-16 10块、滤框2-17 9块、滤板框之间的滤纸2-18 2张依次安装在板框过滤装置2的滤床2-15上，选择滤纸2-18的精度为9μm，调整齿轮泵2-10的压力为0.4MPa，在待所有准备工序完成后，打开电动机2-7进行过滤，循环过滤30min。

②真空油水分离工艺

待废润滑油液经板框过滤完成后，油液通过加热器3的加热，达到恒定的温度后进入真空分离器34，通过真空分离器34的喷淋装置7，将油液喷成极小的液滴，使油液先形成雾状，再形成膜状，油雾在下落的过程中附沾到拉希环3-12和网栅架3-11上，使其在真空中的接触面积扩大；另一方面，结合罗茨泵19和真空泵24，抽真空能力大大提高，油中所含的水 分在高热、高真空度、大表面、高抽速的条件下得到快速汽化并经多重冷却系统将水汽凝结成水滴，最后由真空系统排出。下表为不同实施例的油水真空分离工艺参数：

实施例7-10的真空油水分离效果如下表所示：

(注：含水率是指油品中的含水量，测试方法按照标准GB/T 260，一般含水率在0.03％以下的认为是痕迹；粘度主要比较40℃下的粘度，测试的方法为GB/T 265。)

由上述效果统计表可知，油水真空分离后润滑油含水率维持在一个较低的水平，低于痕迹水平，符合润滑油的含水率标准。且除水后，油液的粘度也有一定程度的降低。油液中的含水率对其品质具有相当重要的意义，大多数润滑油只允许有痕迹水分，还有部分油品不允许有水分。因为水可以使润滑油乳化、使添加剂分解、促进油品的氧化及增强低分子有机酸对机械的腐蚀。影响油品低温流动性，对变压油品来说极微量的水都会严重影响其绝缘性。实施例9的含水率和运动粘度对于真空油水分离而言分离效果要优于其他实施例。

实施例11～实施例14

(3)分级式过滤系统

①板框过滤工艺

对废润滑进行板框过滤，将废润滑油输入贮油罐内，待油位达到设定的最大值时，关闭废油进油阀门37，将滤板2-16 10块、滤框2-17 9块、滤板框之间的滤纸2-18 2张依次安装在板框过滤装置2的滤床2-15上，选择滤纸2-18的精度为9μm，调整齿轮泵2-10的压力为0.4MPa，在待所有准备工序完成后，打开电动机2-7进行过滤，循环过滤30min。

②真空油水分离工艺

待废润滑油液经板框过滤完成后，油液通过加热器3的加热，油温达到恒定40℃后进入真空分离器34，通过真空分离器34的喷淋装置7，将油液喷成极小的液滴，使油液先形成雾状，再形成膜状，油雾在下落的过程中附沾到拉希环3-12和网栅架3-11上，使其在真空中的接触面积扩大，其中喷淋装置7的喷头3-4孔径在0.6mm，拉希环3-12的堆置高度为9mm；另一方面，结合罗茨泵19和真空泵24，将真空分离器34中的真空度控制在0.09197MPa，循环分离35min，最终使润滑油中的水分控制在一个合适量。

③分级式过滤工艺

油液经真空油水分离后，在一定的压力下，油泵26将油液输送至二级过滤器30，经过一定精度的二级过滤器滤芯4-3，再从二级过滤器出口4-2以一定的压力和温度进入精滤器31，在一定精度的精滤膜的过滤下，在出油口5-7获得纯净的润滑油，下表为不同实施例的分级过滤工艺参数：

实施例11-14的分级式过滤效果如下表所示：

(注：外观主要通过感观测试方法测得；粘度主要比较40℃下的粘度，测试的方法为GB/T 265；清洁度等级主要参照标准NAS 1638进行；闪点是润滑油在规定条件下，加热油品所逸出的蒸汽和空气组成混合物与火焰接触发生瞬间火时的最低温度，以℃表示，测试方法采用开口杯法，按照标准GB/T 3536进行；倾点是润滑油在规定条件下，被冷却了的试油能流动时的最低温度，以℃表示，测试方法按照标准GB/T 3535进行。常规技术为糠醛精制法精制润滑油。)

从上述统计效果表可知，经过板框过滤、真空分离以及经过二级过滤器30、精滤器31分级式过滤后，油液的品质明显提高，各项检测指标均符合合格润滑油的基本要求，具备再生利用的可能。与常规糠醛精制法相比，各项油品指标均较优，而且本发明的过滤方式主要以物理方式为主，因而不改变油液的有效组分及性能，通过对油液进行加热、过滤、油水真空分离、分级式过滤等一系列技术处理，实现对废润滑油的快速净化，提高了净化效率，延长用油设备的使用寿命，不存在糠醛精制法中糠醛用量大，溶剂回收能耗高，所得精制油收率比较低，精制深度不够，而且有毒性，对皮肤有刺激性等不足。本发明不仅自动化水平高，操作简单，运行安全可靠，而且绿色环保，节能降耗。

以上仅为本发明的实施方式，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做的等效结构或等效流程变换，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 (31)

1.一种废润滑油再生处理装置，其特征在于：包括板框过滤装置、加热器、真空分离器、冷却装置、油泵、真空泵、第一电机、第二电机、精滤器、二级过滤器和循环油管、第一及第二油管。

2.根据权利要求1所述的一种废润滑油再生处理装置，其特征在于：所述的板框过滤装置、加热器、真空分离器通过第一油管依次连接；真空分离器的出油口，进过油泵与板框过滤装置的出油口之间连接有一个循环油管，中间安装有循环阀；真空分离装置、油泵、二级过滤器和精滤器通过第二油管依次连接；冷却装置与真空分离器相连接；第一电机与油泵连接；第二电机与真空泵连接。

3.根据权利要求1所述的一种废润滑油再生处理装置，其特征在于：所述的板框过滤装置包括齿轮泵，滤清器，安全阀，回油阀，出油口，进油口，滤床，后压板控制杆，前支架，后支架，底盘，拉杆，联轴器，以及电动机。

4.根据权利要求1所述的一种废润滑油再生处理装置，其特征在于：所述的板框过滤装置还可设置安全管道，安全管道连通进油口，与过滤回路并联，安全管道上安装有安全阀，安全阀安装于齿轮泵的一侧，位于出油口的下方，一旦管道压力超过规定值便可与齿轮泵形成单独的回路，确保设备的安全。所述的板框过滤装置还在底盘上安装滚轮结构，可以方便进行移动，直接将油污泵接入板框过滤装置中。

5.根据权利要求3所述的板框过滤装置，其特征在于：所述的底盘安装在板框过滤装置的底部，齿轮泵，联轴器以及电动机安装在底盘上，位于滤床的下方，三者相互连接。底盘和滤床之间安装有前支架和后支架，通过前、后支架将底盘与滤床相互连接形成一个整体。前支架的外侧安装有拉杆，用于移动板框过滤装置。

6.根据权利要求3所述的板框过滤装置，其特征在于：所述的滤清器安装在齿轮泵的前侧，与进油口相连，可对油液进行一定的粗滤，滤除一些颗粒较大的杂质；在滤清器与进油口的之间安装有回流管道，管道上装有回油阀，回流管道末端连接滤床的出油口，出油口位于后支架一侧。

7.根据权利要求3所述的板框过滤装置，其特征在于：所述的滤床安装在齿轮泵的上方，滤床上安装有压力表，滤板，滤框，滤纸。所述压力表位于滤床的外侧。所述的滤板和滤框两侧各自向外延伸设置有一个支耳，可以方便将滤板和滤框固定在滤床上。

8.根据权利要求7所述的滤床装置，其特征在于：所述的滤板和滤框交替排列组成过滤室，滤纸夹在滤板和滤框的中间。所述滤板上设置有第一通液孔，第一通液孔与滤板之间设有油液分配孔，多个相间设置的油液分配孔将油液分配到滤板上的流道内；所述滤框上设置有第二通液孔，第二通孔液与滤框之间设有油液汇集孔，多个相间设置的油液汇集孔将经滤纸过滤后的洁净油液汇集于第二通液孔流出；所述滤床的外侧安装有转动后压板控制杆，通过转动后压板控制杆调节滤板和滤框之间的压力，可将滤板滤框合并或分离。

9.根据权利要求7所述的滤床装置，其特征在于：所述的滤板和滤框两侧的支耳形状不同，其中一侧支耳整体呈三角形，另一侧支耳整体类似梯形。这样在安装滤板和滤框时可通过支耳形状的不同进行精确定位，提高安装效率。

10.根据权利要求1所述的一种废润滑油再生处理装置，其特征在于：所述的加热器包括一组平行设置的数根加热管，加热管相互之间连接形成蛇形结构加热通道，加热器的底部是进口，顶部是出口；所述的加热器与加热温度控制器相匹配。加热器出口处的管道上安装有供油电磁阀和限流阀，用以控制油液的流量和流速。

11.根据权利要求1所述的一种废润滑油再生处理装置，其特征在于：所述的真空分离器包括油液喷淋装置，网栅填充层，储油室。

12.根据权利要求11所述的真空分离器，其特征在于：所述的真空分离器底部可设有放油阀。所述的真空分离器外部安装有油泵和油位自动控制仪。

13.根据权利要求11所述的真空分离器，其特征在于：油液喷淋装置与外部供油管路相连，安装在真空分离器的顶部；所述的网栅填充层安装在油液喷淋装置下方，位于整个真空分离器的中部；所述的储油室位于真空分离器的底部。

14.根据权利要求11所述的真空分离器，其特征在于：所述的油液喷淋装置包括进油管架、分布器和喷头；进油管架连接外部供油管和分布器；所述的分布器包括水平安装的上腔板和下腔板，上腔板和下腔板是相互对称的球冠面板，上腔板的周边和下腔板的周边密封连接形成一个腔体。上腔板的中部与进油管架相连通，下腔板上均匀的布设有螺纹圆孔，下腔板上的每个螺纹孔内均设置一个喷头。

15.根据权利要求14所述的油液喷淋装置，其特征在于：所述的球冠面板的球冠半径为0.5～0.8m，球冠矢高0.8cm～1.2cm。所述的螺纹圆孔半径为0.8cm～1.5cm，螺纹圆孔个数为800～1200个/m²。

16.根据权利要求14所述的油液喷淋装置，其特征在于：所述的喷头包括进液管、底板、锥形喷头壁，进液管的外圆上设置有螺纹，通过旋转固定在下腔板上，下腔板和底板之间设置有密封圈；在锥形喷头壁上均匀分布通孔。

17.根据权利要求16所述的喷头，其特征在于：所述的通孔孔径为0.4～1mm，通孔之间距离为0.6～1.2cm。

18.根据权利要求11所述的真空分离器，其特征在于：所述的网栅填充层包括水平设置在真空分离器内的网栅架和设置在网栅架上的拉希环。

19.根据权利要求18所述的网栅填充层，其特征在于：所述的网栅架上均匀分布数个竖直设置的通孔，通孔的孔径为1.2～1.5mm，通孔之间的距离为4～5mm；所述拉希环材质为金属，拉希环的直径为10～20mm、高度10～20mm，壁厚0.2～0.6mm；所述的网栅架上的拉希环呈乱堆设置，堆置高度为5～10cm。

20.根据权利要求1所述的一种废润滑油再生处理装置，其特征在于：所述的冷却装置包括冷凝器I、冷凝器II、强风冷却器、冷却器、储水器、真空泵、第二电机与若干连接管，所述的连接管依次将冷凝器I、II、强风冷却器、冷却器、储水器I连接，所述的冷凝器I和冷凝器II呈并联排列，冷凝器I、II的进口与真空分离器顶部的出口相连，冷凝器I、II底部出口同时连接到外部的储水器II，之间由隔断阀控制；所述冷凝器I、II的底部出口还与真空分离器中部的回流管道相连接，之间设置有回流阀。

21.根据权利要求20所述的冷却装置，其特征在于：所述的冷凝器和强风冷却器之间设置有罗茨泵，连接罗茨泵的管道上安装有真空表、真空压力控制器和镇气阀。所述的冷却器和真空泵之间设置有波纹补偿器。

22.根据权利要求1所述的一种废润滑油再生处理装置，其特征在于：所述的二级过滤器包括壳体、管板、进液口和出液口。

23.根据权利要求22所述的二级过滤器，其特征在于：所述的的壳体I直径为15～25cm，壳体I高度为1.2～1.8m，壳体I底部安装有排污阀，壳体I的顶部安装有排气阀；所述的进液口设置于壳体I的下端侧面，进液口的孔径为5～8cm；所述的出液口设置于壳体I的上端侧面，出液口的孔径为5～8cm；所述的管板设于壳体I内，且与壳体I的内壁紧密相连，管板上设有不锈钢滤芯安装螺纹孔，孔径为8～10cm，孔的个数为1个。

24.根据权利要求23所述的不锈钢滤芯，其特征在于：所述的不锈钢滤芯为圆柱体，直径为8～15cm，滤芯高0.6～1.2m，底部密封，顶部为含有螺纹的通孔；不锈钢滤芯表面设有数个孔径，与滤芯内部连通，孔径的大小为2～5mm，孔径间距为3～5mm；所述的滤芯外侧包覆三层过滤布，过滤布的材质为单丝过滤布，过滤布的孔径为0.5～1μm。

25.根据权利要求1所述的一种废润滑油再生处理装置，其特征在于：所述的精滤器包括壳体II，中空纤维超滤膜丝和滤芯外壳。

26.根据权利要求25所述的精滤器，其特征在于：所述的中空纤维超滤膜丝呈U型集束排列，中空纤维超滤膜丝顶部和底部用环氧树脂密封固定在一起，出口端O型密封圈把中空纤维超滤膜丝顶部U型口、滤芯外壳、壳体II密封固定，排污端O型密封圈把壳体、滤芯外壳和中空纤维超滤膜丝密封固定在一起，两端用出口端盖和排污端盖密封。精滤器出口处安装有取样阀。

27.根据权利要求25所述的精滤器，其特征在于：所述的中空纤维超滤膜丝内腔孔不封堵；中空纤维超滤膜表面无规则的分布数个孔洞，孔径0.1～0.4μm。油污中的氧化胶质、凝聚物等细微颗粒不能通过中空纤维超滤膜表面的孔洞，被过滤在膜的外层，纯净的油液则通过超滤膜的内腔，排出精滤器的出口。

28.根据权利要求26所述的精滤器，其特征在于：所述的排污端环氧树脂密封层嵌有多个圆形小孔，孔径为2～5mm。

29.一种废润滑油净化再生利用的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、将废润滑油输入贮油罐内，待油位达到设定的最大值时，关闭废油进油阀门，将滤板、滤框、滤纸安装在板框过滤装置的滤床上，滤板和虑框交替排列，滤板和滤框中间设置有1-2张滤纸。然后通过后压板控制杆将滤板、滤纸、滤框固定在一起，形成多个过滤单元。整个板框过滤装置实现循环过滤20～40min。

b、待废润滑油经板框过滤装置循环过滤完成后，将初步除杂后的油液经过加热器，然后通过真空分离器顶部的进口进入真空分离器。油液通过真空分离器的喷淋部件，通过喷淋部件的喷头喷淋成细微的液滴降落到堆置有拉希环的网栅填充层上，使含水的油液以较大的界面面积与空气接触较长的时间。整个真空循环分离时间为20～40min。

c、油液经过真空分离器去除水分后，此时油液的纯净度已大幅提高，接下来通过油泵的输送，油液依次经过过滤精度为0.5～1μm，过滤压差为0.15MPa～0.25MPa的二级过滤器和过滤精度为0.1～0.4μm，过滤压差为0.15MPa～0.25MPa精滤器。

30.根据权利要求29所述的一种废润滑油净化再生利用的工艺方法，其特征在于：步骤a中，所述的滤板个数优选为7～12个，滤框的个数优选为6～11个。所述的滤纸为全棉滤纸，滤纸精度为8～10μm。

31.根据权利要求29所述的一种废润滑油净化再生利用的工艺方法，其特征在于：步骤b中，所述的加热器温度控制在30～50℃；所述的真空分离器内部的真空度控制在0.08500～0.09999MPa；所述的喷头孔径为0.4～1mm；所述的拉希环堆置高度为5～10cm。