CN115537261A - 回收润滑油除杂装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种回收润滑油除杂装置，涉及润滑油回收技术领域，包括脱水装置及脱固装置，所述脱水装置包括加剂罐、破乳罐，所述加剂罐内设有混合器，所述破乳罐内设有超声波破乳组件；所述脱固装置位于脱水装置的下游，所述脱固装置包括分离塔，所述分离塔沿竖直方向设置，所述分离塔内设有若干过滤组件，相邻的所述过滤组件在水平面内的投影部分重叠，所述过滤组件在分离塔内形成折流通道。本发明的回收润滑油除杂装置，能够先去除废润滑油中的大部分水分，再通过脱固装置去除润滑油中混杂的机械杂质，在脱固过程中可避免滤料堵塞造成的过滤效率下降问题，且方便清洗、更换过滤组件。本发明还公开了使用上述装置进行废润滑油除杂的方法。
Description
技术领域
本发明涉及润滑油回收技术领域，具体为一种回收润滑油除杂装置及方法。
背景技术
国内润滑油市场的需求量一直处于持续增长状态，截止到2020年，国内润滑油基础油产量为849.9万吨，同比增长11.04％，润滑油市场的高增长同时带来了大量的废润滑油。目前对于废润滑油的主要处理手段有丢弃、道路油化、焚烧和作为脱模油、燃料以及再生为润滑油。
废润滑油可分为两种类型，一种是受到外界杂质或物质污染的润滑油，另一种是在机械装置运行的过程中性质发生化学变化及受到物理杂质污染的润滑油。在废润滑油的杂质中，水、金属碎屑、积碳是最常见的杂质，其次是润滑油使用过程中发生氧化产生的沥青质、胶质以及硫氮化合物。沥青质、胶质以及硫氮化合物可通过溶剂再生、加氢再生、膜分离等手段降低其含量，但在再生工序之前，需要尽可能去除废润滑油中的水分及金属碎屑等机械杂质。
目前对于废润滑油的除杂处理主要存在如下问题：润滑油通常被用于运动状态下机械部件之间的润滑，故润滑油中的水分通常在机械搅拌的作用下与润滑油充分混合，使润滑油处于乳化状态，难以分离；润滑油中的机械杂质主要使用过滤方式去除，随着过滤的进行，机械杂质会逐渐堵塞滤材的通道，使过滤阻力增大、过滤效率降低，不得不频繁更换滤材。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种回收润滑油除杂装置及方法，可有效去除废润滑油中的水分、金属碎屑等杂质，以解决废润滑油除杂难度大的问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种回收润滑油除杂装置，包括脱水装置及脱固装置，所述脱水装置包括加剂罐、破乳罐，所述加剂罐上设有废润滑油入口及破乳剂入口，所述加剂罐内设有混合器，所述混合器用于将废润滑油及破乳剂充分混合，所述破乳罐内设有超声波破乳组件；
所述脱固装置位于脱水装置的下游，所述脱固装置包括分离塔，所述分离塔沿竖直方向设置，所述分离塔内设有若干过滤组件，所述过滤组件包括滤料及用于固定滤料的框体，相邻的所述过滤组件在水平面内的投影部分重叠，所述过滤组件在分离塔内形成折流通道。
优选的，所述分离塔内设有可拆卸的滤筒，所述滤筒的两端分别与分离塔的入口、出口连通，所述过滤组件固定安装在滤筒的内壁上。
优选的，所述过滤组件的形状相同，所述过滤组件位于水平面内，所述过滤组件的面积不低于分离塔内部通道截面积的1/2，所述过滤组件在竖直方向上交错排列，所述框体上不与滤筒内壁接触的部位由磁体制成。
优选的，所述加剂罐内设有加热器，所述破乳罐至少设有2个，全部的所述破乳罐串联设置。
优选的，所述破乳罐、分离塔之间设有脱水罐，所述脱水罐内设有加热组件，所述脱水罐通过管道连通有抽真空设备，所述脱水罐、抽真空设备之间设有干燥器。
优选的，所述分离塔的数量至少为2个，全部的所述分离塔并联设置。
本发明还提供一种回收润滑油的除杂方法，包括如下步骤：
S1：向废润滑油中加入一定比例破乳剂，并充分混合；
S2：将加入破乳剂的废润滑油送入破乳罐中进行破乳处理，得到脱水润滑油；
S3：将脱水润滑油送入分离塔进行脱固处理，去除其中的机械杂质，得到除杂润滑油。
优选的，步骤S1的具体步骤如下：
将废润滑油加热至50℃以上，然后向废润滑油中加入一定比例破乳剂，并充分混合；
优选的，步骤S2的具体步骤如下：
S21：将加入破乳剂的废润滑油送入破乳罐中进行破乳处理；
S22：将破乳后的废润滑油送入脱水罐中进一步脱水，得到脱水润滑油。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
(1)采用了破乳+脱固的处理方式，先去除废润滑油中的大部分水分，并通过脱水去除一部分杂质，再进入分离塔中使脱水润滑油连续通过若干个过滤组件，以滤除润滑油中的机械杂质，由于过滤组件并非完全将分离塔的内部隔开，当上方的过滤组件的过滤通道堵塞、过滤阻力增大时，润滑油可溢流到下方的过滤组件进行过滤，使分离塔的整体过滤效率不会因个别过滤组件堵塞而发生变化；
(2)为方便清理及维修，并联设置了2个以上的分离塔，并在分离塔内设置了可拆卸的滤筒，正常运行时可预留1个分离塔作为备用，当出现分离效果下降时，可切换至备用的分离塔，然后对切出的分离塔进行清理及检修，清理时可直接从分离塔中拆出滤筒，对过滤组件进行清洗和更换，能够大幅缩减维修时间；
(3)由于润滑油中的水分含量较少，导电能力差，无法采用电脱破乳装置，一般采用静置沉降分离的方式脱水，沉降时间长，且脱水效果不佳，容器下层的润滑油通常含水率较高，本发明采用了超声波破乳方式，可加快破乳速度，并设置了多个串联的破乳罐，脱水率相对于单罐破乳方式更高；
(4)还设置了脱水罐，通过负压加热的方式，能够使破乳后润滑油中残留的水分尽可能地挥发，进一步降低润滑油中的水分含量。
附图说明
图1为实施例1的流程图。
图2为破乳罐的侧视结构图。
图3为过滤组件的俯视图。
图4为实施例2中分离塔的结构图。
图5为实施例3中分离塔的俯视结构图。
图6为实施例4中加剂罐的立体结构图。
图7为实施例5的流程图。
图8为实施例6的流程图。
图中标记：100、加剂罐；200、破乳罐；300、分离塔；400、过滤组件；500、脱水罐；101、废润滑油入口；102、破乳剂入口；103、混合器；104、加热器；201、超声波破乳组件；301、滤筒；302、顶盖；303、底盖；304、上限位环；305、下限位环；401、滤料；402、框体；501、加热组件；502、抽真空设备；503、干燥器；2011、换能器；2012、分布器；3011、凸缘。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所述的废润滑油，为废弃的内燃机油、齿轮油、液压油、切削液、轴承油等常温下呈液态的润滑剂，不包含常温下流动性较差的润滑脂；此外，由于不同种类的润滑油组成、性能指标存在差异，即使经过除杂、精制后也难以进行应用，本发明所述的废润滑油不包含两种及以上废弃润滑油的混杂油。
本发明所使用的破乳剂，为油溶性非离子型破乳剂，以使其能够充分溶解并扩散到润滑油中。
实施例1
如图1～3所示，本实施例提供一种回收润滑油除杂装置，用于废润滑油精制前的除杂处理，该装置包括脱水装置及脱固装置，具体地，脱水装置包括加剂罐100、破乳罐200，加剂罐100上设有废润滑油入口101及破乳剂入口102，分别用于加入废润滑油及破乳剂，加剂罐100内设有混合器103，混合器103用于将废润滑油及破乳剂充分混合，混合器103为带有驱动电机的搅拌桨。
破乳罐200内设有超声波破乳组件201，具体地，超声波破乳组件201包括换能器2011及分布器2012，其中分布器2012呈平板状，在破乳罐200内沿水平方向安装，并朝向破乳罐200的底部，超声波破乳组件201的工作频率为35kHz～45kHz，超声波强度为0.05～0.20W/cm2。
脱固装置位于脱水装置的下游，包括分离塔300，分离塔300沿竖直方向设置，分离塔300的顶部设有入口，用于输入待脱固处理的润滑油，其内部设有若干过滤组件400，过滤组件400包括滤料401及用于固定滤料401的框体402，相邻的过滤组件400在水平面内的投影部分重叠，过滤组件400在分离塔300内形成折流通道，使从过滤组件400边缘处流出的润滑油落到下一个过滤组件400的滤料401上。
破乳罐200、分离塔300的连接处设有取样口，可用于采集经过破乳脱水处理后的废润滑油样品。
所有过滤组件400的形状相同，过滤组件400均位于水平面内，并在竖直方向上交错排列，使分离塔300内形成一条连续的S形通道，过滤组件400的面积不低于分离塔300内部通道截面积的1/2，在本实施例中，过滤组件400的形状为被一条割线割去30％面积的圆。
滤料401可以是滤网或滤布，其网孔直径不超过100μm，且应不低于20μm，以免影响润滑油的过滤速度。
实施例2
本实施例提供一种回收润滑油除杂装置，在实施例1的基础上进行改进，具体地，如图4所示，在分离塔300内设有可拆卸的滤筒301，滤筒301的两端分别与分离塔300的入口、出口连通，过滤组件400固定安装在滤筒301的内壁上，当拆下滤筒301时，即可将过滤组件400全部从分离塔300内取出，便于对过滤组件400进行清洗及更换。
在分离塔300的顶部设有锥形的顶盖302，分离塔300的底部设有锥形的底盖303，其中，顶盖302与分离塔300通过螺栓连接，底盖303与分离塔300通过焊接方式连接，分离塔300的顶部内侧设有上限位环304，分离塔300的底部内侧设有下限位环305，滤筒301的顶部外侧边缘设有凸缘3011，凸缘3011可搭在限位环304上，此时滤筒301的底部外缘与下限位环305紧贴，用于对滤筒301进行固定。
当滤筒301被安装在分离塔300内时，滤筒301与分离塔300的内壁之间构成空腔，可起到保温作用，减少润滑油的热量透过分离塔300向外散失。
实施例3
本实施例提供一种回收润滑油除杂装置，在实施例2的基础上进行改进，具体地，如图5所示，框体402上不与滤筒301内壁接触的部位由磁体制成，当润滑油沿着过滤组件400的边缘向下流淌时，其中的铁磁性杂质会被框体402吸附，并从润滑油中分离。
此外，在其它实施例中，框体402也可全部采用磁体制成。
本实施例所使用的磁体为软磁体，在其它实施例中，也可使用永磁体代替，但其表面吸附的铁磁性杂质不易清理。
实施例4
本实施例提供一种回收润滑油除杂装置，在实施例1的基础上进行改进，具体地，如图6所示，在加剂罐100内设有加热器104，加热器104为电热管或热水管，用于对废润滑油进行加热，以降低其粘度，便于破乳剂与废润滑油混合均匀。
在其它实施例中，即使未设置加热器104，也可以直接将废润滑油加热到一定温度，然后将热润滑油注入加剂罐100，从而达到同样的效果，但考虑到润滑油的热量会不断通过加剂罐100损失，热润滑油进入加剂罐100后温度会逐渐降低，使润滑油粘度增大；在加剂罐100内设置加热器104能够使润滑油在与破乳剂混合的过程中保持恒定温度，相对于提前预热润滑油的方式仍具有一定优势。
实施例5
本实施例提供一种回收润滑油除杂装置，在实施例1的基础上进行改进，具体地，如图7所示，在破乳罐200、分离塔300之间设有脱水罐500，在脱水罐500内设有加热组件501，脱水罐500通过管道连通有抽真空设备502，脱水罐500、抽真空设备502之间设有干燥器503。
本实施例中，抽真空设备502为真空泵，无油真空泵或有油真空泵均可，抽真空设备502工作时将脱水罐500内的压力降低至0.02～0.06MPa，同时加热组件501将脱水罐500内的润滑油温度提升至60～90℃，使润滑油中残留的水分大量汽化并被抽真空设备502抽走，水蒸气经过干燥器503时，被干燥器503内的吸水材料吸收并固定。
干燥器503内的吸水材料可以是硫酸钙、氯化钙、硅胶、吸水树脂等。
实施例6
本实施例提供一种回收润滑油除杂装置，在实施例5的基础上进行改进，具体地，如图8所示，破乳罐200设有2个，并作串联设置；分离塔300的数量为2个，并通过其入口、出口处的三通阀并联。
在其它实施例中，破乳罐200及分离塔300的数量可以是更多个，在此不再赘述。
实施例7
本实施例使用实施例1中的除杂装置对废内燃机油进行除杂，包括如下步骤：
S1：将废内燃机油加热至50℃，从废润滑油入口101注入加剂罐100，并通过破乳剂入口102注入稀释后的破乳剂，加剂量100ppm，启动混合器103，混合30min；
S2：将加入破乳剂的废内燃机油送入破乳罐200中，启动超声波破乳组件201，工作频率为40kHz，超声波强度为0.10W/cm2，得到脱水内燃机油；
S3：将脱水内燃机油送入分离塔300，从分离塔300的塔顶注入，在重力作用下，脱水内燃机油流向过滤组件400，利用过滤组件400滤除脱水内燃机油中的机械杂质，得到除杂内燃机油。
实施例8
本实施例使用实施例3中的除杂装置对废齿轮油进行除杂，包括如下步骤：
S1：将废齿轮油加热至60℃，从废润滑油入口101注入加剂罐100，并通过破乳剂入口102注入稀释后的破乳剂，加剂量100ppm，启动混合器103，混合30min；
S2：将加入破乳剂的废齿轮油送入破乳罐200中，启动超声波破乳组件201，工作频率为45kHz，超声波强度为0.15W/cm2，超声破乳20min，得到脱水齿轮油；
S3：将脱水齿轮油送入分离塔300，从分离塔300的塔顶注入，在重力作用下，脱水齿轮油流向过滤组件400，利用过滤组件400滤除脱水齿轮油中的机械杂质，并利用框体402吸附其中的铁磁性杂质，得到除杂齿轮油。
实施例9
本实施例使用实施例5中的除杂装置对废切削液进行除杂，包括如下步骤：
S1：将废切削液加热至65℃，从废润滑油入口101注入加剂罐100，并通过破乳剂入口102注入稀释后的破乳剂，加剂量100ppm，启动混合器103，混合30min；
S2：将加入破乳剂的废切削液送入破乳罐200中，启动超声波破乳组件201，工作频率为35kHz，超声波强度为0.10W/cm2，超声破乳18min，再将破乳罐200上层的废切削液送入脱水罐500，启动抽真空设备502，将脱水罐500内的气压抽至0.06MPa，并通过加热组件501将脱水罐500的内温加热到90℃，使残留的水分气化，得到脱水切削液；
S3：将脱水切削液送入分离塔300，从分离塔300的塔顶注入，在重力作用下，脱水切削液流向过滤组件400，利用过滤组件400滤除脱水切削液中的机械杂质，得到除杂切削液。
实施例10
本实施例使用实施例6中的除杂装置对废轴承油进行除杂，包括如下步骤：
S1：将废轴承油加热至65℃，从废润滑油入口101注入加剂罐100，并通过破乳剂入口102注入稀释后的破乳剂，加剂量100ppm，启动混合器103，混合30min；
S2：将加入破乳剂的废轴承油送入第一个破乳罐200中，启动超声波破乳组件201，工作频率为40kHz，超声波强度为0.18W/cm2，超声破乳25min，再将第一个破乳罐200上层的废轴承油送入下一个破乳罐200，以同样的频率和强度进行超声破乳，然后将第二个破乳罐200上层的废轴承油送入脱水罐500，启动抽真空设备502，将脱水罐500内的气压抽至0.04MPa，并通过加热组件501将脱水罐500的内温加热到70℃，使残留的水分气化，得到脱水轴承油；
S3：将脱水轴承油送入使用中的分离塔300，从分离塔300的塔顶注入，在重力作用下，脱水轴承油流向过滤组件400，利用过滤组件400滤除脱水轴承油中的机械杂质，得到除杂轴承油。
对实施例7～10中的脱水润滑油及除杂润滑油进行取样，结果如下：
表1实施例7～10中各样本的水分及机杂含量
如上表所示，实施例9、10的样本中含水率明显低于实施例7、8，通过脱水罐500可进一步降低废润滑油中的水分含量；实施例8的机杂含量明显低于实施例7，说明采用磁吸附的方式可进一步降低废润滑油的机械杂质含量，同时也说明废齿轮油中铁磁性杂质含量较高；此外，通过实施例9的数据可以看出，对于机杂含量较高的废切削液，其机杂去除率仍可达到98.5％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种回收润滑油除杂装置，包括脱水装置及脱固装置，其特征在于，
所述脱水装置包括加剂罐(100)、破乳罐(200)，所述加剂罐(100)上设有废润滑油入口(101)及破乳剂入口(102)，所述加剂罐(100)内设有混合器(103)，所述混合器(103)用于将废润滑油及破乳剂充分混合，所述破乳罐(200)内设有超声波破乳组件(201)；
所述脱固装置位于脱水装置的下游，所述脱固装置包括分离塔(300)，所述分离塔(300)沿竖直方向设置，所述分离塔(300)内设有若干过滤组件(400)，所述过滤组件(400)包括滤料(401)及用于固定滤料(401)的框体(402)，相邻的所述过滤组件(400)在水平面内的投影部分重叠，所述过滤组件(400)在分离塔(300)内形成折流通道。
2.根据权利要求1所述的回收润滑油除杂装置，其特征在于，所述分离塔(300)内设有可拆卸的滤筒(301)，所述滤筒(301)的两端分别与分离塔(300)的入口、出口连通，所述过滤组件(400)固定安装在滤筒(301)的内壁上。
3.根据权利要求2所述的回收润滑油除杂装置，其特征在于，所述过滤组件(400)的形状相同，所述过滤组件(400)位于水平面内，所述过滤组件(400)的面积不低于分离塔(300)内部通道截面积的1/2，所述过滤组件(400)在竖直方向上交错排列，所述框体(402)上不与滤筒(301)内壁接触的部位由磁体制成。
4.根据权利要求1所述的回收润滑油除杂装置，其特征在于，所述加剂罐(100)内设有加热器(104)，所述破乳罐(200)至少设有2个，全部的所述破乳罐(200)串联设置。
5.根据权利要求1所述的回收润滑油除杂装置，其特征在于，所述破乳罐(200)、分离塔(300)之间设有脱水罐(500)，所述脱水罐(500)内设有加热组件(501)，所述脱水罐(500)通过管道连通有抽真空设备(502)，所述脱水罐(500)、抽真空设备(502)之间设有干燥器(503)。
6.根据权利要求1或2所述的回收润滑油除杂装置，其特征在于，所述分离塔(300)的数量至少为2个，全部的所述分离塔(300)并联设置。
7.一种回收润滑油的除杂方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：向废润滑油中加入一定比例破乳剂，并充分混合；
S2：将加入破乳剂的废润滑油送入破乳罐(200)中进行破乳处理，得到脱水润滑油；
S3：将脱水润滑油送入分离塔(300)进行脱固处理，去除其中的机械杂质，得到除杂润滑油。
8.根据权利要求7所述的回收润滑油的除杂方法，其特征在于，步骤S1的具体步骤如下：
将废润滑油加热至50℃以上，然后向废润滑油中加入一定比例破乳剂，并充分混合。
9.根据权利要求7所述的回收润滑油的除杂方法，其特征在于，步骤S2的具体步骤如下：
S21：将加入破乳剂的废润滑油送入破乳罐(200)中进行破乳处理；
S22：将破乳后的废润滑油送入脱水罐(500)中进一步脱水，得到脱水润滑油。
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