HUT54915A - Apparatus and method for utilizing used oil - Google Patents

Description

A találmány tárgya berendezés és eljárás fáradt olaj hasznosítására. A javasolt eljárás során fáradt olajat belőle szennyezéseket elválasztó szeparátorba vezetünk és a szeparátorból tisztított olajat nyerünk. A találmány szerinti berendezés fáradt olajat bevezető elrendezést, valamint az utóbbival folyadékkapcsolatban álló és a fáradt olajat fogadó, a fáradt olajat tisztító visszanyerő elrendezést tartalmaz. A találmány szerinti berendezéssel, illetve eljárással a fáradt olajat a benne levő szennyezésektől elválasztjuk és így további felhasználásra alkalmas olajterméket nyerünk vissza.

A találmány ismertetése során a fáradt olaj kifejezést mindenek előtt azon olajok vonatkozásában használjuk, amelyeket belsőégésű motorok kenési és egyes öblítő rendszereiben, illetve hidraulikus berendezésekben használnak. Ez utóbbiaknál, akárcsak a belsőégésű motoroknál az olajokat meghatározott számú üzemóra után cserélni kell. A csere során leeresztett fáradt olaj általában jelentős mennyiségben tartalmaz szennyező anyagokat, különösen nemfémes és fémes szemcséket, s ez utóbbiak összetevői között molibdént, krómot, kadmiumot, vanádiumot, rezet stb., vagyis az élő környezetre és általában az élővilágra különösen veszélyes nehézfémeket, továbbá oxidokat, sókat, belsőégésű motorok üzemanyagadalékait (mint például ón-tetraetilt), magukat az üzemanyagokat és detergenseket, illetve teljesítményjavító adalékokat.

Az Egyesült Államokban például évente többtíz millió liter fáradt olaj keletkezésével kell számolni. A fáradt olaj hasznosításának ismert módja a múltban mindenek előtt a földutak portalanítása volt, de számos esetben egyszerűen kiöntöt-

• · · · · · · ···♦ ··· ···

- 3 ték azt. Ezek a módszerek elfogadhatatlanok, hiszen a környezet jelentős szénhidrogén— és nehézfémterhelésével járnak. Voltak próbálkozások a fáradt olaj megtisztítására is. Ezek mindenek előtt vegyi jellegű eljárások, amikoris a fáradt olajat komplex módon vegyszerekkel kezelik, de ennek eredményeként aligha lehet nagy tisztaságú, további felhasználásra alkalmas terméket nyerni. Az eljárás költséges és ez a szükségszerűen központosított feldolgozással járó szervezési és szállítási igények tovább növelik. Ezért a fáradt olajok vegyi tisztításának módszerei nem terjedt el.

Volt javaslat arra vonatkozóan is, hogy a fáradt olajat tüzelőanyagként hasznosítsák. Az erre a célra kidolgozott kazánok azonban nem tudják jól megoldani a tüzelési feladatokat. Ennek oka az, hogy a szokásos égetési folyamat során a fáradt olajban jelen levő adalékanyagok és szennyező összetevők nem égnek el, az égőfejben vagy annak környezetében felhalmozódnak. Az így összegyűlt anyag mindenek előtt a szennyezőket és a nehéz szénhidrogéneket tartalmazza, ahol ez utóbbiak igen erős kötőanyagként működnek. Ennek következtében az égőfejet gyakran tisztítani kell, általában naponta kétszer, és ennek során nehéz munkával el kell távolítani a fáradt olaj felhalmozott szilárd maradványait. Ez a munkaigényességen túl megköveteli a kazán kikapcsolását, az égőfej lehűtését. Az égetés ennek megfelelően igen kényelmetlen és kis hatékonyságú eljárás arra, hogy a fáradt olajat újrahasznosítsák. Ezen kívül a megkeményedett, lehűlt szilárd anyag eltávolítása rendkívül munkaigényes.

A találmány célja a fáradt olaj hasznosítására szolgáló ismert berendezések és eljárások hatékonyságának javítása, a

hasznosítással járó munkaigényesség csökkentése.

A találmány alapja az a felismerés, hogy a fáradt olajat akár viszonylag kis nagyságú adagokban, akár nagy mennyiségben újrahasznosításhoz fel lehet dolgozni, ha az eddigi vegyi jellegű eljárást fizikai feltárással helyettesítjük, mégpedig a fáradt olajat hevítéssel dolgozzuk fel.

A találmány feladata a felismerés hasznosításával olyan berendezés és eljárás kidolgozása, amelyek segítségével a fáradt olaj újrahasznosítása az ismert megoldásokhoz képest megnövelt hatékonysággal, kis munkabefektetést igénylő módon valósítható meg.

A kitűzött feladat megoldásaként fáradt olaj hasznosítására szolgáló olyan berendezést dolgoztunk ki, amely fáradt olajat bevezető elrendezést, valamint az utóbbival folyadékkapcsolatban álló és a fáradt olajat fogadó, a fáradt olajat tisztító visszanyerő elrendezést tartalmaz, és a találmány értelmében a visszanyerő elrendezés desztillációs jellegű melegítő egységet, a melegítő egységben levő fáradt olajat az őt alkotó könnyebb szénhidrogének forráspontját meghaladó, de a nehezebb szénhidrogének forráspontja alatt maradó hőmérsékletre hevítő és így a fáradt olaj szennyezéseit visszatartó hőmérsékletet biztosító hevítő berendezést tartalmaz, ahol a melegítő egységgel a gáz halmazállapotú könnyebb szénhidrogéneket a folyékony halmazállapotban maradó nehezebb szénhidrogénektől és a szenynyezésektől elválasztó szeparáló berendezés közlekedik, amely a melegítő egységnek a folyékony halmazállapotban maradó szénhidrogéneket valamint a szennyezéseket eltávolító első kivezetésére és a könnyebb szénhidrogéneket eltávolító második kivezeté-

sére van csatlakoztatva. Meglepő módon azt tapasztaltuk, hogy ezzel az egyszerűnek tűnő megoldással a fáradt olajból különböző felhasználási célokra, és különösen fűtéshez, illetve belsőégésű motoroknál üzemanyagként való alkalmazásra szolgáló tiszta olaj nyerhető vissza.

Előnyösen a hevítő berendezés a szeparáló berendezéssel közlekedő és a második elvezetésén át eltávolított könnyebb szénhidrogéneket fogadó olajégővel van ellátva, ahol célszerűen a melegítő egység és a szeparáló berendezés egy egységet alkotóan van kiképezve.

A találmány szerinti berendezés olajégővel ellátott kiviteli alakjánál igen célszerű, ha a melegítő egység az olajégő fölött olyan távolságon va,n elrendezve, hogy benne az olajégő üzemeltetése során mintegy 315 - 430 °C, célszerűen 340 °C körüli hőmérsékletű belső tér alakul ki. Ennek a megoldásnak egy igen előnyös továbbfejlesztése az,, ha a szeparáló berendezéssel a gáz halmazállapotú könnyebb szénhidrogének kondenzációját biztosító, a második kivezetésre csatlakoztatott, a könnyebb szénhidrogéneket fogadó kondenzátorral van ellátva, amely az olajégővel folyadékkapcsolatban áll és a kondenzált könnyebb szénhidrogéneket az olajégőbe továbbító szivattyúval van csatlakoztatva .

A különböző típusú fáradt olajokhoz való illesztés könynyíthető meg, ha a bevezető elrendezés és a melegítő egység között a fáradt olaj áramlását irányító szabályozószelep van beiktatva .

A találmány szerinti berendezés egy még további előnyös kiviteli alakja a kondenzátor és az olajégő között beiktatva

visszanyert tisztított olajat befogadó gyűjtőtartálylyal, továbbá a melegítő egységgel folyadékkapcsolatban álló iszaptartállyal van ellátva, ahol az iszaptartály a szeparáló berendezés második, a nehezebb szénhidrogéneket és a szennyezőket továbbító kimenetére van csatlakoztatva.

Az elválasztás hatékonyságát és így a fáradt olaj tisztításának eredményességét növeli, ha a szeparáló berendezésben a szabályozószelep úsztató kamrával van összekapcsolva, továbbá különösen célszerűen a kondenzátor kifelé mutatóan elrendezett hűtőelemekkel ellátott vezetékszerű hőcserélőt és a hűtőelemek<· re hűtött levegőt továbbító befúvó egységet tartalmaz.

A találmány értelmében javasolt berendezés könnyen szállítható kivitelűvé, illetve jól telepíthetővé válik, ha első és második zárt kamrára osztott konténerszerű befogadó tartályként van kialakítva, ahol az első zárt kamrában tűzdoboz és a tűzdobozba beépítve az olajégő és a melegítő egység, míg a második zárt kamrában az úsztató kamra, a vezetékszerű hőcserélő és a befúvó egység van elrendezve, az első és a második zárt kamra között folyadékzáró anyagból készült fal van kiképezve, míg a falban szellőzőnyílás van kialakítva, továbbá az első zárt kamrába az olajégőt befogadó tűzdoboz környezetével kapcsolódóan a fűtött levegőt eltávolító fűtővezeték van bevezetve, továbbá a tűzdoboz belső tere égéstermékeket eltávolító füstelvezetéssel közlekedik.

A fáradt olajban levő szennyezések eltávolítását könnyíti meg a találmány szerinti berendezésnek az az igen célszerű kiviteli alakja, amelynél a melegítő egység ferdén megvezetett fenéklappal van kiképezve, amelyen belőle felfelé irányultan a

könnyebb szénhidrogének áramlási útjába benyúlóan gátak vannak elrendezve, a gátak a nehezebb szénhidrogének áramlásának útjában vannak labirintusszerűen oly módon kialakítva, hogy a nehezebb szénhidrogének áramlási útja a fenéklapon lefelé a gátakat körbefogóan vezet.

A fáradt olaj hasznos összetevőinek visszanyerése során szükséges szabályozást könnyíti meg, ha a találmány szerinti berendezésben az úsztató kamra a szabályozószeleppel beállított magassági helyzetű úszó szintkapcsolóval, továbbá a szabályozószeleppel és az olajégő működésével beállítható helyzetű alsó és felső úszóérintkezővel van kiképezve.

A fáradt olaj tisztítása során keletkeznek éghetetlen vagy nehezen kondenzálható, összetevők, amelyek eltávolításának célszerű módja az, ha a találmány szerinti berendezésben a visszanyert olajat befogadó gyűjtőtartály felső részéből kinyúlóan a gyűjtőtartályt a füstelvezetéssel összekötő, a gyűjtőtartályba a kondenzátorból bejutó gáz halmazállapotú összetevőket onnan eltávolító cső van elrendezve.

Célszerűen az olajégő fazékszerű égőként vagy hevített fúvókával ellátott, in line típusú égőberendezésként van kiképezve, továbbá a tűzdoboz az olajégő táplálására szolgáló, vízfürdőben melegen tartott hidraulikus szivattyúval van csatlakoztatva .

A hasznosításhoz szükséges feldolgozás során célszerű, ha a fáradt olajat a melegítő egységbe lényegében állandó térfogatáramban továbbító motoros szállítószivattyút alkalmazunk, továbbá ha a találmány szerinti berendezés az úsztató kamra állapotának megfelelően változtatható ütemben a melegítő egységbe

- 8 fáradt olaj kiegészítő mennyiségét továbbító tűszeleppel van ellátva, ahol a tűszelep a szabályozószeleppel sorosan van beiktatva .

Ugyancsak a találmány elé kitűzött feladat megoldásaként dolgoztunk ki eljárást fáradt olaj hasznosítására, amikoris fáradt olajat belőle szennyezéseket elválasztó szeparátorba vezetünk és a szeparátorból tisztított olajat nyerünk, ahol a találmány értelmében a fáradt olajat a szeparátoron belül mintegy 315 - 430 °C, célszerűen mintegy 345 °C hőmérsékletre melegítjük, ezzel a könnyebb szénhidrogéneket belőle elpárologtatjuk, a nehezebb szénhidrogéneket a szennyezésekkel együtt folyékony halmazállapotban tartjuk, majd az elpárologtatott szénhidrogéneket a folyékony halmazállapotban maradt összetevőktől elválasztjuk .

A találmány szerinti eljárás egy különösen előnyös foganatosítási módjában az elpárologtatott könnyebb szénhidrogéneket kondenzáljuk, a kondenzált könnyebb szénhidrogének legalább egy részét elégetjük és az elégetéssel nyert energiát a fáradt olaj melegítésére hasznosítjuk.

A találmány szerinti eljárás és berendezés biztonságos, hatékony, sokoldalúan használható megoldást ad a fáradt olajok hasznosítására, belőlük a hasznos petrolkémiai termékek visszanyerésére és így lehetőséget nyújt az utóbbiak hasznosítására, különösen fűtési, illetve motorhajtási célokra. A fáradt olaj feldolgozásának nehezebb szénhidrogénekből és szennyezőkből álló iszapszerű mellékterméke természetesen továbbra is gondot okoz, ezt el kell helyezni. Megjegyezzük azonban, hogy ez utóbbiak össztérfogata lényegében mintegy egytizede a fáradt olaj «·«« ····

- 9 kiindulási térfogatának. A besűrített iszapszerű melléktermék adott esetben a benne levő értékesebb fémek kinyerésével hasznosítható .

A találmány szerinti berendezés felépítése egyszerű, kezelése könnyen elsajátítható. így az ipari és kereskedelmi létesítményeknél (különösen autójavító műhelyeknél és karbantartó telepeknél) nagyobb problémák nélkültelepíthető, de felépíthető minden olyan helyen is, ahol nagyobb mennyiségű fáradt olaj keletkezésével kell számolni. Az olaj visszanyerése az ismert megoldásokhoz képest általában alacsonyabb költségszinten valósítható meg, figyelembe véve a nyert anyag felhasználhatóságát is, különösen ha a fáradt olajok elszállítására szintén szükség van.

A találmány tárgyát a továbbiakban példakénti kiviteli alakok és foganatosítási mód alapján, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az

1. ábra a találmány szerinti berendezés egyszerű változatának vázlatos keresztmetszete, a

2. ábra a találmány szerinti berendezés egy sokrétűen alkal- mazható változatának vázlatos keresztmetszete, míg a

3. ábra a találmány szerinti berendezésben alkalmazott melegí- tő egység keresztmetszete, a 2. ábra szerinti 3-3 metszetben.

A találmány szerinti berendezés legcélszerűbben (1. ábra) 11 első zárt kamrára és 12 második zárt kamrára osztott 10 befogadó tartállyal van kiképezve, amely házként fogja körbe a fáradt olaj újrehasznosításához szükséges feldolgozásnál alkamazott szükséges szerkezeti elemeket. A 11 első zárt kamra és a

második zárt kamra egymástól lényegében majdnem teljes mértékben el vannak választva, közöttük 13 fal van, de éppen a 13 falban közöttük 14 szellőzőnyílás biztosít közlekedést. A 11 első zárt kamrában 15 tűzdoboz van, amelynek külön 16 hevítő berendezése van. Ez tüztért alkot, amelyben 17 olajégő van 18 melegítő egységgel kapcsolatban oly módon, hogy az utóbbi melegítésére szolgál. Ez utóbbiba kerül a tisztítandó fáradt olaj. A tisztítandó anyagot 19 tartály fogadja be, amelyből 20 úsztató kamrán keresztül vezetjük azt a 18 melegítő egységbe. A 18 melegítő egység belső terében a folyékony anyag szintjét a 20 úsztató kamra révén szabályozzuk. A 20 úsztató kamra ugyan gondosan le van zárva, de belső tere és a 18 melegítő egység belső tere között 21 átvezető cső van beiktatva, amelynek segítségével a két belső tér nyomása kiegyenlíthető. A 18 melegítő egység a 16 hevítő berendezés fölött van úgy elrendezve, hogy a 15 tűzdobozon belül a hőátadási folyamatok segítségével a 18 melegítő egység belsejében mintegy 340 — 345 °C hőmérsékletet biztosítunk. Ebben a hőmérséklettartományban a könnyebb szénhidrogének elpárolognak, krakkolhatók, a 18 melegítő egység belsejét 25 második elvezetésen keresztül elhagyják. A hevítés során nem elpárolgott nehezebb szénhidrogéneket és a szilárd szennyezőket tartalmazó anyag fokozatosan felhalmozódik a 18 melegítő egység 23 fenéklapján és ez a 22 első elvezetésen át távolítható el, mégpedig 24 iszaptartályba, ahonnan nagyobb mennyiségét rendszeresen eltávolítjuk. Amennyiben a 18 melegítő egységben az iszapot hagyjuk felhalmozódni, szintje a 20 úsztató kamra átfolyási szintjéig növekszik és ilyenkor már több fáradt olaj a 18 melegítő egységbe nem juthat be, a berendezés működése automa-

···· ·*· tikusan leáll.

A hevítés következtében gáz halmazállapotba került könynyebb szénhidrogének a 18 melegítő egység belsejét a 25 második elvezetésen keresztül hagyják el, ezt követően kondenzáló egységbe, mégpedig annak alapvető elemét jelentő, hőcserélő lapokkal vagy bordákkal ellátott 26 vezetékszerű hőcserélőbe kerülnek, amellyel szemben 27 befúvó egység van elrendezve. Itt a könnyebb szénhidrogének lehűlnek és kondenzálódnak. A 26 vezetékszerű hőcserélő által különösen a lapokon vagy bordákon leadott hőenergiát a 27 befúvó egység által bejuttatott hideg levegő veszi fel, mégpedig a 12 második zárt kamrában, és ezt követően a levegő a 14 szellőzőnyíláson át a 11 első zárt kamrába jut, ahol hőmérséklete a felhevített 15 tűzdoboz miatt tovább emelkedik.

A kondenzálódott könnyebb szénhidrogének lényegében a találmány szerinti berendezéssel .előállított tiszta szénhidrogéntartalmú olajat jelentik, amelyet 28 gyűjtőtartályban halmozunk fel. Az így kapott végtermék a 28 gyűjtőtartályból nyerhető ki, ahonnan például 30 hidraulikus szivattyú segítségével a 17 olajégőbe vezethető. A 16 hevítő berendezés lényegében szokványos olajkazán tűzterének felel meg. A 17 olajégő által biztosított hőenergiát a 11 első zárt kamrából 31 fűtővezetékbe áramló levegő viszi magával, amelyen át például épület fűtési rendszere táplálható. A 17 olajégő által keltett égéstermékek 32 füstelvezetésen keresztül távoznak.

A 17 olajégő szokásos fazékszerű felépítésű lehet, de szükség szerint tetszőleges bonyolultabb elrendezések is alkalmazhatók. Ha befúvásos működésű olajégőt használunk, a 28 gyűj12 • · · «*······ ·· • · · · · · • ····*·· tőtartályból a tisztított olajat a 30 hidraulikus szivattyú segítségével kell a 17 olajégőbe bejuttatni, amelyet azonban mintegy 85 °C hőmérsékleten tartunk és ezt a hőmérsékletet 53 vízfürdővel biztosítjuk. A vízfürdő alkalmazásának célja, hogy a 17 olajégő fúvókájánál az égetéshez felhasznált visszanyert olaj viszkozitása miatt szükséges mintegy 55 °C hőmérsékletet létrehozzuk.

Az 1. ábra a találmány szerinti berendezés egy viszonylag egyszerű megvalósítási módját mutatja, abból a célból, hogy a működés alapelve jól áttekinthetően bemutatható legyen. A 2. és 3. ábrára hivatkozással a javasolt berendezés egy különösen előnyös kiviteli alakját ismertetjük, ahol az egyszerűség és rövidség kedvéért az 1. ábrán látható elemeket azonos hivatkozási számokkal jelöljük.

A 19 tartályt ennél a berendezésnél célszerűen a 10 befogadó tartályon belül helyezzük el. Ha a 19 tartályban a fáradt olaj mennyisége egy előre meghatározott szint alá csökken, 40 úsztató szintkapcsoló külső motoros szállítószivattyút működtet, aminek segítségével a 19 tartályban levő fáradt olaj mennyiségét szükség szerint kiegészítjük. A külső szivattyú leállását követően a találmány szerinti berendezést hozzuk működésbe, amikoris a 43 szabályozószelepet nyitjuk és így a 19 tartályból a 45 motoros szállítószivattyú segítségével a fáradt olajat kiemeljük. A 19 tartályból kivett fáradt olaj 41 szűrős elágazáson halad át, amelynek segítségével a nagyobb szennyezések és a víz belőle eltávolítható. Általában a jellegzetesen a fáradt olajban jelen levő vizet el lehet távolítani a külső tartályban való felhalmozás alatt is. A 41 szűrős elágazás ál• · · • · · ·

- 13 tál eltávolított víz 42 vízcsapdás tartályba jut, ahonnan az rendszeresen 35 vízelvezetésen át, 36 szelep nyitásával kiszivattyúzható.

A 43 szabályozószelep nyitott állapotában a fáradt olaj a 45 motoros szállítószivattyú segítségével és 44 tűszelepen át 46 előfűtő tartályba juttatható. A 44 tűszelep mintegy 24 1/h térfogatáramban továbbítja a fáradt olajat. A 45 motoros szállítószivattyú segítségével a térfogatáram mintegy 16 1/h, ami a 44 tűszelepen át áramló anyagmennyiségtől független. így összesen mintegy 16 - 40 1/h térfogatáram állítható be a különböző továbbító egységek működtetésével.

Az üzemelés során a 46 előfűtő tartály a fáradt olajat 90 - 150 °C hőmérsékletre hevíti. A 46 előfűtő tartályból a fáradt olaj a 18 melegítő egységbe áramlik. A 2. ábrán bemutatott módon a 18 melegítő egység 23 fenéklapja ferde megvezetést biztosít, ez 47 csúszósíneken fekszik, amelyeken át a 15 tűzdobozból csilleszerűen eltávolítható és így szükség szerint az időszakos tisztításhoz rendelkezésre áll. A 23 fenéklapból felfelé két ferde elrendezésű 48 gát áll ki, amelyek elrendezése olyan, hogy a 23 fenéklapon a 18 melegítő egység belsejében felhalmozódó iszapszerű anyag fokozatosan lefelé áramlik, mégpedig a 23 fenéklapon lefelé, a 48 gátak körül. A könnyebb szénhidrogének a 49 kiemelkedő részen át távoznak és innen jutnak a 25 második elvezetésbe.

Amikor a 18 melegítő egység belsejében a fáradt olaj mennyisége annyira megnő, hogy felső szintje a 20 úsztató kamra belsejében elrendezett 72 alsó szintkapcsoló szintjét eléri, olyan kapcsoló lép működésbe, amely a 17 olajégőt és a 30 hid14 raulikus szivattyút bekapcsolja. A 17 olajégő így megkezdheti a felhalmozódott anyag elégetését, a 15 tűzdoboz felhevítését, biztosíthatja a 18 melegítő egység kívánt hőmérsékletét. A 17 olajégőt 57 tűzálló anyagú edénybe helyezzük, amely 58 támaszon van elrendezve. A 17 olajégő a 28 gyűjtőtartály belsejéből felvett olajat éppúgy égetheti, mint külső tartályból származó tüzelőanyagot. A visszanyert olaj továbbítására 51 szelep engedélyez utat, míg 52 szelepen át hagyományos tüzelőanyag vezethető be. A 30 hidraulikus szivattyú az 53 víztartályba merül, amelynek belsejében 54 bemerülő elektromos fűtőtekercs van elrendezve, amely a víz melegítésére szolgál. A 54 bemerülő elektromos fűtőtekercs biztosítja a 30 hidraulikus szivattyú működtetéséhez, a viszkozitás csökkentéséhez szükséges mintegy 75 °C hőmérsékletet. A 54 bemerülő elektromos fűtőtekercset tápláló és a 17 olajégő fúvókájának közelében elhelyezett in line rendszerű fűtőberendezést tápláló elektromos áramot külső független forrásból kell biztosítani, mivel így lehetővé válik, hogy az olajat továbbító vezetékek, a szivattyúk és a 17 olajégő hőmérséklete mindig elegendően magas legyen, maga a berendeés az önmaga által tisztított olajat használhassa. Ezzel kapcsolatban megjegyzendő, hogy a tisztított fáradt olaj viszkozitása általában mindig nagyobb a hagyományos tüzelőolajokénál. A tüzelőanyagot továbbító vezetékek nyomása 56 nyomásszabályozó szelep segítségével állítható be, a beállított érték 55 nyomásjelzőn követhető. Általában célszerűnek bizonyult a mintegy 100 Pa működési nyomás beállítása.

Amikor a 17 olajégőt és a 30 hidraulikus szivattyút a 72 alsó szintkapcsoló működésbe hozza, megfelelő kapcsolóelemmel a • · • ···· ···· ·· • · * · · • · · · · · • · · · · « · ··· ♦ · ♦ ♦ · ♦

- 15 45 motoros szállítószivattyút kikapcsoljuk, illetve egyidejűleg a 43 szabályozószelepet zárjuk. Ennek megfelelően az ábrákon bemutatott berendezésbe a feldolgozandó fáradt olaj további mennyisége nem jut el. A 18 melegítő egységben levő fáradt olaj fokozatosan felmelegszik, ezt a 17 olajégő biztosítja, majd a célszerűen mintegy 345 °C hőmérséklet tartása mellett a desztillációs folyamat lezajlik. Ennél a hőmérsékletnél a könnyebb szénhidrogének elpárolognak, a 25 második elvezetésen át távoznak, a 26 vezetékszerű hőcserélőbe jutnak, míg a nehezebb szénhidrogének és a szennyezések a 23 fenéklapról a 22 első elvezetésen át vezethetők el. Abban az ütemben, ahogy a könnyebb szénhidrogének a 18 melegítő egységet elhagyják és a 26 vezetékszerű hőcserélő belsejébe kerülnek, ez utóbbi hőmérséklete fokozatosan növekszik. A 26 vezetékszerű hőcserélő hőmérsékletének növekedése alkalmas annak kijelzésére is, hogy a 18 melegítő egység belsejében levő fáradt olaj elérte a könnyebb öszszetevőinek elpárologtatásához szükséges (desztillációs) hőmérsékletet. Ez lehet az a jel, amely felhasználható annak érzékelésére, hogy a találmány szerinti berendezés az állandó üzemeltetésre készen áll. így a 26 vezetékszerű hőcserélő egy megfelelő pontjára felszerelt hőérzékelővel például 55 °C hőmérsékletre állunk be, a hőérzékelő kimenő jelével jelfogót vezérlünk, amely a 17 olajégő elektomos tápellátását kapcsolja be, indítja a 30 hidraulikus szivattyú működését, mégpedig az állandó működésnek megfelelő feltételek beállítása mellett. Ezek az állandó feltételek azt is jelentik, hogy a 27 befúvó egységnek folyamatosan működnie kell, leállásakor a fáradt olaj feldolgozásának folyamatát le kell állítani. Az említett hőérzéke• · · ······· ·· • · · · · · · • · · · · · · • ······· ···· ··· ·· · · ··

- 16 lő alkalmassá tehető a 43 szabályozószelep nyitására is, amivel egyidejűleg a 45 motoros szállítószivattyút szintén üzembe helyezzük. Ennek következtében a 19 tartályból a fáradt olaj folyamatosan áramlik a 46 előfűtő tartályba és a 18 melegítő egységbe. A 18 melegítő egységben az olajszint ezért fokozatosan emelkedik, ezt a 20 úsztató kamra belsejében 70 úszó szintkapcsoló követi. Ezzel a 18 melegítő egység működtetési olajszintjét vezérelhetjük, hiszen a betáplálás sebességét a szintkapcsoló által vezérelt 44 tűszelep szintén befolyásolja. Általában elegendő és célszerű, ha a találmány szerinti berendezés óránként mintegy 24 - 40 1 fáradt olajat dolgoz fel. A 26 vezetékszerű hőcserélő felszínénél elrendezett hőérzékelő egyébként 66 zagyszivattyú működtetésére is alkalmas, amellyel a találmány szerinti berendezéssel kinyert nehezebb szénhidrogének, illetve a szennyezések távolíthatók el.

A 28 gyűjtőtartály 50 gyűjtőtérrel van kiegészítve, mégpedig célszerűen a 28 gyűjtőtartályt borító fedél alatt kialakított külön térrel. Itt szintén különböző gáz halmazállapotú anyagok gyűjthetők össze, amelyek az ehhez a térhez kapcsolódó, az ábrán számmal nem jelölt csövön át a 32 füstelvezetésbe továbbíthatók. így a 28 gyűjtőtartály belsejébe jutó nem kondenzálódott illékony anyagok elszívhatok, a füstgázokkal együtt eltávolíthatók. Általában a tapasztalat azt mutatta, hogy a találmány szerinti berendezés működése során az ilyen szennyezésként visszamaradó gáz halmazállapotú könnyebb szénhidrogének mennyisége egészen minimális. A 28 gyűjtőtartály belsejében 59 úszó szintkapcsoló van elrendezve, amely szintén motoros szállítószivattyút indít és ez a tiszta, visszanyert olaj egy ré-

szét külső tartályba viszi át, ha annak a 28 gyűjtőtartályban felhalmozódott mennyisége egy előre meghatározott határértéken túllép.

A 22 első elvezetésen át elszívott iszapszerű anyag 60 ülepítő hűtőtartály belsejébe jut és onnan 64 hőcserélőbe, majd 65 szolenoidszelepen át a 66 zagyszivattyúba. A 66 zagyszivatytyú a sűrű anyagot folyamatosan, mintegy 2-3 1/h mennyiségben egy külső tartályba továbbítja. A 65 szolenoidszelep alapbeállítása olyan, hogy általában a 66 zagyszivattyúba juttatja az anyagot. Adott esetben azonban célszerű lehet 67 elszállító szivattyúba irányítani a zagyot, amivel szükség szerint a szállítás sebessége javítható. A zagyot elszállító vonalban elosztó van, amely a 60 ülepítő hűtőtartály és a 64 hőcserélő között adott esetben 61 közbenső tartályba irányítja a zagyot és ezen keresztül a 20 úsztató kamra belsejébe. A 61 közbenső tartály 62 levegőztető csővel van ellátva, amelyben 63 szelep van elrendezve. Ez utóbbi segítségével a befogott levegő eltávolítható és így a 20 úsztató kamrába irányuló hőátadás erősen korlátozható.

Ha a javasolt berendezést kézi úton kapcsoljuk ki, az elektromos tápellátás először a 45 motoros szállítószivattyúnál, a 66 zagyszivattyúnál és a 43 szabályozószelepnél szűnik meg. A berendezés mindaddig működik, amíg a 18 melegítő egység belsejében az olajszint a 72 alsó szintkapcsoló által meghatározott szintre nem csökken. Ennél a pontnál az úszókapcsoló a 17 olajégő és a 30 hidraulikus szivattyú tápellátását szünteti meg. Ezt követően mintegy 2 órás hűlési periódus következik. Amikor a 22 első elvezetés belsejében a hőmérséklet a 60 ülepí• · tő hűtőtartályból az áramlás irányával ellentétesen tekintve mintegy 60 °C hőmérsékletre csökken le, a hőérzékelő a 65 szolenoidszelepet bekapcsolja, lezárja a 66 zagyszivattyúhoz vezető ágat és nyitja a 67 elszállító szivattyú számára az utat. Ezzel a zagyot és az olaj maradékát teljes mértékben elszívhatjuk a berendezésből, az külső zagytartályba üríthető. Amikor a 22 első elvezetés hőmérséklete a hőérzékelő által követett helyen 40 °C hőmérséklet alá csökken, azt a berendezés a kiürítendő vezetékek üres állapotaként azonosítja, a hőérzékelő hatására a 65 szolenoidszelep záródik és a 67 elszállító szivattyú kikapcsol.

Ha a találmány szerinti berendezésből a fáradt olaj kifogy vagy valamilyen oknál .fogva a 19 tartályhoz csatlakozó elvezetés eltömődik, a 18 melegítő egység belsejében az olajszint a 72 alsó szintkapcsoló által meghatározott értékre csökken. Ilyenkor a 17 olajégő tápellátása kikapcsolódik, a 30 hidraulikus szivattyú tápellátása szintén megszűnik, a 45 motoros szállítószivattyú kikapcsol, a 43 szabályozószelep lezáródik. Ezt követően a találmány szerinti berendezés az előzőeknek megfelelően hűl és kiüríthető. A kiürítés maga automatikusan hajtható végre.

Ha a vezetékek eltömődése a tisztított anyag vagy a nehezebb szénhidrogéneket továbbító vonalakban következik be, a 18 melegítő egység belsejében az olaj szintje emelkedik, fokozatosan 71 felső szintkapcsoló által meghatározott szintet ér el. Amikor a beállított szint elérése bekövetkezik, a 17 olajégő és a 30 hidraulikus szivattyú tápellátása megszűnik, a 45 motoros szállítószivattyű kikapcsol, a 43 szabályozószelep le• ···

- 19 zárul. Ezt követően a találmány szerinti berendezés az előzőeknek megfelelően hűl és kiüríthető. A kiürítés automatikusan biztosított.

A 15 tűzdoboz és a 26 vezetékszerű hőcserélő esetében ugyancsak szintellenőrzésre kerül sor, aminek eredménye az előzőekhez hasonló kikapcsolási folyamat, ha nem az olaj, hanem a hőmérséklet szintje elér egy előre meghatározott küszöbértéket, ami akkor következhet be például, ha a 19 tartály belsejében nemcsak fáradt olaj van, hanem abba véletlenül üzemanyag is került.

A továbbiakban a találmány szerinti eljárást mutatjuk be, mégpedig foganatosítási példákon keresztül.

1. PÉLDA

A találmány szerinti eljárás hatékonyságának és használhatóságának bizonyítására az 1. ábra szerinti felépítést követően fazékszerű olajégővel ellátott berendezést állítottunk össze.

Belsőégésű motoroknál használatos olajokból összetevődő fáradt olajból benzintöltő állomáson 95 1-es mintát vettünk és azt a 19 tartályba töltöttük. Ezt követően a berendezés működtetésével a fáradt olajat a 20 úsztató kamrán keresztül a 18 melegítő egységbe juttattuk, miközben a berendezés működését 0,45 1 hagyományos tüzelőolajjal (kerozinnal) indítottuk. A 15 tűzdobozt úgy hevítettük fel, hogy a 18 melegítő egység belsejében 345 °C hőmérséklet uralkodjon, majd az üzemet a fáradt olaj mennyiségének pótlása mellett 24 órán keresztül folyamatosan fenntartottuk. Az üzemeltetés alatt a találmány szerinti • · · ·

- 20 berendezés mintegy 16 1 fáradt olajat dolgozott fel óránként. Ebből óránként mintegy 0,3 la hőmérséklet fenntartására szolgált, így fűtésre 100 kJ/h hőteljesítmény jutott. A 28 gyűjtőtartály belsejében óránként mintegy 12 1 tiszta olaj halmozódott fel, míg a 60 ülepítő hűtőtartályban ugyanennyi idő alatt

1,5 - 1,6 1 zagy gyűlt össze.

2. PÉLDA

Ugyancsak a találmány szerinti eljárás használhatóságának és hatékonyságának bizonyítása céljából az 1. ábrán bemutatotthoz hasonló felépítésű berendezést állítotunk össze, amelyet az 1. példában bemutatott eljárással, az I. táblázatban foglalt feltételek mellett működtettünk. A kémiai és fizikai elemzést a felhasznált fáradt olajon, a megtisztított végterméken és az ugyancsak végtermékként nyert iszapszerű anyagon elvégeztük, aminek eredményeként a II. táblázatban foglalt értékeket kaptuk.

Megállapításunk szerint a találmány szerinti eljárás kihozatala mintegy 90 %-os. A kereskedelmi forgalomban hozzáférhető könnyű üzemanyagokhoz képest összetételt és fűtőértéket tekintve kedvező adatokat nyertünk. A viszkozitásra, a dermedéspontra és a lobbanáspontra kapott értékek azonban jelentős mértékben eltért azoktól, amelyek a szokványos üzemanyagokra jellemzőek. Ez az összetétel különbségének tudható be. A hagyományos tüzelőolajok lényegében telített paraffines alifás szénhidrogénekből tevődnek össze, amelyek forráspontja viszonylag szűk tartományba esik, míg a visszanyert olaj elemzése paraffines telített és telítetlen alifás szénhidrogének jelenlétét

I. Táblázat

Üzemelési feltételek a 2. példa foganatosítása során

Időtartamok:

Indítástól a tisztított olaj megjelenéséig

135 1 tisztított olaj legyártása óra óra

Összesen:

óra

Termelékenység

13,5 1/h

Hőmérsékletek:

Melegítő egység a feldolgozási folyamat alatt

335 °c

Melegítő egység a feldolgzási folyamat végén

340 °C

Lepárló egység a feldolgozási folyamat során

313 °C

Anyagmérleg:

Beadagolt fáradt olaj

172

Visszanyert tiszta olaj

155

Hatékonyság (a tiszta olaj aránya a kiindulási olajmennyiséghez)

A tisztított olaj elégetett mennyisége a folyamat fenntartásához, kb.

1/h

Iszap mennyisége

11,5 1

Tömitétlenségeken eltávozó anyag és gáz halmazállapotú anyag, mint veszteség, kb.

mutatta, amelyekre a viszonylag magas forráspontok nagyon széles tartománya volt jellemző. Meg kell azonban jegyezni, hogy a találmány szerinti eljárással nyert olaj ketonszáma igen magas volt, mintegy 56 egységnyi értéket mutatott, ami az északamerikai dízel üzemanyagokra jellemző 40 - 45 egységnyi értékkel összehasonlítva nagyon nagy.

II. Táblázat

Elemzési adatok a 2. példához

	Kiindulási fáradt olaj	Tisztítás-
sál kapott végtermék	Iszapszerű végtermék
Megjelenés	zavaros, fe-	fluoreszká-	zavaros, fe-
	kete színű	ló tiszta,	kete színű
	híg folya-	narancssár-	viszkózus fo-
	dék	ga színű	lyadékszerű
		híg folya-	anyag
		dék
Szag	savas, pe-	savas, pe-	savas, pe-
	netráns	netráns	netráns
Víz, tömeg%	0,7	<0,05	0,05
* Hamu , tömeg%	0,99	<0,01	7,12
Kén, tömeg%	0,36	0,20	1,02
Szén, tömeg%	83,14	84,62	81,76
Szénhidrogén, tömeg%	12,96	13,27	11,75
Nitrogén, tömeg%	0,12	0,05	0,28
Oxigén, tömeg%,
mint különbség	1,73	1,81	(-1,98)*
Égéshő, MJ/kg	4,4564	4,5469	4,1768
Sűrűség
@25°/25°C	0,8915	0,8525	0,965
@15,5°/15,5°C	0,8955	0,8565	0,969

(a II. Táblázat folytatása)

Kiindulási fáradt olaj

Tisztítással kapott végtermék

Iszapszerű végtermék

API sűrűség (számi-

tott)	26,5	33,7	14,55
Zavarodási pont, °C	TS	TS	TS
Dermedéspont, °C	-18	-20,5	-12,2
, ** o
Lobbanáspont , C	104,5	35	>104,5
Viszkozitás, 10 6m2/s
@40°C	68,0	7,42	251,5
@50°C	45,9	5,69	156,4
@100°C	11,13	2,18	25,14

Meqjegyzések:

TS = az anyag túl sötét ahhoz hogy megfigyelhető legyen = a hamutartalom nagyon nagy egy olajmintánál és a hamu öszszetevői elsősorban oxidként vannak jelen, ami az oxigéntartalom itt megadott maradékmennyiségét komolyan kérdésessé teszi

- a Pensky—Martens-féle zárt pohárban mérve.

Nyilvánvaló, hogy a találmány szerinti eljárás és berendezés az előzőekben adott információk alapján sokféleképpen valósítható meg, így az oltalmi kört a mellékelt igénypontok határozzák meg.

Claims (18)

1. Berendezés fáradt, olaj hasznosítására, amely fáradt olajat bevezető elrendezést, valamint az utóbbival folyadékkapcsolatban álló és a fáradt olajat fogadó, a fáradt olajat tisztító visszanyerő elrendezést tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a visszanyerő elrendezés desztillációs jellegű melegítő egységet (18), a melegítő egységben (18) levő fáradt olajat könnyebb szénhidrogének forráspontját meghaladó, de a nehezebb szénhidrogének forráspontja alatt maradó hőmérsékletre hevítő és így a fáradt olaj szennyezéseit visszatartó hőmérsékletet biztosító hevítő berendezést (16) tartalmaz, ahol a melegítő egységgel (18) a gáz halmazállapotú könnyebb szénhidrogéneket a folyékony halmazállapotban maradó nehezebb szénhidrogénektől és a szenynyezésektől elválasztó szeparáló berendezés közlekedik, amely a melegítő egységnek (18) a folyékony halmazállapotban maradó szénhidrogéneket valamint a szennyezéseket eltávolító első kivezetésére (22) és a könnyebb szénhidrogéneket eltávolító második kivezetésére (25) van csatlakoztatva.

2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a hevítő berendezés (16) a szeparáló berendezéssel közlekedő és a második elvezetésén (25) át eltávolított könynyebb szénhidrogéneket fogadó olajégővel (17) van ellátva.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a melegítő egység (18) és a szeparáló berendezés egy egységet alkotóan van kiképezve.

4. A 2. vagy 3. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a melegítő egység (18) az olajégő (17) fölött, benne az olajégő (17) üzemeltetése során mintegy 315 — 430 °C hőmérsékletet biztosító távolságon van elrendezve.

5. A 2. — 4. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a szeparáló berendezéssel a gáz halmazállapotú könnyebb szénhidrogének kondenzációját biztosító, a második kivezetésre (25) csatlakoztatott, a könnyebb szénhidrogéneket fogadó kondenzátorral van ellátva, amely az olajégővel (17) folyadékkapcsolatban áll és a kondenzált könynyebb szénhidrogéneket az olajégőbe (17) továbbító szivattyúval (30) van csatlakoztatva.

6. Az 1. — 5. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a bevezető elrendezés és a melegítő egység (18) között a fáradt olaj áramlását irányító szabályozószelep (43) van beiktatva.

7. A 2. — 6. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a kondenzátor és az olajégő (17) között beiktatva visszanyert tisztított olajat befogadó gyűjtőtartálylyal (28), továbbá a melegítő egységgel (18) folyadékkapcsolatban álló iszaptartállyal (24) van ellátva, ahol az iszaptartály (24) a szeparáló berendezés második, a nehezebb szénhidrogéneket és a szennyezőket továbbító kimenetére van csatlakoztatva.

8. A 6. vagy 7. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a szabályozószelep (43) úsztató kamrával (20) van összekapcsolva.

9. Az 1. — 8. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a kondenzátor kifelé mutatóan elrendezett hűtőelemekkel ellátott vezetékszerű hőcserélőt (26) és a hűtőelemekre hűtött levegőt továbbító befúvó egységet (27) tartalmaz.

10. A 8. vagy 9. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy amely első és második zárt kamrára (11, 12) osztott konténerszerű befogadó tartályként (10) van kialakítva, ahol az első zárt kamrában (11) tűzdoboz (15) és a tűzdobozba (15) beépítve az olajégő (17) és a melegítő egység (18), míg a második zárt kamrában (12) az úsztató kamra (20), a vezetékszerű hőcserélő (26) és a befúvó egység (27) van elrendezve, az első és a második zárt kamra (11, 12) között folyadékzáró anyagból készült fal (13) van kiképezve, míg a falban szellőzőnyílás (14) van kialakítva, továbbá az első zárt kamrába (11) az olajégőt (17) befogadó tűzdoboz (15) környezetével kapcsolódóan a fűtött levegőt eltávolító fűtővezeték (31) van bevezetve, továbbá a tűzdoboz (15) belső tere égéstermékeket eltávolító füstelvezetéssel (32) közlekedik.

11. A 3. — 10. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a melegítő egység (18) ferdén megvezetett fenéklappal (23) van kiképezve, amelyen belőle felfelé irányultan a könnyebb szénhidrogének áramlási útjába benyúlóan gátak (48) vannak elrendezve, a gátak (48) a nehezebb szénhidrogének áramlásának útjában vannak labirintusszerűen oly módon kialakítva, hogy a nehezebb szénhidrogének áramlási útja a fenéklapon (23) lefelé a gátakat (48) körbefogóan van kijelölve.

12. A 8. — 11. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az úsztató kamra (20) a szabályozószeleppel (43) beállított magassági helyzetű úszó szintkapcsolóval (70), továbbá a szabályozószeleppel (43) és az olajégő (17) működésével beállítható helyzetű alsó és felső úszóérintkezővel (72, 71) van kiképezve.

13. A 10. - 12. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a visszanyert olajat befogadó gyűjtőtartály (28) felső részéből kinyúlóan a gyűjtőtartályt (28) a füstelvezetéssel (32) összekötő, a gyűjtőtartályba (28) a kondenzátorból bejutó gáz halmazállapotú összetevőket onnan eltávolító cső van elrendezve.

14. A 2. — 13. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az olajégő (17) hevített fúvókával ellátott in line típusú égöberendezésként van kiképezve, továbbá a tűzdoboz (15) az olajégő (17) táplálására szolgáló, vízfürdőben (53) melegen tartott hidraulikus szivattyúval (30) van csatlakoztatva.

15. A 8. — 14. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a fáradt olaj beadagolására szolgáló bevezető elrendezés fáradt olajat a melegítő egységbe (18) lényegében állandó térfogatáramban továbbító motoros szállítószivattyúval (45), továbbá az úsztató kamra (20) állapotának megfelelően változtatható ütemben a melegítő egységbe (18) fáradt olaj kiegészítő mennyiségét továbbító tűszeleppel (44) van ellátva, ahol a tűszelep (44) a szabályozószeleppel (43) sorosan van beiktatva.

16. Eljárás fáradt olaj hasznosítására, amikoris fáradt olajat belőle szennyezéseket elválasztó szeparátorba vezetünk és a szeparátorból tisztított olajat nyerünk, azzal jellemezve, hogy a fáradt olajat a szeparátoron belül mintegy 315 - 430 °C hőmérsékletre melegítjük, ezzel a könnyebb szénhidrogéneket be• · · · lőle elpárologtatjuk, a nehezebb szénhidrogéneket a szennyezésekkel együtt folyékony halmazállapotban tartjuk, majd az elpárologtatott szénhidrogéneket a folyékony halmazállapotban maradt összetevőktől elválasztjuk.

17. A 16. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fáradt olajat mintegy 345 °C hőmérsékletre hevítjük.

18. A 16. vagy 17. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elpárologtatott könnyebb szénhidrogéneket kondenzáljuk, a kondenzált könnyebb szénhidrogének legalább egy részét elégetjük és az elégetéssel nyert energiát a fáradt olaj melegítésére hasznosítjuk.