RO118698B1

RO118698B1 - Procedeu pentru filtrarea, degazarea, deshidratarea si indepartarea produselor de imbatranire din uleiuri minerale

Info

Publication number: RO118698B1
Application number: RO97-00252A
Authority: RO
Inventors: Vladimir Pantich
Original assignee: Pantich Vladimir Belgrad Ru Pa
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-05-30
Publication date: 2003-09-30
Also published as: EP0790290A1; ES2277345T3; AU5914996A; WO1996040841A1; HUP9701517A3; EP0790290B1; AU719864B2; CA2196985A1; ATE342322T1; CN1086411C; US5942121A; BG62860B1; YU49049B; JPH10505384A; DE69636619D1; DE69636619T2; YU38495A; CN1161055A; BR9606513A; BG101204A

Abstract

Inventia se refera la separarea diferitelor substante, in special la un procedeu pentru filtrarea, degazarea, deshidratarea si indepartarea produselor de imbatrânire din uleiurile izolatoare si din alte uleiuri minerale. Conform procedeului, uleiul sau amestecul de uleiuri este trecut prin cel putin un filtru mecanic, urmând apoi deshidratarea si degazarea uleiului sau amestecului de uleiuri filtrate, folosindu-se, drept componenta adsorbanta activa, aluminosilicati obtinuti prin sinteza, care au o structura cristalina cu molecule polare de Na, Ca sau K, si indepartarea produselor de imbatrânire in care este utilizat trioxidul de aluminiu având o valoare medie a porilor determinata prin raportul dintre cristalele de tip gamma, obtinute prin incalzirea adsorbantului la o temperatura de peste 600 degree C, si suprafata activa formata.

Description

Invenția se referă la separarea diferitelor substanțe asociate cu producerea uleiurilor de hidrocarburi (minerale) și, mai concret, la un procedeu pentru filtrarea, degazarea, deshidratarea și îndepărtarea produselor de îmbătrânire, din uleiurile izolatoare și din alte uleiuri minerale.

Este cunoscut faptul că este permisă în amestecuri de uleiuri izolatoare și alte uleiuri minerale, atunci când sunt utilizate, numai o cantitate nesemnificativă de umiditate, gaze și produse de îmbătrânire, care sunt produse atât în timpul utilizării, cât și în procesul de depozitare. Aceasta se referă atât la uleiuri noi, gata pentru utilizare, cât și la amestecuri de uleiuri și, de asemenea, la uleiuri folosite în instalații de înaltă tensiune, precum transformatoare de putere și de măsurare, întrerupătoare de înaltă tensiune etc. O creștere în conținutul substanțelor mai sus menționate, peste valorile permise, este de cele mai multe ori o consecință a condițiilor inadecvate de depozitare și utilizare. Și la uleiurile izolatoare din instalațiile de înaltă tensiune, aceasta este, cu atât mai mult, o consecință a îmbătrânirii izolării ulei-hârtie, în care acest proces se accelerează în timp. Procesul de îmbătrânire este acela în care sub efectul conductorilor încălziți, și de asemenea în prezența oțelului feromagnetic de transformator, moleculele polimerizate ale izolației celulozice descompun și oxidează moleculele de ulei. Produsele de îmbătrânire trec de la izolatorul de hârtie în ulei și produc în calitate de catalizator un nivel înalt de oxidare, până când apar acizi. Prin aceasta, uleiul degradat acționează asupra celulozei izolatorului și accelerează procesul de îmbătrânire. Simultan, prezența umidității în uleiurile izolatoare reduce substanțial constanta lor dielectrică, care este cea mai importantă caracteristică a uleiurilor utilizate în instalațiile de înaltă tensiune.

Instalațiile cu filtre și camere de vid pentru degazarea și deshidratarea uleiului sunt cunoscute în practica inginerească. Echipamentul centrifugal cu camere pentru degazare și deshidratare este, de asemenea, cunoscut.

Un dezavantaj al instalațiilor cunoscute, menționate mai sus, cu filtre și cu camere de vid, constă în faptul că atunci când gazele dizolvate și apa sunt eliberate în vid înaintat, din ulei, fracțiile de petrol ușor volatile sunt, de asemenea, eliberate, ceea ce impietează asupra calității uleiului prelucrat. în plus, complexitatea echipamentului și a procesului de utilizare a lui ar trebui considerată, de asemenea, ca un dezavantaj.

Relativa complexitate a echipamentului și consumul semnificativ mai ridicat de adsorbanți, în special, în timpul prelucrării uleiurilor puternic degradate de la transformatoarele vechi, trebuie considerat ca un dezavantaj al echipamentului centrifugal cu camere pentru degazare și deshidratare cu adsorbanți. O problemă separată este aici modalitatea de eliminare a adsorbanților contaminați după utilizarea lor, deoarece ei devin materiale reziduale cu proprietăți cancerigene.

Un procedeu de filtrare a uleiurilor minerale și o instalație pentru realizarea acestui procedeu sunt cunoscute și descrise în brevetul iugoslav nr. 26744. Filtrarea și deshidratarea unui amestec de uleiuri în această instalație cunoscută sunt realizate, folosind filtre care conțin un strat de clorură de sodiu și având o grosime de aproximativ 100 mm. Emulsia care este prelucrată trece printr-o sită N3 la o presiune pozitivă de aproximativ 29,4 kPa (3000 mm coloană de apă) și la un debit liniar de 5 x 10'² m/s. Emulsia ce trece prin barierele capilare intră în contact cu stratul de filtrare. Ca o consecință a acestui fapt, faza dispersată își pierde energia cinetică, și concentrația ei într-o anumită secțiune transversală a stratului de filtrare crește. Deoarece o dată cu aceasta are loc, de asemenea, și deshidratarea particulelor dispersate, ele pot fi îndepărtate, datorită precipitării sub forma unui reziduu.

Printre dezavantajele acestei soluții cunoscute, se numără slaba eficiență a purificării uleiurilor care sunt prelucrate. Ea nu asigură gradul cerut de filtrare, de degazare, de deshidratare și de îndepărtare a produselor de îmbătrânire din uleiurile de izolare, în timpul unui singur ciclu de trecere a uleiului prin componenta de filtrare.

RO 118698 Β1

Un procedeu de filtrare și un filtru care are un schimbător de ioni, pentru realizarea procedeului de filtrare, sunt, de asemenea, cunoscute și descrise în brevetul iugoslav nr. 29045. în acest brevet, se prevede posibilitatea regenerării filtrului fără deplasarea și îndepărtarea componentei (materialului) active. Pentru aceasta, un sac elastic de tipul țoalelor de fierărie, care se umflă în timpul regenerării filtrului și presează asupra suprafeței compo- 55 nentei active când lichidul este trecut prin filtrul de regenerare, este poziționat deasupra unui strat de material filtrant activ dispus deasupra unei site corespunzătoare. Acest lichid curge în direcție opusă, fără să schimbe structura componentei active, care este eliberată din particulele reținute în timpul filtrării.

Dezavantajele menționate mai sus, din care rezultă, în general, o eficiență insufi- 60 cientă a purificării uleiurilor prelucrate și a regenerării componentei active, când ea este saturată, sunt, de asemenea, caracteristice pentru această soluție cunoscută.

Invenția înlătură dezavantajele menționate, prin aceea că, în conformitate cu procedeul propus spre brevetare, pentru filtrarea, degazarea, deshidratarea și îndepărtarea produselor de îmbătrânire și anume a tuturor moleculelor polare din uleiurile minerale sau ames- 65 tecurile de uleiuri minerale, care se bazează pe adsorbție, trecerea uleiului sau a amestecului de uleiuri care urmează să fie prelucrate printr-un rezervor cu componentă absorbantă activă, uleiul sau amestecul de uleiuri este trecut prin cel puțin un filtru mecanic pentru a reține particulele care depășesc mărimea predeterminată, urmând deshidratarea și degazarea uleiului sau amestecului de uleiuri filtrate, folosindu-se drept componentă activă 70 adsorbantă aluminosilicați obținuți prin sinteză, care au o structură cristalină cu molecule polare de Na, Ca, sau K, și îndepărtarea produselor de îmbătrânirem în care este utilizat trioxidul de aluminium având o valoare medie a porilor determinată prin procentul cristalelor de tip gammam obținute prin încălzirea adsorbantului la o temperatură de peste 600°C (873°K) și suprafața activă formată. 75

Conform cu cele de mai sus, obiectivul invenției constă în înlăturarea dezavantajelor soluțiilor tehnice, cunoscute din stadiul tehnicii în temă, și în crearea unui procedeu care să asigure filtrarea, degazarea, deshidratarea și îndepărtarea produselor de îmbătrânire din uleiurile izolatoare și din alte uleiuri minerale, pentru un singur ciclu de prelucrare, adică pentru o singură trecere a unui amestec de ulei, printr-o componentă activă, și de asemenea să asi- 80 gure posibilitatea regenerării adsorbanților, în timpul procesului de operare al echipamentului, cu simplificarea simultană a construcției și reducerea dimensiunilor și a consumului de energie.

Acest rezultat tehnic este atins, prin aceeea că într-un procedeu de filtrare, degazare, deshidratare și îndepărtare a produselor de îmbătrânire din uleiurile izolatoare și din alte ule- 85 iuri minerale, care se bazează pe trecerea uleiului sau a amestecului de uleiuri, care urmează să fie prelucrate, printr-o componentă activă, conform invenției, uleiul este trecut prin cel puțin un filtru mecanic pentru reținerea particulelor cu dimensiuni care depășesc mărimi predeterminate, apoi uleiul sau amestecul de uleiuri filtrate de către filtrul mecanic sunt trecute prin componenta activă, cel puțin un adsorbant fiind folosit drept componentă activă, 90 uleiul este dirijat prin canale formate într-un rezervor care conține adsorbantul, rezervorul având pereți despărțitori, longitudinali și transversali, în care faze separate ale prelucrării, incluzând degazarea, deshidratarea, îndepărtarea produselor de îmbătrânire, sunt efectuate datorită umplerii unor părți separate ale cavității rezervorului cu adsorbanți care au diferite caracteristici. 95

Este preferabil ca particulele cu o dimensiune mai mare decât 4x10'³ mm să fie reținute în timpul filtrării mecanice. Este, de asemenea, preferabil ca aluminosilicații cu o structură cristalină având molecule polare de Na sau Ca și Si în nodurile rețelei cristaline să fie utilizați ca adsorbanți când sunt realizate fazele de degazare și deshidratare, și ca trioxidul de aluminiu de tip gamma cu o sarcină de suprafață a moleculelor să fie utilizat atunci când 100 este realizată faza de îndepărtare a produselor de îmbătrânire.

RO 118698 Β1

Mai departe, este preferabil ca regenerarea adsorbantului saturat să fie efectuată după saturarea adsorbanților, în cadrul căreia regenerarea adsorbanților saturați folosiți pentru degazare și deshidratare este efectuată prin încălzirea lor la o temperatură de 300°C (573°K) sau acționând asupra lor cu o presiune ridicată de aer care este crescută brusc prin intermediul unui compresor cu aer uscat la o valoare de aproximativ 300 kPa (30600 mm coloană de apă), gazele separate fiind apoi evacuate. Regenerarea adsorbanților saturați, utilizați la îndepărtarea produselor de îmbătrânire este efectuată prin încălzirea în prezența aerului, la o temperatură de 600°C (873° K), asigurând oxidarea moleculelor polare legate, ale produselor de îmbătrânire la molecule de apă și dioxid de carbon.

Acest rezultat este obținut, de asemenea, într-un dispozitiv pentru filtrarea, degazarea, deshidratarea și îndepărtarea produselor de îmbătrânire din uleiuri de izolare și alte uleiuri minerale, cuprinzând un recipient cu o componentă activă, în care, în conformitate cu prezenta invenție, dispozitivul comportă cel puțin un rezervor având cel puțin o apertură de umplere cu o componentă activă și orificii de admisie și evacuare pentru alimentarea și descărcarea uleiului sau a amestecului de uleiuri de prelucrat, filtre mecanice de admisie și evacuare, dispuse în orificiile de admisie și de evacuare menționate mai sus ale rezervorului, conducte de circulație conectate cu orificiile de admisie și de evacuare, menționate mai sus, cel puțin doi pereți despărțitori longitudinali montați în interiorul rezervorului cu componenta activă și formând canale pentru trecerea uleiului sau a amestecului de uleiuri care sunt de prelucrat, în care se utilizează un adsorbant în calitate de componentă activă.

Este recomandabil să se introducă un perete despărțitor, permeabil, transversal, pentru separarea cavității interioare a rezervorului cu componentă activă, în secțiuni separate pentru a fi umplute cu o componentă activă corespunzătoare, în care partea superioară a rezervorului, deasupra peretelui despărțitor transversal, să poată fi umplută cu un adsorbant, pentru realizarea fazei de deshidratare, în timp ce partea inferioară a acestuia, de sub peretele despărțitor transversal, să poată fi umplută cu un adsorbant pentru efectuarea fazei de degazare, în care se pot executa deschideri în peretele despărțitor transversal de-a lungul periferiei acestuia.

Este preferabil ca filtrele mecanice de admisie și evacuare să fie făcute din bronz sinterizat asigurând reținerea particulelor care au o dimensiune mai mare decât 4 x 10'³ mm.

Este recomandabil să se utilizeze un aparat de măsură a saturației adsorbantului și un manometru, care sunt montate în aperturile pentru umplerea rezervorului cu adsorbant.

Este, de asemenea, preferabil ca rezervoarele umplute cu cel puțin un adsorbant pentru efectuarea fazelor separate de prelucrare a uleiului sau amestecului de uleiuri să fie conectate succesiv prin conducte astfel, încât orificiul de admisie al primului rezervor să fie conectat la o pompă de alimentare, în timp ce orificiul de evacuare al ultimului rezervor să fie conectat la un rezervor al utilizatorului, care conține uleiul sau amestecul de uleiuri care sunt prelucrate.

în plus, este preferabil ca rezervoarele umplute cu cel puțin un adsorbant pentru realizarea fazelor separate de prelucrare a uleiului sau amestecului de uleiuri, să fie conectate în paralel, prin conducte astfel încât orificiile de admisie ale rezervoarelor să fie conectate printr-un prim colector la o pompă de alimentare, în timp ce orificiile lor de evacuare să fie conectate printr-un al doilea colector la rezervorul utilizatorului care conține ulei sau amestec de uleiuri care sunt prelucrate.

Este, de asemenea, preferabil ca adsorbantul să fie realizat sub formă de granule, având un diametru de la 0,5 la 2,0 mm. Este preferabil ca aluminosilicații având o structură cristalină cu molecule de Na sau Ca și Si, în nodurile rețelei cristaline, să fie selectați ca material al adsorbantului, pentru efectuarea fazelor de degazare și deshidratare, în timp ce

RO 118698 Β1 oxizii de aluminiu, de preferință, trioxidul de aluminiu de tip gamma, având un diametru 150 mediu al porilor mai mare decât 9 x 1(7® mm și o suprafață efectivă nu mai mică decât

150 m²/cm³, să fie selectați ca material al adsorbantului pentru fixarea(legarea) produselor de îmbătrânire sau a moleculelor polare.

Invenția este explicată, mai jos, printr-un exemplu de realizare, ilustrat prin fig. 1 ...10 care reprezintă: 155

-fig.1, vedere schematică, a dispozitivului conform invenției;

- fig.2, vedere schematică, a unei instalații pentru prelucrarea uleiurilor conform invenției și utilizând dispozitivul conform fig.1;

- fig.3, vedere schematică a unui fragment al construcției dispozitivului conform fig.1;

- fig.4, vedere schematică a dispoztivelor conform fig.1 conectate succesiv într-o 160 instalație pentru prelucrarea uleiurilor conform invenției;

- fig.5, vedere schematică a unei conectări în paralel a dispozitivului conform fig.1 într-o instalație pentru prelucrarea uleiurilor conform invenției;

- fig.6, ilustrare a procedeului pentru regenerarea adsorbantului pentru degazare;

- fig .7, ilustrare a procedeului pentru regenerarea adsorbantului pentru deshidratare; 165

- fig.8, 9 și 10, vederi schematice ale diverselor cazuri de utilizare a dispozitivului conform invenției.

După cum este prezentat în fig. 1,2 și 3, un dispozitiv 1 pentru filtrarea, degazarea, deshidratarea și îndepărtarea produselor de îmbătrânire din uleiurile de izolare și alte uleiuri minerale, cuprinde cel puțin un rezervor 2, de exemplu, de formă cilindrică, în care sunt dis- 170 puși cel puțin doi pereți despărțitori cilindrici 3, 4, și care este umplut cu un adsorbant 5 și fixat sigur în rezervorul 2 prin intermediul unor elemente de fixare 6. Pereții despărțitori 3, 4 formează canale pentru trecerea uleiului sau a amestecului de uleiuri de prelucrat în direcția săgeților arătate în fig.1 și fig.3. Rezervorul 2 este prevăzut cu orificii de admisie și de evacuare 7, respectiv 8, în care sunt instalate filtre mecanice 9 și 10 dintr-un aliaj metalic, 175 de exemplu, din bronz sinterizat caracterizat printr-o anumită porozitate. Un aparat electric de acționare 12, conectat la o pompă de alimentare 13, este montat pe o platformă 11 de la baza dispozitivului 1. Un echipament electric 14 pentru protecția și pornirea aparatului electric de acționare 12 este, de asemenea, amplasat pe platforma 11.

Conducte de circulație, reprezentate convențional prin linii 15 cu direcțiile de depla- 180 sare a uleiului indicate prin săgeți, interconectează părți separate ale dispozitivului 1 și, de asemenea, conectează unul cu altul dispozitive 1 separate din compunerea instalațiilor pentru prelucrarea uleiurilor și cu un rezervor 16 al utilizatorului umplut cu ulei care este prelucrat (vezi fig.4, 5).

După cum se arată în fig.2, dispozitivul 1 poate cuprinde două rezervoare 2, interco- 185 nectate prin conducta de circulație 15 și, de asemenea, conectate la o pompă 13 montată într-o conductă 15 conectată la orificiul de admisie 7 al unuia dintre rezervoarele 2, al cărui orificiu de evacuare 8 este conectat la orificiul de admisie 7 al celuilalt rezervor 2. Orificiul de evacuare 8 al celui din urmă rezervor poate fi conectat prin intermediul unei conducte 15 printr-un filtru mecanic corespunzător 10, de exemplu, unui rezervor cu ulei corespunzător 190 pentru utilizator.

După cum se arată în fig.3, pereții despărțitori cilindrici 3, 4 formează canale relativ apropiate în interiorul rezervorului 2 pentru trecerea uleiului care este supus adsorbției la trecerea prin adsorbantul 5. Un perete despărțitor orizontal 17, permeabil pentru ulei, poate fi montat între partea superioară a rezervorului 2 având pereții despărțitori cilindrici 3, 4 și par- 195 tea inferioară. Aperturile 18 pentru trecerea uleiului (vezi fig.1) sunt realizate de-a lungul periferiei peretelui despărțitor orizontal 17 și poziționate opus față de aperturile 19 la baza peretelui despărțitor cilindric 4.

RO 118698 Β1

Atunci când peretele despărțitor orizontal 17 este aranjat în rezervorul 2, părțile separate ale rezervorului, formate astfel, pot fi umplute cu un adsorbant corespunzător 5 pentru realizarea fazelor separate de prelucrare a uleiului. De exemplu, partea superioară a rezervorului 2 poate fi umplută cu un adsorbant servind la îndepărtarea umidității din ulei, în timp ce partea inferioară este umplută cu un adsorbant care asigură îndepărtarea gazelor din același lichid care este prelucrat.

Astfel, diferiți adsorbanți 5 pot fi dispuși în rezervorul 2 al dispozitivului 1, care într-o singură trecere a uleiului asigură realizarea diferitelor faze ale procesului de deshidratare, degazare și separare a moleculelor polare ca produse de oxidare sau de îmbătrânire simultan cu filtrarea în filtrele mecanice 9,10.

Un aparat de măsură 20 al saturației adsorbanților și un manometru 21 pentru monitorizarea presiunii sunt folosite pentru a monitoriza procesul de filtrare, degazare, deshidratare și îndepărtare a produselor de îmbătrânire. Aceste instrumente sunt montate în deschiderile 22 pentru umplerea rezervorului 2 cu adsorbantul 5.

O instalație cu mai multe rezervoare 2, care pot fi interconectate prin conducte 16 fie succesiv (fig.4) fie în paralel (fig.5), poate fi creată pentru a realiza procesul complet de filtrare, degazare, deshidratare și îndepărtare a produselor de îmbătrânire din uleiurile de izolare și din alte uleiuri minerale sau amestecuri de uleiuri într-un singur ciclu de prelucrare a uleiului. Conectarea rezervorului 2 mai sus menționat la pompa 13 și la rezervorul utilizatorului 16 este realizată prin colectoare corespunzătoare 23.

Rezervoare separate 2 pot fi umplute cu adsorbanți 5 diferiți pentru realizarea fazelor separate de prelucrare a uleiului. Conectarea succesivă sau în parale,I mai sus menționată, a rezervoarelor, 2 face posibilă realizarea înlocuirii rezervoarelor individuale, în care adsorbanții au atins starea de saturație, prin îndepărtarea și apoi conectarea, din nou, a conductelor flexibile 15 fără pătrunderea aerului în sistemul de adsorbție.

Procedeul de filtrare, degazare, deshidratare și îndepărtare a produselor de îmbătrânire, din uleiuri izolatoare și alte uleiuri minerale, în dispozitivul utilizat conform invenției este realizat în următorul mod. Prin intermediul pompei 13, acționată de către dispozitivul de acționare electrică 12, uleiul sau amestecul de uleiuri sunt dirijate de-a lungul conductelor 15 și intră în rezervorul 2, prin filtrul mecanic corespunzător 9, reținând particulele care au o dimensiune mai mare decât o mărime predeterminată, de exemplu 4 x 10'³ mm, și apoi trec de-a lungul canalelor formate în cavitatea rezervorului 2 prin pereții despărțitori longitudinali 3, 4 și dacă este necesar, prin peretele despărțitor orizontal 17 cu orificiile 18. în funcție de caracteristicile specifice ale adsorbantului 5 utilizat, degazarea, deshidratarea și îndepărtarea produselor de îmbătrânire sunt efectuate după cum este descris mai jos.

Atunci când se realizează faza de degazare și deshidratare, sunt utilizați aluminosilicați cu structura cristalină având molecule de Na sau Ca și Si în nodurile rețelei cristaline, în calitate de adsorbanți 5 umplând porțiunile rezervorului 2 formate de pereții despărțitori 3 și 4 sau umplând întregul rezervor 2. Aceste molecule produc un câmp electric puternic, ca rezultat al căruia moleculele subproduselor, care au o dimensiune mult mai mică decât dimensiunea moleculelor produselor petroliere care rămân în stare liberă în compoziția uleiului, sunt atrase în rețeaua cristalină a aluminosilicatului.

Atunci când se efectuează faza de îndepărtare a produselor de îmbătrânire sau descompunere, sunt utilizați în calitate de adsorbant 5 oxizii de aluminiu, în special, trioxid de aluminiu de tip gamma, având dimensiunea medie a porilor de aproximativ 9 x 10⁶ mm, în timp ce suprafața activă nu este mai mică decât 150 m²/cm³. Acțiunea acestui adsorbant este bazată pe faptul că suprafața porilor lui are o sarcină superficială, datorită căreia are loc legarea produselor de descompunere ale uleiului sau ale moleculelor polare. Toți adsorbanții 5 utilizați au forma granulară cu un diametru în intervalul de la 0,5 la 2,0 mm.

RO 118698 Β1 în instalațiile arătate schematic, în fig.4 și 5, diferite faze ale procedeului descris pentru prelucrarea uleiului sau a unui amestec de uleiuri pot avea loc în rezervoare 2 separate conectate succesiv sau în paralel prin conducte 15. în acest caz porțiuni separate ale rezervorului 2 prin pereți despărțitori 3, 4, pot fi umplute cu adsorbanți 5 corespunzători identici sau diferiți.

După ce adsorbanții au devenit saturați, fapt care se verifică în timpul prelucrării uleiului, prin intermediul aparatului de măsură 20 a saturației adsorbanților, este efectuată regenerarea adsorbanților. Procedeul de regenerare a adsorbanților, utilizat pentru degazare este reprezentat în fig.6. în acest caz, rezervorul 2 conținând adsorbantul 5, din care s-a turnat restul de ulei, este plasat în camera 24 și este încălzit la o temperatură de aproximativ 300°C(573°K). Această încălzire creează condiții pentru eliberarea moleculelor captate în câmpul electric al structurii cristaline a adsorbantului.

în timpul procesului de regenerare a adsorbantului 5 utilizat în faza de deshidratare, după cum este arătat în fig.7, rezervorul 2 conținând adsorbantul 5 este purjat prin intermediul compresorului 25 conectat la conducta 26. Supapele 27 cu filtre ecran sunt montate în orificiile 22 ale rezervorului 2, prin intermediul cărora apare o schimbare rapidă a presiunii aerului, datorită efectului căreia moleculele de apă sau aer adsorbite de adsorbant părăsesc câmpul structurii cristaline a adsorbantului.

Regenerarea adsorbanților utilizați în faza de separare a produselor de îmbătrânire, așa cum s-a indicat mai sus, este efectuată prin încălzirea lor în rezervorul 2 în prezența aerului la o temperatură de aproximativ 600°C(873°K), care conduce la oxidarea moleculelor polare legate la molecule de apă și dioxid de carbon gazos.

Monitorizarea presiunii uleiului sau a amestecului de uleiuri în rezervorul 2 este de asemenea realizată în timpul procesului de funcționare a dispozitivului 1 prin intermediul manometrului 21. Atunci când presiunea măsurată atinge valoarea de aproximativ 100 KPa (10200 mm col.apă), curățarea filtrelor mecanice 9,10 din bronz sinterizat este realizată prin spălarea lor în solvenți și suflarea cu aer sub presiune. Atunci când adsorbantul 5 este saturat cu apă, procesul descris de regenerare conform fig.7 este realizat prin creșterea presiunii în rezervorul 2 la aproximativ 300 KPa (30600 mm col.apă) prin intermediul compresorului 25, folosind aer purificat în prealabil. Procesul este repetat până când adsorbantul 5 atinge umiditatea cerută. Atunci când adsorbantul este saturat cu gaze, procedeul de regenerare conform fig.6 este efectuat cu rezervorul 2 conectat în faza finală la o pompă de vid 28 până când este atins nivelul cerut de degazare. Posibilitatea de utilizare a procedeului și a instalației conform invenției pentru filtrare, degazare, deshidratare și îndepărtare a produselor de îmbătrânire din uleiuri de izolare și din alte uleiuri minerale este ilustrată prin exemple de purificare a uleiurilor noi și amestecate (fig.8 și 9) și pentru instalații de înaltă tensiune (fig. 10). După cum se arată în fig.8,9,10, dispozitivul 1 este conectat prin conducte flexibile 15 la rezervorul utilizatorului 16 sub forma unui butoi, vas, transformator, etc., de la care pompa 13 absoarbe uleiul nepurificat care după trecerea prin dispozitivul 1 este adus înapoi sub forma uleiului purificat, deshidratat și eliberat de gaze.

în cazul când dispozitivul 1 este utilizat în transformatoare 29 (fig. 10), mai multe rezervoare 2 conținând un adsorbant, care sunt legate la transformatorul 29 conform fig.4 sau fig.5, pot fi utilizate pentru realizarea îndepărtării produselor de îmbătrânire din amestecul de ulei în plus față de filtrare, degazare și deshidratare. O astfel de configurație este eficace în special când dispozitivul 1 este conectat la transformatoare de înaltă putere, de exemplu depășind 1000 KVA, ca rezultat obținându-se protecția amestecului de ulei izolator împotriva pătrunderii în interior a umezelii, aerului și particulelor încărcate polar datorită îmbătrânirii izolației. Dacă dispozitivul 1 este conectat într-o astfel de configurație la un

250

255

260

265

270

275

280

285

290

295

RO 118698 Β1 transformator sub tensiune 29, atunci înlocuirea rezervoarelor individuale 2 conținând adsorbantul 5 este realizată fără oprirea funcționării lor. în acest caz, un releu Buchholtz trebuie să fie prevăzut la punctul de intrare al uleiului purificat, și dacă apare gaz care trece prin valva electromagnetică, releul va deconecta transformatorul 29 și va întrerupe alimentarea cu energie a dispozitivului electric de acționare a pompei.

Dispozitivul 1 pentru transformatoare mici 29 poate fi utilizat pentru regenerarea, deshidratarea, degazarea și filtrarea întregului sistem de izolare.

Posibilitățile pentru utilizarea procedeului și a dispozitivului conform invenției sunt destul de variate. Astfel, ele pot fi utilizate pentru filtrare, degazare și deshidratare și pentru îndepărtarea produselor de oxidare din uleiurile minerale, care sunt dispuse în vase cu un uscător al aerului. Când dispozitivul pentru realizarea procedeului conform invenției este montat, pe transformatoare noi sau pe transformatoare care sunt în faza inițială de îmbătrânire, se asigură o creștere substanțială a duratei lor de funcționare. în același timp, trebuie observat că în cazul transformatoarelor de mare putere care sunt în funcționare, procedeul și dispozitivul conform invenției întârzie îmbătrânirea lor.

Procedeul conform invenției și dispozitivul utilizat conform invenției pot fi aplicate cu un grad înalt de eficiență pentru deshidratarea transformatoarelor, asigurând eliminarea umezelii din izolația de celuloză și, de asemenea, pentru deshidratarea altor uleiuri și amestecuri de produse petroliere.

Dispozitivul pentru realizarea invenției, având aceeași productivitate, are dimensiuni și greutate mult mai mici comparativ cu dispozitivele cunoscute, servind aceluiași scop. Dispozitivul aplicat este caracterizat printr-un consum minim de energie, aceasta fiind rezultatul eliminării etapelor de încălzire și tratament sub vid a uleiurilor prelucrate sau amestecului lor.

Claims

Revendicări

1. Procedeu pentru filtrarea, degazarea, deshidratarea și îndepărtarea produselor de îmbătrânire, și anume, a tuturor moleculelor polare din uleiurile minerale sau amestecurile de uleiuri minerale, care se bazează pe adsorbție, trecere a uleiului sau amestecului de uleiuri care urmează să fie prelucrate, printr-un rezervor cu componentă adsorbantă activă, caracterizat prin aceea că uleiul sau amestecul de uleiuri este trecut prin cel puțin un filtru mecanic, pentru a reține particulele care depășesc mărimea predeterminată, urmând deshidratarea și degazarea uleiului sau amestecului de uleiuri filtrate, folosindu-se, drept componentă adsorbantă activă, aluminosilicați obținuți prin sinteză, care au o structură cristalină cu molecule polare de Na, Ca, sau K, și îndepărtarea produselor de îmbătrânire în care este utilizat trioxidul de aluminiu, având o valoare medie a porilor determinată prin procentul cristalelor de tip gamma, obținute prin încălzirea adsorbantului la o temperatură de peste 600°C și suprafața activă formată.
2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, la prelucrarea uleiului sau a amestecului de uleiuri, fazele separate care includ degazarea, deshidratarea și îndepărtarea produselor de îmbătrânire se realizează, prin trecerea uleiului sau a amestecului de uleiuri printr-un rezervor ce poate avea diferite compartimente umplute cu unul sau mai mulți adsorbanți.
3. Procedeu conform revendicărilor 1 și 2, caracterizat prin aceea că, în timpul fazei de degazare și deshidratare, sunt utilizați drept componentă activă adsorbantă, aluminosilicați de tip zeoliți, care asigură legarea moleculelor polare mai mici de 4 x 10’¹° m din uleiul sau amestecul de uleiuri care sunt prelucrate, colectându-le în nodurile rețelei cristaline ale adsorbantului.

RO 118698 Β1
4. Procedeu conform revendicărilor 1-3, caracterizat prin aceea că, la realizarea fazei de îndepărtare a produselor de îmbătrânire din ulei sau amestecul de uleiuri, se utili- 345 zează un adsorbant activat termic, constând din trioxid de aluminiu cu cristale gamma, care au un diametru mediu al porilor de peste 5 x 10'⁹ m, moleculele lor formând o suprafață activă în interiorul porilor care leagă molecule polare, ale produselor de îmbătrânire în acești pori, suprafața activă a acestei pulberi dispersate fiind de peste 150 m²/cm³.
5. Procedeu conform revendicărilor 1 - 4, caracterizat prin aceea că, după satura- 350 rea adsorbanților cu molecule polare, se realizează reactivarea lor printr-un proces de regenerare care face posibilă reutilizarea acelorași adsorbanți.
6. Procedeu conform revendicărilor 1,2 și 5, caracterizat prin aceea că reactivarea adsorbantului saturat, utilizat pentru realizarea etapei de deshidratare și degazare se realizează prin încălzirea acestuia la o temperatură de peste 300°C sau prin exercitarea asupra 355 sa a unei presiuni a aerului, ridicată cu o valoare de 7 bari, și apoi prin scăderea bruscă a presiunii aerului la valoarea de 1 bar, realizând prin aceasta expulzarea moleculelor polare din nodurile de cristal ale adsorbantului.
7. Procedeu conform revendicărilor 1,2, 4 și 5, caracterizat prin aceea că reactivarea adsorbantului saturat, utilizat pentru realizarea etapei de îndepărtare a produselor de 360 îmbătrânire, se realizează prin încălzirea sa în prezența aerului la o temperatură de 600°C, în timpul căreia toate produsele de îmbătrânire legate sunt supuse oxidării totale, până la eliberarea de apă și dioxid de carbon, rezultate la finalul combustiei moleculelor adsorbite, și anume, până la reactivarea adsorbantului.
8. Procedeu conform revendicărilor 1 - 7, caracterizat prin aceea că adsorbanții 365 sunt, de preferință, sub formă de granule cu un diametru cuprins în intervalul 0,5...2,0 mm.