RU2547750C1 - Method of technical oil purification - Google Patents
Method of technical oil purification Download PDFInfo
- Publication number
- RU2547750C1 RU2547750C1 RU2014103171/05A RU2014103171A RU2547750C1 RU 2547750 C1 RU2547750 C1 RU 2547750C1 RU 2014103171/05 A RU2014103171/05 A RU 2014103171/05A RU 2014103171 A RU2014103171 A RU 2014103171A RU 2547750 C1 RU2547750 C1 RU 2547750C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- prefilter
- purification
- flow
- water
- Prior art date
Links
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к комбинации способов разделения и очистки жидких углеводородных сред, в частности технических масел и гидравлических жидкостей от механических частиц и эмульгированной и растворенной воды, и может быть использовано в энергетике, машино- и авиастроении, пищевой, нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности.The invention relates to a combination of methods for the separation and purification of liquid hydrocarbon media, in particular technical oils and hydraulic fluids from mechanical particles and emulsified and dissolved water, and can be used in energy, machine and aircraft building, food, oil and oil refining industries.
Необходимость совершенствования способов очистки масел обусловливается повышением требований к их чистоте вследствие повышения динамических и статических нагрузок на детали и узлы машин и механизмов при модернизации, а также для увеличения срока службы и ресурса. Особенно это актуально для стационарных энергетических объектов, где большие объемы слитого при регламентных работах трансформаторного или кабельного масла (при высокой его стоимости и больших трудозатратах при ремонте) обусловливают необходимость их регенерации на местах и доведения до требуемых норм содержания механических примесей (9 кл. чистоты) и воды менее 10 млг/л с последующим «разбавлением» чистым (не использованным) маслом.The need to improve methods for cleaning oils is due to increased requirements for their purity due to increased dynamic and static loads on parts and components of machines and mechanisms during modernization, as well as to increase the service life and resource. This is especially true for stationary energy facilities, where large volumes of transformer or cable oil drained during routine maintenance (at a high cost and high labor costs during repair) necessitate their regeneration on the ground and bringing the content of mechanical impurities to the required standards (9 grade purity) and water less than 10 mlg / l, followed by "dilution" with clean (unused) oil.
Перед авторами стояла задача: разработать способ разделения и очистки масел от механических частиц, эмульгированной и растворенной воды с доведением до нормативных требований, установленных для восстановленных жидких сред.The authors were faced with the task: to develop a method for the separation and purification of oils from mechanical particles, emulsified and dissolved water, bringing them to the regulatory requirements established for reconstituted liquid media.
Известен способ очистки масел, заключающийся в отделении механических примесей на фильтрующей перегородке, укрупнении микрокапель при прохождении среды через коагулирующую перегородку с последующим их отрывом от ее поверхности под действием сил тяжести, отделении нескоагулировавшихся микрокапель воды на поверхности водоотталкивающей перегородки, последующем осаждении скоагулировавшихся капель в отстойнике. При этом используется только кинетическая энергия потока очищаемой среды и отсутствует необходимость в использовании какой-либо механической или электрической энергии. (К.В. Рыбаков, Е.Н. Жулдыбин, В.П. Коваленко. Обезвоживание авиационных горюче-смазочных материалов. - М.: «Транспорт», 1979 г., с.149-151).A known method of cleaning oils, which consists in separating mechanical impurities on the filtering partition, enlarging the microdroplets when the medium passes through the coagulating partition, with their subsequent separation from its surface under the action of gravity, separating uncoagulated microdrops of water on the surface of the water-repellent partition, followed by sedimentation of droplets in the coagulum. In this case, only the kinetic energy of the flow of the cleaned medium is used and there is no need to use any mechanical or electrical energy. (K.V. Rybakov, E.N. Zhuldybin, V.P. Kovalenko. Dehydration of aviation fuels and lubricants. - M.: "Transport", 1979, p.149-151).
Однако при осуществлении способа возможен проскок капельной влаги при изменении статических и гидродинамических характеристик среды (например, при гидродинамических ударах), нет возможности для отделения растворенной воды, недостаточна «тонкость» фильтрации.However, when implementing the method, drip moisture can slip through when the static and hydrodynamic characteristics of the medium change (for example, during hydrodynamic shocks), there is no way to separate dissolved water, and the “fineness” of filtration is insufficient.
Известен способ очистки масел, заключающийся в том, что отделение и коагуляцию осуществляют в тангенциальном режиме на сепарирующих и коагулирующих пористых перегородках, выполненных в виде сэндвича из высокопористых ячеистых материалов (ВПЯМ), при этом турбулентным потоком основная часть механических примесей и воды по наружной образующей перегородок постоянно выносится в разделитель, связанный с линией подачи исходного продукта, собранный в виде двух сообщающихся коаксиальных обечаек, производят коагуляцию микрокапель на наборе пористых перегородок в стакане разделителя, концентрируют и сгущают загрязнения при седиментации в объеме внутренней обечайки, осуществляют разделение на гидрофобной сетке, установленной в зазоре нижней части обечаек, подают отстой на вход насоса, а очистку тангенциального потока жидкой среды осуществляют при коагуляции микрокапель воды на последующих цилиндрических перегородках фильтра, отделяют прошедшие микрокапли воды на гидрофобной внутренней поверхности последней перегородки со сбором и осаждением их в коллекторе, выводят с фильтра очищенные углеводороды, осуществляют регенерацию фильтра обратным потоком очищенной среды (РФ, патент №2368643, В01D 17/00, 2007 г.).There is a method of oil purification, which consists in the fact that separation and coagulation is carried out in a tangential manner on separating and coagulating porous partitions made in the form of a sandwich of highly porous cellular materials (HPMN), while the main part of mechanical impurities and water along the outer forming partitions is turbulent constantly placed in the separator associated with the feed line of the original product, assembled in the form of two communicating coaxial shells, microdroplets are coagulated on a set of porous septa in the separator bowl, concentrate and thicken the contaminants during sedimentation in the volume of the inner shell, separate them on a hydrophobic mesh installed in the gap of the lower part of the shells, sediment the pump inlet, and the tangential flow of the liquid medium is cleaned by coagulation of water droplets on subsequent cylindrical filter partitions, the last microdroplets of water are separated on the hydrophobic inner surface of the last partition with the collection and deposition of them in the collector, output from fi liters of purified hydrocarbons, the filter is regenerated by the reverse flow of the purified medium (RF Patent No. 2368643, B01D 17/00, 2007).
Однако значительные гидравлические сопротивления по тракту очистки, особенно при обработке технических масел, резко снижают производительность фильтрации и количество отделенной растворенной воды.However, significant hydraulic resistance along the cleaning path, especially when processing technical oils, dramatically reduces the filtration performance and the amount of separated dissolved water.
Наиболее близким по технической сущности и взятым за прототип является способ очистки масел, заключающийся в том, что осуществляют предварительное отделение и коагуляцию на металлической пористой перегородке предфильтра при подкрутке потока сплошной среды по спиральным направляющим, выполненным из диэлектрика и установленным в зазоре между его пластмассовым корпусом и перегородкой, и действии электрического поля при наведении статического заряда на внутренней поверхности корпуса с индуцированном заряда противоположного знака на наружной поверхности перегородки, тангенциальной подаче потока с основной массой механических примесей и воды размером больше номинального размера пор предфильтра в стакан разделителя, с закруткой потока между его внутренней стенкой, армированной пенометаллом с коагулирующими свойствами, и профилированной направляющей из пластмассы, закрепленной на пилонах из диэлектрика в верхней части стакана с наведением электрического поля в зазоре между последними. Транспортируют отстой обратно на вход насоса, а фильтрат дополнительным насосом подают для разделения на пористой перегородке фильтра с коалесцирующими свойствами из полимера пространственно-глобулярной структуры (ПГС-полимера), при этом оставшаяся часть механических примесей размером больше номинального размера пор фильтра постоянно выносится турбулентным потоком в разделитель, подохлаждают очищенный фильтрат в теплообменнике с последующим удалением водяного тумана на фильтре тонкой очистки из ПГС-полимера (РФ, патент №2443753, C10G 31/09, 2010 г. - прототип).The closest in technical essence and taken as a prototype is the method of oil purification, which consists in the fact that they carry out preliminary separation and coagulation on the porous metal partition of the prefilter when twisting the continuous medium flow along spiral guides made of a dielectric and installed in the gap between its plastic body and the partition, and the action of an electric field when a static charge is induced on the inner surface of the housing with an induced charge of the opposite sign on n the outer surface of the septum, the tangential flow with the bulk of mechanical impurities and water larger than the nominal pore size of the prefilter in the glass of the separator, with a swirl of the flow between its inner wall, reinforced with foam metal with coagulating properties, and a profiled plastic guide fixed to dielectric pylons in the upper part of the glass with the induction of an electric field in the gap between the latter. The sludge is transported back to the pump inlet, and the filtrate is fed by an additional pump for separation on the porous partition of the filter with coalescing properties from a polymer of a spatially globular structure (ASG-polymer), while the remaining part of the mechanical impurities larger than the nominal filter pore size is constantly carried out by a turbulent flow into separator, cool the purified filtrate in a heat exchanger, followed by removal of water mist on a fine filter from an ASG polymer (RF Patent No. 2443753, C10G 31/0 9, 2010 - prototype).
Однако указанный способ обладает низким качеством очистки масел со значительными объемами растворенной и эмульгироанной воды, являющимися одними из факторов окислительных процессов старения масла, что снижает его эксплуатационные показатели.However, this method has a low quality of cleaning oils with significant volumes of dissolved and emulsified water, which are one of the factors of the oxidative processes of oil aging, which reduces its performance.
Технический результат изобретения - повышение качества очистки технических масел.The technical result of the invention is improving the quality of cleaning of industrial oils.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе очистки технических масел от мехпримесей и воды, включающем принудительную тангенциальную подачу исходного масла в предфильтр, в котором под воздействием электростатических зарядов и закрутки потока происходит отделение мехпримесей и коагуляция воды, после чего частично очищенное масло в предфильтре разделяют на два потока, один из которых в контуре циркуляции подвергают дополнительной очистке, технологический процесс которой идентичен процессу очистки в предфильтре, и смешивают с потоком исходного масла, а второй поток из предфильтра подают на фильтр тонкой очистки, на выходе которого осуществляют отбор паров воды, очищенного масла и обводненных мехпримесей, согласно изобретению на поток исходного масла воздействуют магнитным полем напряженностью 0,06 А/м и частотой 0,8 МГц до снижения кинематической вязкости технического масла на 10% от исходного значения и осуществляют ударно-волновую подачу масла с частотой 0,33 Гц и скоростью 2,4 м/с в предфильтр, а второй поток из предфильтра перед подачей на фильтр тонкой очистки нагревают до 70°С и эжектируют в дополнительный тангенциальный разделитель, из которого под действием разрежения в 75 кПа отбирают паровоздушную смесь, а частично очищенное масло принудительно подают на фильтр тонкой очистки, выполненный из полимера пространственно-глобулярной структуры с размером пор 0,4-0,6 мкм.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of purification of technical oils from solids and water, including forced tangential feed of the original oil into the prefilter, in which under the influence of electrostatic charges and swirling the flow, the solids are separated and water coagulates, after which the partially refined oil in the prefilter divided into two streams, one of which is subjected to additional purification in the circulation circuit, the technological process of which is identical to the purification process in filter, and mixed with the source oil stream, and the second stream from the prefilter is fed to a fine filter, at the outlet of which water vapor, purified oil and flooded mechanical impurities are sampled, according to the invention, the source oil stream is exposed to a magnetic field of 0.06 A / m and a frequency of 0.8 MHz to reduce the kinematic viscosity of the technical oil by 10% from the initial value and carry out a shock-wave oil supply with a frequency of 0.33 Hz and a speed of 2.4 m / s to the prefilter, and the second stream from the prefilter before being fed to f a fine-purification liter is heated to 70 ° C and ejected into an additional tangential separator, from which a vapor-air mixture is removed under the influence of a vacuum of 75 kPa, and partially refined oil is forcibly fed to a fine-filter made of a spatially globular polymer with a pore size of 0, 4-0.6 microns.
На фиг.1 представлена блок-схема установки, реализующей способ очистки технических масел.Figure 1 presents a block diagram of an installation that implements a method of purification of industrial oils.
Установка содержит бак 1 для очищаемого масла, связанный трубопроводом с всасывающим патрубком многоступенчатого центробежного насоса 2, на выходе которого в напорном трубопроводе установлен обратный клапан 3, выход которого подключен к концентратору магнитного поля (КМП) 4, соединенным трубопроводом, на котором установлен электромагнитный клапан 5 (ударно-волновой подачи) с входом предфильтра 6. Один из выходов 6а предфильтра 6 связан трубопроводом через установленный в нем запорный клапан с разделителем 7, выход которого соединен с трубопроводом подачи очищаемого масла в насос 2, образуя контур циркуляции. Второй выход 66 из предфильтра 6 подключен через коллектор к параллельно установленным эжекторам 8, 9, на входе каждого из которых смонтированы регулировочные краны 10 и 11 соответственно. Потоки из эжекторов 8 и 9 поступают тангенциально в вихревые камеры дополнительного разделителя 12. Магистрали подсоса воздуха в эжектор 8 и 9 теплоизолированы, имеют индивидуальные регулировочные краны 13, 14 и связаны с источником воздуха, который предварительно подогревают в нагревателе 15, на входе которого установлен кран 16. Выход 12а дополнительного разделителя 12 трубопроводом связан с входом шестеренчатого насоса 17, на выходе которого установлен кран 18 и который соединен с фильтром 19 тонкой очистки, выход которого связан трубопроводом с краном 20 с баком 21 очищенного масла. Выход 126 дополнительного разделителя 12 трубопроводом с краном 22 сообщается с входом вакуумного насоса 23, на выходе которого имеется запорный кран 24 для эвакуации паров воды и газа из камер дополнительного разделителя 12, образованных рядом горизонтальных перфорированных перегородок.The installation contains a tank 1 for the oil to be cleaned, connected by a pipe to the suction pipe of a multistage centrifugal pump 2, at the outlet of which a check valve 3 is installed in the pressure pipe, the output of which is connected to a magnetic field concentrator (CMP) 4, connected by a pipe on which an electromagnetic valve 5 is installed (shock-wave feed) with the input of the prefilter 6. One of the outputs 6a of the prefilter 6 is connected by a pipe through a shut-off valve installed in it with a separator 7, the output of which is connected to the pipe rovodom supplying cleansed of oil to the pump 2, forming a circulating loop. The second exit 66 from the prefilter 6 is connected through a collector to parallel mounted ejectors 8, 9, at the input of each of which are mounted control valves 10 and 11, respectively. The flows from the ejectors 8 and 9 arrive tangentially in the vortex chambers of the additional separator 12. The air suction lines to the ejector 8 and 9 are thermally insulated, have individual control valves 13, 14 and are connected to an air source that is preheated in the heater 15, at the inlet of which a valve is installed 16. The output 12a of the additional separator 12 is connected by a pipeline to the input of the gear pump 17, at the output of which a crane 18 is installed and which is connected to a fine filter 19, the output of which is connected by a pipe to crane 20 with a tank 21 of purified oil. The output 126 of the additional separator 12 is connected by a pipeline with a valve 22 to the inlet of the vacuum pump 23, the outlet of which has a shut-off valve 24 for evacuating water and gas vapor from the chambers of the additional separator 12 formed by a series of horizontal perforated partitions.
Для регенерации фильтра 19 тонкой очистки имеется компрессор 26, горячий сухой чистый воздух от которого трубопроводом с запорным краном 25 подается в магистраль очищенного масла перед точкой установки запорного крана 20. Воздух, при закрытых кранах 18, 20, 22, 28, пройдя фильтр тонкой очистки 19, через выходной патрубок поступает по трубопроводу через открытый кран 27 на вход вакуумного насоса 23 при открытом кране 24.For regeneration of the fine filter 19, there is a compressor 26, hot dry clean air from which is supplied by a pipeline with a shut-off valve 25 to the refined oil line before the installation point of the shut-off valve 20. Air, with closed taps 18, 20, 22, 28, passing the fine-filter 19, through the outlet pipe enters the pipeline through an open tap 27 to the inlet of the vacuum pump 23 with the tap 24 open.
Предфильтр 6, разделители 7, 12 и фильтр 19 тонкой очистки в нижней своей части имеют патрубки с кранами 28 для удаления обводненных механических примесей.The prefilter 6, the separators 7, 12 and the fine filter 19 in their lower part have nozzles with taps 28 to remove waterlogged mechanical impurities.
Концентратор 4 магнитного поля выполнен согласно (РФ, патент №2154870, 7 H01F 7/02, 2000 г.) преобразует фоновые магнитные поля вихревой природы в направленный энергетический поток, напряженностью 0,06 А/м и частотой 0,8 МГц (указанные значения напряженности магнитного поля и частоты обусловлены конструкцией КМП 4 и не могут варьироваться). Кроме того, змеевиковый трубопровод, проходящий по внутреннему объему обечайки концентратора 4, обеспечивает закрутку потока с заряженными частицами мехпримесей с наведением дополнительного магнитного поля с заряженными частицами мехпримесей обеспечивает наведение дополнительного магнитного поля, результирующая составляющая которых при закрутке возрастает, движение же жидкой среды по винтовой линии способствует увеличению времени нахождения ее в магнитном поле. Так если диаметр внутренней обечайки концентратора 4 составляет 100 мм, а длина ее продольной образующей 250 мм, тогда путь, который проходит элементарный выделенный объем среды составляет (при 7 витках) S=3,14·100·7=2198 мм, а не 250 мм, при этом время экспозиции жидкой среды в магнитном поле увеличивается в 8,8 раза (2198/250=8). Суммарное воздействие магнитных полей приводит к уменьшению вязкости и повышению однородности очищаемого масла.The magnetic field concentrator 4 is made in accordance with (RF Patent No. 2154870, 7 H01F 7/02, 2000) converts background magnetic fields of a vortex nature into a directed energy flux of 0.06 A / m and a frequency of 0.8 MHz (the indicated values magnetic field strength and frequency are due to the design of the ILC 4 and cannot vary). In addition, the coil pipe passing through the inner volume of the shell of the hub 4 provides a swirling flow with charged particles of mechanical impurities with the induction of an additional magnetic field with charged particles of mechanical impurities provides guidance of an additional magnetic field, the resulting component of which increases during swirling, the movement of the liquid medium along the helix contributes to an increase in the time spent in a magnetic field. So if the diameter of the inner shell of the hub 4 is 100 mm, and the length of its longitudinal generatrix is 250 mm, then the path that the elementary allocated volume of the medium passes (at 7 turns) is S = 3.14 · 100 · 7 = 2198 mm, and not 250 mm, while the exposure time of a liquid medium in a magnetic field increases by 8.8 times (2198/250 = 8). The total effect of magnetic fields leads to a decrease in viscosity and an increase in the uniformity of the oil being cleaned.
Ударно-волновая подача осуществляется при срабатывании электромагнитного клапана 5. При этом наблюдается значительное повышение давления в трубопроводе из-за резкого торможения потока масла. Этот процесс является быстротечным и характеризуется чередованием повышений и понижений давления. Известно, что повышение давления рассчитывается по формуле Жуковского:Shock-wave feed is carried out when the solenoid valve 5 is triggered. At the same time, a significant increase in pressure in the pipeline is observed due to sharp braking of the oil flow. This process is fleeting and is characterized by the alternation of increases and decreases in pressure. It is known that the pressure increase is calculated by the Zhukovsky formula:
dP=p·dV·c,dP = p · dV · c,
где dP - скачок давления, Па, р - удельная плотность жидкости, кг/м3, dV - произошедшее изменение скорости (при полной остановке - это скорость потока перед электромагнитным клапаном 5), м/с, с - скорость распространения ударной волны (для воды эта скорость равна 1435 м/с, а для масел 1200-1400 м/с). Катушка электромагнитного клапана 5 выполнена во взрывобезопасном исполнении и запитывается напряжением 24 V. Время срабатывания нормально открытого электромагнитного клапана 5 варьируется от 4 до 30 мс. Число срабатываний задается по таймеру (1 раз в 3 с, то есть 0,33 Гц). Очевидно, что скачок давления dP во многом определяется изменением скорости потока очищаемого масла dV, которая изменяется при включении байпасной магистрали насоса 2.where dP is the pressure jump, Pa, p is the specific gravity of the liquid, kg / m3, dV is the change in speed that occurred (when fully stopped, this is the flow velocity in front of the solenoid valve 5), m / s, s is the velocity of the shock wave (for water this speed is 1435 m / s, and for oils 1200-1400 m / s) . The coil of the solenoid valve 5 is made in explosion-proof design and is powered by a voltage of 24 V. The response time of a normally open solenoid valve 5 varies from 4 to 30 ms. The number of operations is set by the timer (1 time in 3 s, i.e. 0.33 Hz). Obviously, the pressure jump dP is largely determined by the change in the flow rate of the cleaned oil dV, which changes when the bypass line of pump 2 is turned on.
Конструктивно предфильтр 6 и разделитель 7 выполнены как в прототипе. Так корпус предфильтра 6 выполнен из капролона или пропилена. В предфильтре 6 между пластмассовой стенкой корпуса и металлической пористой перегородкой установлены спиральные образующие из диэлектрика. Один из выходов предфильтра 6 связан трубопроводом с клапаном с разделителем 7, который выполнен из двух сообщающихся в нижней части коаксиальных обечаек. В верхней части внутренней обечайки разделителя 7 размещен стакан, внутренняя стенка которого армирована пенометаллом, а на его перфорированном дне установлен набор горизонтальных пористых перегородок из пенометалла медно-никелевого сплава (МН ТУ 1733-011-03847211-97). Размеры пор в этих перегородках увеличиваются по ходу потока. В верхней части стакана на пилонах из диэлектрика закреплена профилированная направляющая из пластмассы. В нижней части коаксиальных обечаек разделителя 7 размещена гидрофобная сетка для отделения нескоагулированных микрокапель воды.Structurally, the prefilter 6 and the separator 7 are made as in the prototype. So the housing of the prefilter 6 is made of caprolon or propylene. In the prefilter 6 between the plastic wall of the housing and the metal porous septum are installed spiral generators of a dielectric. One of the outputs of the prefilter 6 is connected by a pipeline to the valve with a separator 7, which is made of two coaxial shells communicating at the bottom. In the upper part of the inner shell of the separator 7 there is a glass, the inner wall of which is reinforced with foam metal, and on its perforated bottom there is a set of horizontal porous partitions made of foam metal of a copper-nickel alloy (MN TU 1733-011-03847211-97). The pore sizes in these partitions increase along the flow. In the upper part of the glass, profiled plastic guide is fixed on dielectric pylons. In the lower part of the coaxial shells of the separator 7 there is a hydrophobic mesh for separating uncoagulated microdroplets of water.
Вихревые камеры дополнительного разделителя 12 образованы рядом горизонтальных перфорированных перегородок, а их внутренние поверхности армированы пенометаллом.The vortex chambers of the additional separator 12 are formed by a series of horizontal perforated partitions, and their inner surfaces are reinforced with foam metal.
Ударное срабатывание электромагнитного клапана 5 позволяет создать однородную «пульсирующую» среду, что обусловливает более эффективную работу предфильтра 6 и разделителя 7, так как обеспечивается хорошее удаление механических частиц с пористой поверхности предфильтра 6 при тангенциальной подаче, а закрутка потока помимо «разгрузки» пористых перегородок предфильтра 6 и разделителя 7 за счет действия центробежных сил способствует наработке электростатических зарядов и соответственно появлению электрических полей, градиенты которых обуславливают отделение мехпримесей и воды из масла.The shock operation of the electromagnetic valve 5 allows you to create a homogeneous "pulsating" environment, which leads to a more efficient operation of the prefilter 6 and separator 7, as it provides good removal of mechanical particles from the porous surface of the prefilter 6 during tangential feeding, and the flow swirl besides the "unloading" of the porous partitions of the prefilter 6 and the separator 7 due to the action of centrifugal forces contributes to the production of electrostatic charges and, accordingly, the appearance of electric fields, the gradients of which buslavlivayut compartment mechanical impurities and water from the oil.
Регулируемая кранами 10, 11 подача нагретого масла, диспергируемого несколькими параллельно связанными эжекторами 8, 9 позволяет распределить его в отвакуумированном насосом 23 дополнительном разделителе 12 в виде равномерно растекающейся по пористым поверхностям пленки, что создает эффективные условия испарения воды из масла.The supply of heated oil regulated by taps 10, 11 is dispersible by several parallelly connected ejectors 8, 9, which allows it to be distributed in an additional separator 12 in the form of a film uniformly spreading over porous surfaces, evacuated by the pump 23, which creates effective conditions for the evaporation of water from the oil.
Окончательная «осушка» и доочистка масла осуществляется на фильтре 19 тонкой очистки из полимера пространственно-глобулярной структуры, обладающего сорбирующими свойствами. Картриджи пространственно-глобулярной структуры восстанавливают свои функциональные характеристики при регенерации (их эксплуатационные показатели - размер пор 0,4-0,6 мкм, сорбционная емкость единицы объема 0,2-0,3 г/см3 определяются конструктивными параметрами картриджей). Для регенерации подается нагретый сжатый воздух от компрессора 26, а пары воды из объема фильтра эвакуируются с помощью вакуумного насоса 23. Структура пористой перегородки из ПГС-полимера позволяет восстанавливать работоспособность фильтра 19 тонкой очистки при многократной регенерации.The final "drying" and additional treatment of oil is carried out on the filter 19 of fine purification of a polymer of a spatially globular structure with sorbing properties. Cartridges of a spatially globular structure restore their functional characteristics during regeneration (their operational characteristics are pore size 0.4-0.6 μm, the sorption capacity of a unit volume of 0.2-0.3 g / cm 3 is determined by the design parameters of the cartridges). For regeneration, heated compressed air is supplied from the compressor 26, and water vapor from the filter volume is evacuated using a vacuum pump 23. The structure of the porous partition made of ASG-polymer allows to restore the operability of the fine filter 19 during repeated regeneration.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Необходимо очистить трансформаторное масло ТК ОКП ГОСТ 982-85 в объеме 200 л (исходное содержание мехпримесей 5 млг/л - 0,0005% масс. и воды 10 млг/л - 0,001%, вязкость кинематическая при 20°С - 30 мм2/с и при 50°С - 8 мм2/с), в которое внесены загрязнители: кварцевая пыль и вода в объемах соответственно 30 г и 30 мл. Загрязнители с помощью центробежного насоса 2 диспергируются в объеме 200 л. Подготовленное техническое масло (с концентрациями 0,0175% масс. мехпримесей и 0,02% масс. воды) из бака 1 для очищаемого масла центробежным насосом 2 подается во внутренний объем концентратора 4, где структурируется под действием магнитного поля напряженностью 0,06 А/м и частотой 0,8 МГц с увеличением его индукции из-за наличия ферромагнитного слоя из высокопористого ячеистого металла и наведенного магнитного поля при правосторонней закрутке потока среды с заряженными частицами мехпримесей при движении по трубопроводу (закрученному по винтовой линии, количество витков не более 7). Кинематическая вязкость при 20°С уменьшается до 27 мм2/с, то есть на 10% от исходного значения. При срабатывании нормально открытого электромагнитного клапана 5 с частотой 0,33 Гц создаваемая ударная волна достигает входа предфильтра 6. Причем варьирование величины повышения давления dP достигается изменением расхода исходной жидкой среды при байпасировании работы центробежного насоса 2, при этом скорость потока может меняться от 1,2 до 3,6 м/с при диаметре 0,015 м и рассчитывается на основании уравнения неразрывности для потока несжимаемой жидкости:It is necessary to clean the transformer oil TK OKP GOST 982-85 in a volume of 200 l (initial content of mechanical impurities 5 ml / l - 0.0005% wt. And water 10 mlg / l - 0.001%, kinematic viscosity at 20 ° C - 30 mm 2 / s and at 50 ° С - 8 mm 2 / s), in which the pollutants were introduced: quartz dust and water in volumes of 30 g and 30 ml, respectively. Contaminants using a centrifugal pump 2 are dispersed in a volume of 200 liters. Prepared technical oil (with concentrations of 0.0175% by weight of solids and 0.02% by weight of water) from the tank 1 for the oil being cleaned is fed by a centrifugal pump 2 into the internal volume of the concentrator 4, where it is structured under the influence of a magnetic field of 0.06 A / m and a frequency of 0.8 MHz with an increase in its induction due to the presence of a ferromagnetic layer of highly porous cellular metal and induced magnetic field during a right-handed swirl of a medium flow with charged particles of solids during movement through a pipeline (screwed lines, the number of turns is not more than 7). The kinematic viscosity at 20 ° C decreases to 27 mm 2 / s, that is, 10% of the initial value. When a normally open solenoid valve 5 is activated with a frequency of 0.33 Hz, the generated shock wave reaches the input of the prefilter 6. Moreover, the variation in the pressure increase dP is achieved by changing the flow rate of the initial liquid medium bypassing the operation of the centrifugal pump 2, while the flow rate can vary from 1.2 up to 3.6 m / s with a diameter of 0.015 m and is calculated based on the continuity equation for an incompressible fluid flow:
Q=v·F=const, то есть v=Q/F, а F=π·d2/4,Q = v · F = const, i.e. v = Q / F, and F = π · d 2/4,
где Q - расход, м3, v - скорость, м/с, F - площадь проходного сечения, м2.where Q - flow rate, m 3 , v - speed, m / s, F - flow area, m 2 .
Подготовленная среда поступает на вход предфильтра 6, где под действием наведенного электростатического заряда и закрутки потока происходит отделение мехпримесей и коагуляция воды, при этом ударно-волновая подача создает дополнительные градиенты скоростей и повышает эффективность разделения. Из предфильтра 6 частично очищенное масло разделяют на два потока, один из которых дополнительно доочищают в разделителе 7 контура циркуляции, технологический процесс работы которого идентичен процессу очистки в предфильтре 6 и смешивают с потоком исходного масла на входе насоса 2. При этом загрязнители - мехпримеси и капельки эмульгированной воды хорошо смываются с пористых перегородок, чем обеспечивается больший межрегенерационный период работы предфильтра 6. В стакане разделителя 7 в тангенциальном «пульсирующем» режиме предварительно отделяется и коагулируется основная часть механических примесей и воды. Структуирование, ударно-волновая подача и действие центробежных сил при закрутке потока интенсифицируют наведение электростатического заряда на внутренних поверхностях предфильтра 6 и стакана разделителя 7 с плотностью до 10 мкКул/м2 и до 65 мкКул/м2 соответственно. Второй поток из предфильтра 6 (с содержанием мехпримесей - 0,0018% масс. и воды - 0,0020% масс.) перед подачей на фильтр 19 тонкой очистки подогревают до 70°С (и не более, чтобы исключить возможность подгорания масла) нагревателем 15, вязкость при этом снижается до 5,5 мм2/с, и диспергируют жидкую среду несколькими параллельно связанными эжекторами 10 и 11 в вихревые камеры дополнительного тангенциального разделителя 12. Закрутка и растекание среды по внутренним поверхностям вихревых камер, армированных пенометаллом со сквозной пористостью 96%, обеспечивает ее равномерное распределение, а также испарение и дальнейшую эвакуацию паровоздушной смеси из объемов вихревых камер при создании разрежения 75 кПа вакуумным насосом 23. Регулировочные краны 10, 11 и 13, 14 позволяют поддерживать необходимые расходы нагретого воздуха и технического масла, стабилизировать температурный режим и тем самым управлять работой дополнительного разделителя 12. При принудительной подаче дополнительным насосом 17 масла на фильтр 19 тонкой очистки из ПГС-полимера с размером пор 0,4-0,6 мкм (сорбционная емкость единицы объема равна 0,2-0,3 г/см3) удаляют мехпримеси до 0,0007% масс. и доосушают до 0,0001% масс.The prepared medium enters the input of prefilter 6, where, under the influence of the induced electrostatic charge and swirling of the flow, the separation of solids and coagulation of water occurs, while the shock-wave feed creates additional velocity gradients and increases the separation efficiency. Partially refined oil from pre-filter 6 is divided into two streams, one of which is additionally refined in the separator 7 of the circulation circuit, the technological process of which is identical to the purification process in pre-filter 6 and mixed with the feed oil stream at the inlet of pump 2. At the same time, the pollutants are solids and droplets emulsified water is well washed off from porous partitions, which ensures a longer inter-regeneration period of the pre-filter 6. In the beaker of the separator 7 in the tangential "pulsating" mode pre but the main part of mechanical impurities and water is separated and coagulated. Structuring, shock-wave supply and the action of centrifugal forces during swirling of the flow intensify the guidance of the electrostatic charge on the inner surfaces of the prefilter 6 and the glass of the separator 7 with a density of up to 10 μC / m 2 and up to 65 μC / m 2, respectively. The second stream from the prefilter 6 (with the content of solids - 0.0018% by mass and water - 0.0020% by mass) is heated to 70 ° C (and not more than to exclude the possibility of burning oil) before being fed to the fine filter 19 15, the viscosity decreases to 5.5 mm 2 / s, and the liquid medium is dispersed by several parallel connected ejectors 10 and 11 into the vortex chambers of the additional tangential separator 12. Swirl and spread the medium along the inner surfaces of the vortex chambers reinforced with foam metal with a through porosity of 96 %, providing t its uniform distribution, as well as evaporation and further evacuation of the vapor-air mixture from the volume of the vortex chambers when creating a vacuum of 75 kPa by a vacuum pump 23. The control valves 10, 11 and 13, 14 allow you to maintain the necessary flow rates of heated air and technical oil, stabilize the temperature and to control the operation of the additional separator 12 by itself. When the additional pump 17 forces the oil to the fine filter 19 from the ASG polymer with a pore size of 0.4-0.6 μm (oil sorption capacity per unit volume) a is 0.2-0.3 g / cm 3) removing mechanical impurities up to 0.0007% by weight. and dried to 0.0001% of the mass.
Для регенерации фильтра 19 тонкой очистки закрываются краны 18, 20, 22 и открываются краны 25, 27 и чередующимися продувками обратным током горячего чистого воздуха от компрессора 26 и создании разрежения вакуумным насосом 23 из внутреннего объема фильтра 19 удаляются сорбированная влага и накопившиеся механические частицы с его пористых поверхностей. После продувки закрываются краны 18, 20, 22 и открываются краны 25, 27 подача горячего воздуха на регенерацию компрессором 26 прекращается, вакуумный насос 23 отключается от объема фильтра 19 тонкой очистки, устройство готово к работе.For regeneration of the fine filter 19, the taps 18, 20, 22 are closed and the taps 25, 27 are opened and alternating blowing back with a stream of hot clean air from the compressor 26 and creating a vacuum by the vacuum pump 23, sorbed moisture and accumulated mechanical particles are removed from the internal volume of the filter 19 porous surfaces. After purging, the taps 18, 20, 22 are closed and the taps 25, 27 are opened, the supply of hot air for regeneration by the compressor 26 is stopped, the vacuum pump 23 is disconnected from the volume of the fine filter 19, the device is ready for operation.
Пример 1. Очистке подвергается трансформаторное масло ТК ОКП слитое при ремонте выключателя СКТБ ВКТ «Мосэнерго». Объем масла составляет 500 л.Example 1. The transformer oil TC OKP merged is cleaned during the repair of the SKTB VKT Mosenergo circuit breaker. The volume of oil is 500 liters.
Определяем содержание воды в масле в зависимости от создаваемого разрежения в дополнительном разделителе 12. Результаты эксперимента представлены в таблице 1.We determine the water content in oil, depending on the created vacuum in the additional separator 12. The experimental results are presented in table 1.
Как видно из результатов эксперимента, технически обоснованным значением величины разрежения является 75 кПа, так как при уменьшения разрежения на 10% от 0,85 до 0,75 кПа влагосодержание уменьшается на 70%, а при уменьшении разрежения менее 75 кПа удаление воды снижается до 7%, то есть является малоэффективным.As can be seen from the experimental results, the technically feasible value of the rarefaction value is 75 kPa, since when the vacuum decreases by 10% from 0.85 to 0.75 kPa, the moisture content decreases by 70%, and when the vacuum decreases less than 75 kPa, the water removal decreases to 7 %, that is, it is ineffective.
Определяем содержание воды и механических примесей после предфильтра в зависимости от скорости потока (ударно-волнового воздействия). Результаты эксперимента представлены в таблице 2.We determine the content of water and solids after the prefilter depending on the flow rate (shock wave effect). The experimental results are presented in table 2.
Из результата эксперимента видно, что очистка масла от механических примесей и воды идет наиболее эффективно при скорости потока 2,4 м/с, причем как уменьшение, так и увеличение скорости потока приводит к снижению процесса разделения, в первом случае из-за недостаточности величины пульсации, а во втором случае отмечается проскок механических примесей и воды через разделительную пористую перегородку.From the result of the experiment it is clear that the purification of oil from mechanical impurities and water is most effective at a flow velocity of 2.4 m / s, and both a decrease and an increase in the flow velocity leads to a decrease in the separation process, in the first case due to insufficient pulsation , and in the second case there is a breakthrough of mechanical impurities and water through the dividing porous septum.
Пример 2. Очистке подвергается льняное масло (ГОСТ 5791-81) для последующей термической обработки. Объем масла составляет 200 л.Example 2. Cleaning is subjected to linseed oil (GOST 5791-81) for subsequent heat treatment. The volume of oil is 200 liters.
Определяем содержание воды в масле в зависимости от создаваемого разрежения в дополнительном разделителе 12. Результаты эксперимента представлены в таблице 3.We determine the water content in oil, depending on the created vacuum in the additional separator 12. The experimental results are presented in table 3.
Определяем содержание воды и механических примесей после предфильтра в зависимости от скорости потока (ударно-волнового воздействия). Результаты эксперимента представлены в таблице 4.We determine the content of water and solids after the prefilter depending on the flow rate (shock wave effect). The results of the experiment are presented in table 4.
Из приведенных результатов видно, что очистка масел от механических примесей и воды на предфильтре идет наиболее эффективно при скоростях потока жидкости 2,4 м/с, причем как уменьшение, так и увеличение скорости потока соответственно приводит к снижению процесса разделения, в первом случае - из-за недостаточной интенсивности величины пульсаций загрязнения и вода не отделяются с пористых поверхностей предфильтра, а во втором отмечается проскок механических примесей и воды через разделительную пористую перегородку из-за повышенной интенсивности величины пульсаций (табл.2, 4).From the above results it is seen that the purification of oils from mechanical impurities and water on the prefilter is most effective at a fluid flow rate of 2.4 m / s, and both a decrease and an increase in the flow velocity respectively leads to a decrease in the separation process, in the first case - due to insufficient intensity, the values of the pulsations of pollution and water do not separate from the porous surfaces of the prefilter, and in the second there is a breakthrough of mechanical impurities and water through the dividing porous partition due to increased intensity The values of the pulsations (Tables 2, 4).
Величина влагосодержания масел существенно изменяется при уменьшении разрежения до 75 кПа (табл.1, 3), а дальнейшее снижение приводит к дополнительным энергозатратам, а влагосодержание изменяется незначительно.The moisture content of the oils changes significantly with a decrease in vacuum to 75 kPa (Tables 1, 3), and a further decrease leads to additional energy consumption, and the moisture content changes slightly.
Таким образом, использование совокупности приемов, связанных с применением многоступенчатого отделения основного объема механических частиц и воды в индуцированном электростатическом поле при ударно-волновой подаче структурированного магнитными полями потока жидкости, дальнейшей доочистке уже менее загрязненного потока жидко-воздушной среды при нагреве и вакуумировании и последующем пленочном испарении на развитых пористых теплопроводящих поверхностях из ВПЯМ (медно-никелевого сплава, сквозной пористость до 96%) с сорбцией влаги и фильтрацией на пористых перегородках из ПГС-полимеров позволяет существенно увеличить глубину очистки масел от мехпримесей и воды, то есть повысить качество очистки масел.Thus, the use of a set of techniques associated with the use of multi-stage separation of the main volume of mechanical particles and water in an induced electrostatic field during shock-wave feeding of a fluid flow structured by magnetic fields, further purification of an already less polluted flow of a liquid-air medium during heating and evacuation and subsequent film evaporation on developed porous heat-conducting surfaces made of HPLM (copper-nickel alloy, through porosity up to 96%) with moisture sorption and filtration on porous partitions from ASG-polymers can significantly increase the depth of oil purification from impurities and water, that is, to improve the quality of oil purification.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014103171/05A RU2547750C1 (en) | 2014-01-31 | 2014-01-31 | Method of technical oil purification |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014103171/05A RU2547750C1 (en) | 2014-01-31 | 2014-01-31 | Method of technical oil purification |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2547750C1 true RU2547750C1 (en) | 2015-04-10 |
Family
ID=53296457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014103171/05A RU2547750C1 (en) | 2014-01-31 | 2014-01-31 | Method of technical oil purification |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2547750C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2594412C1 (en) * | 2015-04-29 | 2016-08-20 | Алексей Сергеевич Курочкин | System for deep drying, cleaning and recovery of liquid dielectrics |
| CN114259786A (en) * | 2021-12-06 | 2022-04-01 | 北京航天石化技术装备工程有限公司 | Skid-mounted filtering system and filtering and separating method |
| RU2815781C1 (en) * | 2023-05-24 | 2024-03-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ), РУТ (МИИТ) | Method for technical oil purification |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992019351A1 (en) * | 1991-05-02 | 1992-11-12 | Conoco Specialty Products Inc. | Oil/water separation system |
| RU2246337C2 (en) * | 2002-11-20 | 2005-02-20 | ООО "Экологическое НПО "ЭПРОН" | Installation for purification of industrial waste oils |
| RU2368643C2 (en) * | 2007-10-02 | 2009-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью ООО "Вита Инвест" | Oil purification method |
| WO2010134822A1 (en) * | 2009-05-22 | 2010-11-25 | Aker Process Systems As | Method and apparatus for breaking a stable emulsion |
| RU2415175C2 (en) * | 2009-06-23 | 2011-03-27 | Закрытое Акционерное Общество "Твин Трейдинг Компани" | Procedure for filtration of transformer oil and device for its implementation |
| RU2443753C1 (en) * | 2010-12-28 | 2012-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоСтройИнвест" | Liquid hydrocarbon purification method |
-
2014
- 2014-01-31 RU RU2014103171/05A patent/RU2547750C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992019351A1 (en) * | 1991-05-02 | 1992-11-12 | Conoco Specialty Products Inc. | Oil/water separation system |
| RU2246337C2 (en) * | 2002-11-20 | 2005-02-20 | ООО "Экологическое НПО "ЭПРОН" | Installation for purification of industrial waste oils |
| RU2368643C2 (en) * | 2007-10-02 | 2009-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью ООО "Вита Инвест" | Oil purification method |
| WO2010134822A1 (en) * | 2009-05-22 | 2010-11-25 | Aker Process Systems As | Method and apparatus for breaking a stable emulsion |
| RU2415175C2 (en) * | 2009-06-23 | 2011-03-27 | Закрытое Акционерное Общество "Твин Трейдинг Компани" | Procedure for filtration of transformer oil and device for its implementation |
| RU2443753C1 (en) * | 2010-12-28 | 2012-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоСтройИнвест" | Liquid hydrocarbon purification method |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2594412C1 (en) * | 2015-04-29 | 2016-08-20 | Алексей Сергеевич Курочкин | System for deep drying, cleaning and recovery of liquid dielectrics |
| CN114259786A (en) * | 2021-12-06 | 2022-04-01 | 北京航天石化技术装备工程有限公司 | Skid-mounted filtering system and filtering and separating method |
| CN114259786B (en) * | 2021-12-06 | 2023-06-06 | 北京航天石化技术装备工程有限公司 | Skid-mounted type filtering system and filtering separation method |
| RU2815781C1 (en) * | 2023-05-24 | 2024-03-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ), РУТ (МИИТ) | Method for technical oil purification |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3791105A (en) | Method and apparatus for separating oil from a mixture of oil and a gaseous fluid | |
| CN202724862U (en) | Oil purification device | |
| US4361488A (en) | Liquid separating and recycling | |
| US5866000A (en) | Apparatus for separating dispersed liquid from a continuous fluid | |
| US3450264A (en) | Method of and apparatus for cleaning liquids | |
| CN109652117A (en) | A kind of oil-water separation system and isolated process | |
| WO2016127273A1 (en) | Method and apparatus for strengthening oil-water separation and coupled desalting functions in cold low pressure separator | |
| EA013066B1 (en) | Method for separating a flowing medium mixture into fractions | |
| RU2456055C1 (en) | Device for cleaning fluids in circulation systems | |
| RU2547750C1 (en) | Method of technical oil purification | |
| RU2524215C1 (en) | Apparatus for cleaning diesel fuel | |
| RU2469771C1 (en) | Separator for gas purification | |
| WO2015141396A1 (en) | Water treatment device and water treatment method using same | |
| CN105833569B (en) | Contour stealth current limliting road membrane separator and its method for emulsion liquid film demulsification | |
| CN202516350U (en) | Lubricating oil demulsification and dehydration device | |
| RU162749U1 (en) | HYDROCYCLONE | |
| CN205774345U (en) | A kind of electrostatic and coalescence oil filter device | |
| RU2368643C2 (en) | Oil purification method | |
| CN110078161A (en) | A kind of device and method of offshore platform production waste water compact efficient oil removing | |
| CN108654180B (en) | Sewage rotary filtering method and filter for sewage treatment | |
| RU2545332C1 (en) | Multi-stage hydrodynamic water separating filter | |
| RU2815781C1 (en) | Method for technical oil purification | |
| CN109678290A (en) | One kind being used for vehicle coating wastewater water-oil separating purification system | |
| CN115557631A (en) | Oil-water separation device and method integrating cyclone, air flotation and medium coalescence | |
| CN205109106U (en) | Water separator is taken off in oil coalescence |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190201 |