第七章--废油的净化与再生处理

（2）硅胶吸附水分饱和后。

硅胶吸附水分失效后，可以用各种加热设备，如 电热炉、烘箱、烟道气、热风等进行加热脱水。

一般硅胶干燥再生的最高温度极限如下： ① 粗孔硅胶＜ 600 ℃ ； ② 细孔硅胶＜ 250 ℃ ； ③ 变色硅胶＜ 120 ℃ 。
4 ．吸附剂废渣的处理 废白土渣中含油量较大，有的高达30% 直接用作燃料； 回收利用，即将废白土渣用蒸汽直接加热 将其“蒸煮”，浮集于水面的油回收，作 为废油重新再生，而去油的白土渣可作为 制造砖瓦的原料、铺设沥青路面的填料等。 其他吸附剂也可采用类似方法处理。
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四、真空过滤法净化油

借助于真空滤油机，油在高真空和不太高 的温度下雾化，脱除油中微量水分和气体； 因为真空滤油机也带有滤网，所以亦能除 去杂质污染物，如果与压力式滤油机串联 使用，除杂效果更好。

真空滤油机的工作原理：按油路流程，当 热油经真空罐的喷雾管，喷出极细的雾滴 后，油中水分（包括气体）便在真空状态 下因蒸发而被负压抽出，而油滴落下又回 到下部油室，由出油泵排出。油中水分的 汽化和气体的脱除效果取决于真空度和油 的温度，真空度越高，水的汽化温度越低， 脱水效果越好。
三、硫酸再生法
1 ．硫酸再生法原理 重要的化学再生方法。 原理：其对油的某些成分有相当强的反应能 力，甚至在一定条件下，几乎对油中所有成 分都能起作用。因此，再生效果较好。

硫酸主要作用：




（1）对油中含氧、硫、氮化合物起磺化、氧化、 酯化及溶解等作用。 （2）对油中的胶质及沥青质主要起溶解作用， 同时也发生氧化、磺化、缩合等复杂的化学反 应。 （3）对芳香烃起磺化反应。 （4）对油中悬浮的各种固体杂质起凝聚作用。 （5）芳香烃、环烷烃和烷烃都能略溶于硫酸。
第三节 废油的物理化学再生处理
一、凝聚
无机凝聚剂：磷酸三钠、煅烧苏打、硫酸、水玻璃、氯化 锌和氯化铝等。
磷酸三钠、煅烧苏打——只适用于污染或变质程度不深、 机械杂质含量不高的废油 处理后，需水洗除游离的碱 硫酸——最有效的凝聚剂 处理后，需用白土处理，或碱性凝聚再处理
有机凝聚剂：阳离子聚合物的脂肪酸盐、烃基季铵盐等。
2 ．硫酸再生设备 及工艺流程
3 ．操作条件 （1）温度 应根据油品的粘度选择硫酸再生温度及沉降温度。


温度低，反应不充分，沉降慢； 温度高，反应剧烈，产率低，磺酸多，中和难
（2）硫酸浓度 浓度越大，精制能力越强 浓度过大，磺化反应强烈，收率低，磺酸多，中和难。 常用的硫酸浓度为93%～98%
缺点： 设备复杂 造价高 消耗动力
优点： 占地少 效率高 设备紧凑 可连续沉降
三、过滤法净化油

利用油泵压力将油通过具有吸附及过滤作用的滤纸（或其他滤料）， 除去油中混杂物，达到油净化之目的，称为压力式过滤净化。 过滤法利用过滤介质两边的压力差，使油通过过滤介质，而将固体杂 质阻留下来。过滤速度公式如下（波塞立公式）：
r pA 8L
4
式中 ω——过滤速度，m/s； p——过滤介质两边的压力差，Pa； η——油在过滤温度下的绝对黏度，Pa· s； A——过滤面积，m2； L——过滤介质中的毛细管的长度，m； r——过滤介质中的毛细管半径，m。




过滤介质毛细管半径对过滤速度影响极大，应根 据废油所含杂质颗粒的粒径，选择过滤材料，一 般应选择孔隙小于杂质颗粒的过滤材料； 过滤速度很慢时，可以考虑加助滤剂，如白土、 珍珠岩等，助滤剂的作用在于其与油混合后，可 以使被压缩的沉淀层获得必要的疏松性。 提高过滤温度，降低油的黏度，可以加快过滤速 度，一般过滤温度为常温至100℃，即使黏度很大 的油，也不宜超过140℃。 为了保证足够高的过滤温度，在过滤之前，先用 清洁的热油暖热过滤机；
一、沉降法净化油

液体中悬浮颗粒的沉降速度可根据斯托克斯定律，用下式 表示：
d 1 1 2 18
式中 ω——颗粒沉降速度，m / s； d——颗粒直径，m； ρ1——颗粒密度，kg/m3； ρ2——油密度，kg/m3； η——油在沉降温度下的绝对黏度，Pa· s。
2
一、沉降法净化油
五、蒸馏法净化油


蒸馏是利用各种油品的馏程不同，将废油 中的汽油、煤油、柴油等轻质燃料油蒸出 来，以保证再生油具有合格的闪点和黏度。 水蒸气蒸馏（减压蒸馏） 常压蒸馏
六、水洗
水洗的目的
① ② ③ ④ ⑤ 除水溶性氧化物 除低分子酸类 除炭粒子 除酸碱中和后的盐类 除水溶性酸碱
水洗的操作条件




滤纸一般采用工业用吸附纸。由于它的纤维结构组织稀松， 形成纵横交错的多孔状，水分就可能渗入滤纸孔内。在不 太高的压力下（0.15～0.3MPa），以毛细作用始终附着于 孔内。 如果油的预热温度达到80～100℃，则由于水分的活度特 别加强，在油压的作用下，所能流动的力完全大于水分的 毛细吸附力，油中水分就可能直接通过滤纸，而不被滤纸 所吸附。 压力式滤油机的正常工作压力为0.1～0.4MPa。在过滤中， 如果压力逐渐升高，甚至超过0.5～0.6MPa时，说明油内 的污染物过多，填满了滤纸孔隙。此时必须更换新鲜的干 燥滤纸。 当油通过滤纸时，既可滤掉了水分，又可滤除油中固体污 染物，如机械杂质、游离碳、油泥等，从而提高绝缘油的 绝缘强度。
第三节 废油的物理化学再生处理
二、吸附剂再生法
1 ．吸附剂法原理 吸附剂法是典型的物理—化学净化法。它 利用吸附剂有较大的活性表面积，对废油 中的酸性组分、树脂、沥青质、不饱和烃 和水分等有较强的吸附能力的持点，使吸 附剂与废油充分接触，从而除去上述有害 物质，达到净化再生的目的。
2 ．吸附剂法分类 （1）接触法
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式中 F——离心力，N； G——旋转物体的质量，kg； r——旋转半径（离心机半径），m； n——旋转速度，r/min。
同一离心机，同一转速，处理量越大，离心效果越差，去除率越低。

离心分离主要用于汽轮机油的净化，一是 含水多，二是乳化油。其特点如下：


（1）方法简单，操作方便； （2）可以装在油系统管路上，在汽轮机正常运 行中使用； （3）离心分离旋转速度快，能甩掉油中大量水 分和固体污染物（包括氧化产物——油泥）， 因而延缓了油品的氧化。
二、离心分离法净化油

当油内含有过多的水分，特别是含有乳化 水分时，利用压力式滤油机不能达到高效 率的净化，必须采用离心分离法。

离心分离是基于油、水及固体杂质三者密 度不同，在离心力的作用下，其运动速度 和距离也各不相同的原理。

在离心机旋转时，离心力的大小可以按下式计算：
9.8Grn F 900
废油的净化与再生处理
废油


废油：一般称为“用过的油”。 这部分油中氧化产物只占很少一部分，一 般占总量的1%～25%，其余75%～99%都是 理想组分。如果采用简单的工艺将这些变 质物和杂质除去，废油就可以得到再生， 重新利用。 通常人们把废油变为好油的工艺过程称之 为油的再生处理。
第一节 废油的再生处理 一、再生方法的分类


沉降与油的温度和黏度有关 温度升高，沉降速度增加； 温度过高（>80℃），沉降速度增加不明显， 油的氧化速度显著增大，且水汽化产生热 对流，不利沉降。 沉降分类： 常温自然沉降——低黏度、气温>15℃ 加温沉降——高黏度

加温沉降设备分为卧式罐或立式罐，罐底 设有蒸汽盘管。 占地小 沉降快



过滤材料有滤纸（粗孔、细孔和碱性）、致密的 毛织物、钛板和树脂微空滤膜等。 这些过滤材料的毛细孔必须小于油中颗粒的直径。 压力式滤油多采用滤纸作过滤材料，因为它不仅 能除去机械杂质，而且吸水性强，能除去油中少 量水分。若采用碱性滤纸还能中和油中微量酸性 物质。 钛板和树脂微孔滤膜是近几年发展起来的过滤材 料。电力系统刚刚开始引用这些材料，它们对除 去油中微细混杂物（过滤精度为0.8~5 μm ）和 游离碳有明显效果。
① 温度——60-70℃ ② 水量——废油的10-20% ③ 搅拌时间——10-15min 油中水分>0.05%，应停止水洗，用离心分离 未乳化，则用沉降等分离即可
七、联合方法净化油



以上介绍的几种净化油的方法各有其特点。 至于采用哪种方法净化油，一方面取决于油品的污 染程度，另一方面还要考虑对处理后油质的要求。 如大型变压器用绝缘油对油中含水量、含气量要求 较严格，在采用净化油的方法时，可采用压力过滤 法（主要去掉杂质）和真空过滤或二级真空过滤法 （主要去掉水分和气体）联合净化，才能达到满意 的效果。 又如汽轮机油含水量较多时，可采用离心分离净化 法（先甩去大量水分）和压力过滤净化法联合净化， 既经济（节约滤油纸）又可得到较好的效果。





（2）渗滤法 将吸附剂装在柱形渗滤器内，强 迫油连续地通过渗滤器而获得再 生效果。 既适合再生换下来的油，也适合 再生运行中的油。对于处理运行 中的油，可以在设备不停电的情 况下，带电过滤吸附处理，这对 轻度劣化油效果很明显。 吸附剂是颗粒状 设备为渗滤器。渗滤器中吸附剂 必须充填均匀，渗滤器高度与直 径之比宜在4以上，以防油短路。

废油的净化处理：通过简单的物理方法除去 油中的污染物，使油品某些指标达到要求。
一、沉降法净化油



沉降法是从油中除去水分和机械杂质的常用方 法。 利用水分和机械杂质与油的密度差进行分离的。 混杂物的密度通常都比油品大，当油品长时间 处于静止状态时，利用重力作用的原理，可使 大部分密度大的混杂物从油中自然沉降而分离。
第三节 废油的物理化学再生处理
一、凝聚
凝聚（絮凝）即向废油中加入少量的表面活性物质或电 解质，使分散的杂质颗粒凝聚成为较大颗粒，更易在沉 降时分离除去。
凝聚对象主要是微小悬浮物和胶体杂质。
杂质离子带同种电荷，受相斥的电性力和相引的万有引力。 凝聚原理：中和粒子的电荷
应用：废油的预处理 可代替加热沉降 与机械分离合用（凝聚-沉降、凝聚-离心、凝聚-离心-过滤）
（1）物理净化法。 主要包括沉降、过滤、离心分离和水洗等。具 体再生时，可根据油质的劣化程度、设备条件等， 选择其中一种或几种单元操作作为废油的再生方法。 （2）物理-化学净化法。 主要包括凝聚、吸附等单元操作。 （3）化学再生法。 主要包括硫酸处理、硫酸─白土处理和硫酸— 碱—白土处理等。
绝缘油在变压器中带电吸附过滤处理的原则流程：

带电吸附过滤处理由加温、吸附罐和过滤机3部分组成。变压 器油从变压器底部抽出，经过预热，至净油器再生，再经过 滤机过滤后打回油忱，依次反复循环，直至油获得再生。
汽轮机油运行中吸附过滤再生原则流程 ：
3 ．吸附剂的再生

（1）硅胶吸附有机酸饱和后可用如下方法再生：

二、再生方法的选择

（1）油的氧化不太严重，仅出现酸性或极少的沉
淀物时，可采用过滤和吸附处理等方法。

（2）油的氧化较严重，含杂质较多，酸值较高时， 除采用沉降（凝聚）法外，还可采用净化处理的 其他方法。

（3）酸值很高，颜色较深、沉淀物多、劣化严重 的油品，应采用化学再生法。
第二节 油的物理净化处理



在搅拌下，废油与吸附剂混合， 使其充分接触进行再生。接触法 的再生效果与温度、接触搅拌时 间以及吸附剂性能、用量等因素 有关，应根据油质劣化程度并通 过小型试验确定再生时的最佳工 艺条件。 只适合再生从设备上换下来的油。 在油劣化不太严重，油色不深， 酸值0.1mgKOH/g油以下，油中 出现水溶性酸或tgσ明显升高时， 实践证明可采用此种方法进行再 生。 吸附剂为粉末状或微球状 设备为接触再生搅拌罐。

① 直接火燃烧法：把废硅胶装在底部有铁丝网的桶内，
利用硅胶吸附的油进行燃烧，将废油和有机酸烧尽即 得再生硅胶。

② 蒸汽冲洗及水煮沸法：将废硅胶装在容器内并注入 一定量的水，然后通入蒸汽加热煮沸，废硅胶吸附的
有机酸随废油析出并分离，再将硅胶焙烧脱水即得再
生硅胶。此法的缺点是容易造成硅胶破裂。

③ 还可以用其他加热设备加热焙烧。

（3）硫酸用量。

应根据废油的种类、废旧程度、硫酸浓度、再生油质量