Анализ существующих способов утилизации отработанных смазок

2.2 Анализ существующих способов утилизации отработанных смазок

Отработанные смазки представляют собой сложные многокомпонентные химические системы и являются одним из существенных источников загрязнения окружающей среды[12]. Их слив в почву и водоемы превышает по объему аварийные сбросы и потери нефти при ее добыче, транспортировании и переработке.

Одним из перспективных направлений снижения загрязнения окружающей среды промышленными отходами является сбор и утилизация отработанных смазок. Однако цены на вывоз и утилизацию отработки постоянно растут, штрафы за несоблюдение экологических норм и требований, соответственно, тоже. Конструктивное решение данной проблемы - возврат отработанных смазочных материалов в оборот. В связи с этим большое значение имеет полное или частичное восстановление качества отработанных смазок с целью их повторного использования.

В процессе эксплуатации смазки соприкасаются с металлами, подвергаются воздействию воздуха, температуры и других факторов, под влиянием которых с течением времени происходит изменение свойств смазок. В них накапливаются продукты окисления, загрязнения и другие примеси, которые резко снижают качество смазок. Классификация загрязнений смазок представлена в таблице 2.2. Смазки, содержащие загрязняющие примеси, неспособны удовлетворять предъявляемым к ним требованиям и должны быть заменены свежим. Отработанные смазки собирают и подвергают регенерации с целью сохранения ценного сырья, что является экономически выгодным.

Таблица 2.2 – Классификация загрязнений смазок

Регенерация - восстановление качества отработанного смазочного материала до уровня свежего. При этом свойства отработанных продуктов полностью восстанавливаются и их вновь можно использовать по прямому назначению. В качестве технологических процессов обычно соблюдается следующая последовательность методов: механический, для удаления из смазки свободной воды и твердых загрязнений; теплофизический (выпаривание, вакуумная перегонка); физико-химический (коагуляция, адсорбция). Основные из этих методов, и применяемое при их реализации технологическое оборудование представлены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Методы и оборудование для регенерации отработанных смазочных материалов.

Если этих методов недостаточно, используются химические способы регенерации смазок, связанные с применением более сложного оборудования и большими затратами. Отдельные этапы процесса регенерации отработанных смазок могут исключаться, совмещаться или выполняется в иной последовательности в зависимости от конкретных физико-химических свойств регенерируемой смазки и особенностей технологических операций, выбранных для восстановления качества этой смазки. Физические методы позволяют удалять из смазок твердые частицы загрязнений, микрокапли воды и частично –смолистые и коксообразные вещества, а с мощью выпаривания – легкокипящие примеси. Смазки обрабатываются в силовом поле с использованием гравитационных, центробежных и реже электрических, магнитных и вибрационных сил, а также фильтрование, водная промывка, выпаривание и вакуумная дистилляция. К физическим методам очистки отработанных смазок относятся также различные массо- и теплообменные процессы, которые применяются для удаления из смазки продуктов окисления углеводородов, воды и легкокипящих фракций.

Отстаивание является наиболее простым методом, он основан на процессе естественного осаждения механических частиц и воды под действием гравитационных сил. В зависимости от степени загрязнения смазочного материла и времени, отведенного на очистку, отстаивание применяется либо как самостоятельно, либо как предварительный метод, предшествующий фильтрации или центробежной очистке. Основным недостатком этого метода является большая продолжительность процесса оседания частиц до полной очистки, удаление только наиболее крупных частиц размером 50-100мкм.

Фильтрация – процесс удаления частиц механических примесей и смолистых соединений путем пропускания смазки через сетчатые или пористые перегородки фильтров. В качестве фильтрационных материалов используют металлические и пластмассовые сетки, войлок, ткани, бумагу, композиционные материалы и керамику.

Центробежная очистка осуществляется с мощью центрифуг и является наиболее эффективным и высокопроизводительным методом удаления механических примесей и воды. Этот метод основан на разделении различных фракций неоднородных смесей под действием центробежной силы. Применение центрифуг обеспечивает очистку смазки от механических примесей до 0,005% массе/

Физико - химические методы нашли широкое применение, к ним относятся коагуляция, адсорбция и селективное растворение содержащихся в масле загрязнений, разновидностью адсорбционной очистки является ионно-обменная очистка.

Коагуляция, т. е укрупнение частиц загрязнений, находящихся в смазке в коллоидном или мелкодисперсном состоянии, осуществляется с мощью специальных веществ – коагулятов, к которым относятся электролиты неорганического и органического происхождения , поверхностно активные вещества (ПАВ), не обладающие электролитическими свойствами, коллоидные растворы ПАВ и гидрофильные высокомолекулярные соединения.

Процесс коагуляции зависит от количества вводимого коагулянта, продолжительности его контакта со смазкой, температуры, эффективности перемешивания и т.д. Продолжительность коагуляции загрязнений в отработанной смазке составляет, как правило 20-30 мин., после чего можно проводить очистку смазочного материала от укрупнившихся загрязнений с мощью отстаивания, центробежной очистки или фильтрования.

Адсорбционная очистка отработанных смазок заключается в использовании способности веществ, служащих адсорбентами, удерживать загрязняющие смазку продукты на наружной поверхности гранул и на внутренней поверхности пронизывающих гранулы капилляров. В качестве адсорбентов применяют вещества природного происхождения (отбеливающие глины, бокситы, природные цеолиты) и лученные искусственным путем (силикагель, окись алюминия, алюмосиликатные соединения, синтетические цеолиты).

Адсорбционная очистка может осуществляться контактным методом – смазка перемешивается с измельченным адсорбентом, перколяционным методом – очищаемая смазка пропускается через адсорбент, методом противотока – смазка и адсорбент движутся навстречу друг другу. К недостаткам контактной очистки следует отнести необходимость утилизации большого количества адсорбента, загрязняющего окружающую среду. При перколяционной очистке в качестве адсорбента чаще всего применяется силикагель, что делает этот медом дорогостоящим. Наиболее перспективным методом является адсорбентная очистка смазки в движущемся слое адсорбента, при котором процесс протекает непрерывно, без остановки для периодической замены, регенерации или отфильтрования адсорбента, однако применение этого метода связано с использованием довольно сложного оборудования, что сдерживает его широкое распространение.

Ионно-обменная очистка основана на способности ионитов (ионно-обменных смол) задерживать загрязнения, диссоциирующие в растворенном состоянии на ионы. Иониты представляют собой твердые гигроскопические гели, получаемые путем полимеризации и поликонденсации органических веществ и не растворяющиеся в воде и углеводородах. Процесс очистки можно осуществить контактным методом при перемешивании отработанного масла с зернами ионита размером 0,3-2,0мм или преколяционным методом при пропускании смазки через заполненную ионитом колонну. В результате ионообмена подвижные ионы в пространственной решетке ионита заменяются ионами загрязнений. Восстановление свойств ионитов осуществляется путем их промывки растворителем, сушки и активации 5%-ным раствором едкого натра. Ионно-обменная очистка позволяет удалять из смазки кислотные загрязнения, но не обеспечивает задержки смолистых веществ.

Селективная очистка отработанных смазок основана на избирательном растворении отдельных веществ, загрязняющих смазку: кислородных, сернистых и азотных соединений, а также при необходимости полициклических углеводородов с короткими боковыми цепями, ухудшающих вязкостно-температурные свойства смазки. В качестве селективных растворителей применяются фурфурол, фенол и его смесь с крезолом, нитробензол, различные спирты, ацетон, метил этиловый кетон и другие жидкости. Селективная очистка может проводиться в аппаратах типа "смеситель - отстойник" в сочетании с испарителями для отгона растворителя (ступенчатая экстракция) или в двух колоннах экстракционной для удаления из масла загрязнений и ректификационной для отгона растворителя (непрерывная экстракция). Второй способ экономичнее и получил более широкое применение. Разновидностью селективной очистки является обработка отработанной смазки пропаном, при которой углеводороды смазки растворяются в пропане, а асфальтосмолистые вещества, находящиеся в смазки в коллоидном состоянии, выпадают в осадок.

Химические методы очистки основаны на взаимодействии веществ, загрязняющих отработанные смазки, и вводимых в эти смазки реагентов. При этом в результате химических реакций образуются соединения, легко удаляемые из смазок. К химическим методам очистки относятся кислотная и щелочная очистки, окисление кислородом, гидрогенизация, а также осушка и очистка от загрязнений с мощью окислов, карбидов и гидридов металлов. Наиболее часто используются: сернокислотная очистка, гидроочистка, процессы с применением натрия и его соединений.

Сернокислотная очистка. По числу установок и объему перерабатываемого сырья на первом месте в мире находятся процессы с применением серной кислоты. В результате сернокислотной очистки образуется большое количество кислого гудрона - трудно утилизируемого и экологически опасного отхода. Кроме того, сернокислотная очистка не обеспечивает удаление из отработанных смазок полициклических аренов и высокотоксичных соединений хлора.

Гидрогенизационные процессы все шире применяются при переработке отработанных смазочных материалов. Это связано как с широкими возможностями получения высококачественных смазок, увеличения их выхода, так и с большой экологической чистотой этого процесса по сравнению с сернокислотной и адсорбционной очистками. Недостатки процесса гидроочистки - потребность в больших количествах водорода, а экономически целесообразная производительность (по зарубежным данным) составляет 30-50 тыс. т/год. Установка с использованием гидроочистки смазок, как правило, блокируется с соответствующим нефтеперерабатывающим производством, имеющим излишек водорода и возможность его рециркуляции.

Процессы с применением натрия и его соединений. Для очистки отработанных смазок от полициклических соединений (смолы), высокотоксичных соединений хлора, продуктов окисления и присадок применяются процессы с использованием металлического натрия. При этом образуются полимеры и соли натрия с высокой температурой кипения, что позволяет отогнать смазку. Выход очищенного смазочного материала превышает 80 %. Процесс не требует давления и катализаторов, не связан с выделением хлороводорода и сероводорода. Несколько таких установок работают во Франции и Германии.

Похожие работы

Совершенствование технологии контроля автосцепочного устройства на базе пассажирского вагонного депо Ростов

Скачать

125770

27

17

... участка. Принимаем процент узлов и деталей, поступающих в ремонт на условиях кооперации из эксплуатационного депо для тележечного участка =30% Принимаем программу для тележечного участка 1000 ед. 2. Совершенствование технологии контроля автосцепочного устройства   2.1 Виды и порядок осмотра автосцепочного устройства Автосцепное устройство подвижного состава должно постоянно находиться ...

Проект пассажирского вагонного депо с разработкой контрольного пункта автосцепки

Скачать

109455

27

9

... износы при перемещении вагонов, исключить возможность саморасцепов и увеличить межремонтные сроки. 4. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ РЕШЕНИЙ ПРОЕКТА 4.1 Обеспечение безопасности работ на контрольном пункте автосцепки Ремонт пассажирских вагонов производят в вагонном депо, специализирующимся на ремонте цельнометаллических вагонов, в соответствии с руководством и инструкциями по деповскому ...

Воздействие транспортно - дорожного комплекса на ОС

Скачать

97163

5

0

... Городские жители чаще, чем сельские, жалуются на шум самолётов (20 – 25%), что, по - видимому, можно объяснить повышенной чувствительностью горожан к шуму, вследствие воздействия на них ещё и промышленного, транспортного, коммунального шумов. Наибольшее беспокойство испытывают люди, страдающие заболеваниями нервной и сердечно – сосудистой систем, желудочно-кишечного тракта и др. процент жалоб ...

Разработка ресурсосберегающих технологий и режимов на городском электрическом транспорте

Скачать

241230

29

12

... состава, введенным согласно закону «О городском пассажирском транспорте», договорных отношений между местными властями и транспортными предприятиями. 3. РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ НА ГОРОДСКОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ТРАНСПОРТЕ 3.1. Регенерация масел Установки для регенерации отработанных масел и схемы технологического процесса Проводимые исследования кафедрой городского электрического транспорта ( ...