一种应用复合场力对废机油除杂脱水的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种应用复合场力对废机油除杂脱水的方法及其装置，通过将废机油分布进反应罐中，同时对废机油施加超声波声场作用和电场作用，废机油在反应罐内重力场力、电磁力和超声波力三种场力复合作用下，被破碎为细小油滴、水滴和机械杂质并分离到反应罐中不同位置；油滴上浮从反应罐上方排出，水滴聚积在罐底部从罐底部排出，机械杂质富积在电极板上可定期清理。本发明专利技术的方法和装置废机油除杂脱水效率高，除杂速度快，适应性好，结构简单，可灵活调整装置的工艺参数，不仅适用于废机油，也适用于不同种类、不同特点的成品油除杂脱水，使其达到较好的除杂脱水效果。使其达到较好的除杂脱水效果。使其达到较好的除杂脱水效果。

【技术实现步骤摘要】
一种应用复合场力对废机油除杂脱水的方法及其装置


[0001]本专利技术属于废机油处理
，特别涉及一种应用复合场力对废机油除杂脱水的方法及其装置。

技术介绍

[0002]废机油一是指在使用过程中混入了水分、灰尘、其他杂油和机件磨损产生的金属粉末等杂质的机油。其二是指由于使用周期过长，机油逐渐变质，生成了有机酸、沥青等物质，不符合相关使用标准的机油。根据GB/T 7631.1
‑
2008《润滑剂、工业用油和有关产品(L类)的分类》可分为：废内燃机油、废齿轮油、废液压油和废专用油四类。其主要组成是有机物烃类，如老化油、石蜡、沥青等；废机油中的杂质种类繁多。其一固体杂质，由于油品中的添加剂和空气中的氧气发生反应或因使用时间过长老化变质，而产生固体杂质。如悬浮的絮凝杂质、机械杂质等；其二含有一定量的水分，其主要来源是空气中的水分溶解于油品中，或是由于密封性能不佳，外界水汽进去设备中，溶于油品中。清洗设备，清洗零件的洗油同属于废机油，其中也含有大量水分。根据其存在形式可分为：
[0003]①
悬浮水，又称为游离水，不溶于烃类液体，在液体中呈悬浮状态。
[0004]②
乳化水，即水和油形成乳化液的水。通常是油包水(O/W型)，也有极少量的水包油(W/O型)，这类水分存在极其稳定，用简单的重力沉降方法无法去除。
[0005]③
溶解水，即微量溶解在废机油中的水。
[0006]根据《国家危险废物名录(2021)》的规定，废机油属于危险废物，废物类别为HW08。如果废机油不脱除水分和固体杂质就随意处理，不仅会造成巨大的经济损失，而且产生会严重环境污染。
[0007]在卧式除杂反应罐中设置电极板，使得罐内极板间充满电场，可以很好的脱离废油中的水和机械杂质。根据电场施加特性不同，可分为交流(AC)电场、直流(DC)电场、交直流(AC/DC)电场和脉冲(Pulse)电场等。在电场的作用下，废机油中的水分会发生偶极聚结、电泳聚结和震荡聚结。偶极聚结是指在电场作用下废机油中的水分极化，液滴两端带着相反的电荷，因相邻水滴所带电荷不同导致水滴之间相互吸引，促使小液滴聚成大液滴。在重力的作用沉降至罐底；电泳聚结是指在电场作用下，液体中水分极化，带电的水分子向与自身极性相反的电机“游”去；同时在这过程中与其他液滴碰撞转变为大液滴。大液滴因重力大于电场吸引力，导致其沉降至罐底。震荡聚结效应主要在交变电场比较明显。它是指在交变电场中的水分子，因电场变化而震荡，油膜因此被拉扯而强度降低，使包裹其中的水分子脱离于其他水分子，聚合形成大液滴，并在重力作用下沉降至罐底。
[0008]超声波(ultrasound)是一种频率高于20kHz(赫兹)的声波。通常人类耳朵能听到声波频率为20Hz～20kHz。因此，将频率高于20kHz的声波称为“超声波”，其功率密度大于0.3W/cm2。由于其频率高，因而具有许多特点：
①
是能量集中，由于其波长比一般声波短，因而可以用来切削、焊接、钻孔等材料加工；
②
由于其频率高，波长短，衍射小，具有很好的定向性；
③
超声波和可闻声本质上是一致的，其共同点都是机械振动模式，通常以纵波的方式
在介质内传播，是一种能量传播方式，其不同在于超声波的频率高，波长短。在一定距离内，沿直线传播具有良好的束射性和方向性。
[0009]当超声波在介质中传播时，由于超声波与介质的相互作用，会产生一系列的力学、热学和化学的超声波效应，使介质特性发生物理和化学变化。这类型的相互作用包括：机械作用、空化作用、热作用及化学作用。其中，质点的摩擦作用会导致能量被媒质吸收转化为热能。超声波在介质中的传播也会引起介质的质点的振动位移、速度、加速度及声压等相关力学作用。当一定强度的超声波作用液体介质(如：废机油)时，介质中会产生大量的空化气泡。在超声作用下这些气泡不断振动，当声压超过阈值时，空化气泡会出现剧烈的压缩、膨胀，然后瞬间崩裂，气泡崩裂的瞬间会伴有瞬时的高温和高压。这系列过程(压缩、膨胀、崩裂)被称为超声空化效应。研究表明，超声波对废机油的破解作用，主要基于超声空化效应。对于大功率超声波而言，当声强大于100W/cm2时，在短短的1～2个声周期内，即可完成瞬态空化。空气气泡内的气体或蒸汽因被压缩，而产生高于5000℃的高温和大于50MPa的瞬时高压。
[0010]超声波是以纵波的形式传播，其间包含负压与正压。当超声波在传播周期中的负压，大于空化阈压力时，油包水中空化核变大，成为稳态空化泡和瞬时空化泡。当超声强度较大，高强度的超声压力更有利于超声波克服水分张力，加速废机油中的絮状悬浮机械杂质沉降。超声强度通常以声强度(W/cm2)或声密度(W/cm3)表示。通常在超声波频率一定时，随着超声波强度的增加，超声空化效应增强，超声波破解絮状悬浮机械杂质和水分的速度也相应增加。实验观察到：当频率为20KHz，压力振幅为2
×
105N/m2的超声波处理废机油时，其空化气泡的最大半径为：1.27
×
10
‑4m。
[0011]虽然超声波对废机油有破解作用，但是超声波预处理装置结构的影响也不容忽视。超声的传播和空化效率的发生和预处理装置的结构密切相关，合理设计和安装预处理装置，可以提高废机油的除杂处理效率；同时，增强废机油中机械杂质和水分的分离效率，也是降低处理成本的有效途径之一。此外，预处理装置内部结构还与装置的工作方式密切相关，即超声处理的间歇式和连续式。
[0012]复合场是指特定空间区域内，同时存在着重力场、电场和磁场等三者或有其二或三者并存叠加的区域，物体在这个区域内，会受到多种场力带来的复合作用。本专利技术旨在研究重力场、电场和磁场复合作用下对废油的预处理复合工艺，以提高除杂脱水效果。

技术实现思路

[0013]针对上述现有技术存在的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种应用复合场力对废机油除杂脱水的方法及其装置，实现废机油除杂脱水效率高，速度快，适应性好，结构简单，可灵活调整装置的工艺参数，不仅适用于废机油，也适用于不同种类、不同特点的成品油除杂脱水，使其达到较好的除杂脱水效果。
[0014]本专利技术采用如下技术方案解决上述技术问题：
[0015]一种应用复合场力对废机油除杂脱水的方法，包括以下步骤：
[0016]1)废机油从反应罐的下部进入反应罐，通过液体分布器分布；
[0017]2)对步骤1)分布的废机油同时施加超声波声场作用和电场作用；在超声波声场、电场和重力场的复合作用下，废机油被分离为油滴、水滴和机械杂质并分离到反应罐中不
同位置，油滴上浮而水滴沉降聚积在罐底部，机械杂质富积在电极板上；
[0018]3)步骤2)被分离后的油从反应罐上方排出，水从罐底部排出，富积在电极板上的机械杂质可定期清理。
[0019]所述电场由水平悬挂在反应罐内的平板电极板产生，电源为交流电、直流电、交直流电或脉冲。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用复合场力对废机油除杂脱水的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)废机油从反应罐的下部进入反应罐，通过液体分布器分布；2)对步骤1)分布的废机油同时施加超声波声场作用和电场作用；在超声波声场、电场和重力场的复合作用下，废机油被分离为油滴、水滴和机械杂质并分离到反应罐中不同位置，油滴上浮而水滴沉降聚积在罐底部，机械杂质富积在电极板上；3)步骤2)被分离后的油从反应罐上方排出，水从罐底部排出，富积在电极板上的机械杂质可定期清理。2.采用如权利要求1所述的一种应用复合场力对废机油除杂脱水的方法，其特征在于，所述电场由水平悬挂在反应罐内的平板电极板产生，电源为交流电、直流电、交直流电或脉冲。3.采用如权利要求1所述的一种应用复合场力对废机油除杂脱水的方法，其特征在于，所述超声波频率范围在20kHz至40kHz，功率强度为0～900W；所述电场为交流电场，电场强度500～1800V/cm，电位梯度1.2～1.5KV/cm。4.采用如权利要求1至3之一所述的一种应用复合场力对废机油除杂脱水的方法，其特征在于，所述超声波频率32KHz，所述电场为交流电场，电场强度1000V/cm，电位梯度1.2KV/cm，电场频率1000HZ；在反应罐截面上超声功率15W/cm2的声强下，所述超声波声场和电场同时作用70s。5.一种应用复合场力对废机油除杂脱水的装置，采用如权利要求1至3之一所述的一种应用复合场力对废机油除杂脱水的方法，其特征在于，包括反应罐、排水管、渗水孔、液体输入管、液体分布器、电极板、变频调压器、排油管和超声波产生管；在所述反应罐的内底环绕布设所述排水管，所述排水管上分别开设多个渗水孔，所述排水管的管口通出反...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨靖，窦明远，李浩铭，冯清，邹帅，夏梦，庞庆港，莫民坤，梁超旭，曾创斌，滕家皇，黄福川，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：