CC BY
569
УДК 621.43; 631.37
ОЧИСТКА ОТРАБОТАННЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ МОТОРНЫХ МАСЕЛ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
Сафаров Камиль Усманович, кандидат технических наук, профессор кафедры «Эксплуатация мобильных машин и технологического оборудования» Замальдинов Марат Миндехатович, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры «Материаловедение и технология машиностроения»
Колокольцев Сергей Андреевич, студент 4 курса инженерного факультета ФГБОУ ВПО «Ульяновская ГСХА им. П.А. Столыпина» 432017, г. Ульяновск, бульвар Новый Венец, 1, тел.: 8(8422)55-95-97, e -mail: zamaldinov.marat@mail.ru
Ключевые слова: отработанное моторное масло, очистка, ступень, установка, линия очистки.
В статье рассмотрена проблема повторного использования отработанного моторного минерального масла. Предложены технология и установка для очистки отработанного моторного минерального масла с использованием не одного, а нескольких последовательно соединенных в линию агрегатов для очистки масла.
Предложенная технология очистки отработанного моторного минерального масла включает в себя: отстаивание, выпаривание, гидроциклонную очистку, центрифугирование, магнитную очистку и фильтрацию.
Введение
Потребление предприятиями агропромышленного комплекса (АПК) минеральных смазочных материалов различного назначения достигает 30 % от их общего производства в стране, а стоимость этих материалов составляет значительную долю в себестоимости сельскохозяйственной продукции. Поэтому технически грамотное и экономное использование минеральных масел обеспечит значительный экономический эффект и повысит рентабельность отраслей АПК. Одним из направлений экономии нефтепродуктов является вторичное использование отработанных моторных минеральных масел после очистки и восстановление их эксплуатационных свойств [1].
Объекты и методы исследований
На различных регенерационных установках технологический процесс проходит по-разному. Применение сложных технических установок для очистки отработанных моторных масел не всегда экономически целесообразно, достаточно использовать простые и уже известные устройства [2]. С целью эффективного отделения продуктов старения масла и воды, при минимальном отделении от масла присадок, целесообразней применять не один, а несколько последовательно соединенных в линию агрегатов для очистки масла. При этом все агрегаты, из которых состоит установка для очистки масла, должны удовлетворять следующим требованиям: невысокая сто-
Рис. 1 - Технологическая схема очистки отработанного моторного масла
имость; технологичность конструкции; небольшие габариты и масса; безотказность в работе; высокая степень очистки.
С учетом перечисленных выше требований нами предложена следующая технология очистки отработанного масла (рис. 1) [3].
По предлагаемой технологии можно очищать отработанные моторные масла различных марок.
Для очистки отработанных моторных минеральных масел разработана универсальная установка для очистки масла (рис. 2). Она состоит из ёмкости для отстоя 1; шестерёнчатого насоса 2; магистрального крана 3; нагревательного элемента 4; ёмкости для нагрева отработанного масла 5; дроссельного расходомера типа ДР-70 6; гидроциклона 7; ёмкости для сбора очищаемого моторного масла 8; полнопоточных масляных центрифуг двигателя СМД-62 9; магнитного очистителя 10; фильтрующего элемента 11 и вакуумного насоса 12.
Принцип работы установки для очистки масла следующий. Отработанное моторное масло заливают в ёмкость для отстоя. После отстаивания масло подают в емкость для нагрева 1, где происходит испарение из масла воды и лёгких топливных фракций. После нагревания моторное масло шестеренчатым насосом 2 под давлением 0,5 МПа, которое регулируется дросселем-расходомером ДР 6, подаётся в гидроциклон 7. В гидроциклоне 7 очищенное масло делится на две фракции. Первая фракция -очищенное масло, вторая - масло с механическими примесями. Очищенное масло собирается в ёмкости 8. Данный процесс составляет первую ступень очистки.
На второй ступени очистки масло из ёмкости 8 с помощью шестеренчатого на-
очищенное маспс
а
Рис. 2 - Универсальная установка для очистки моторного масла (обозначения в тексте): а - принципиальная схема; б - фото установки
соса 2 под давлением 0,3 МПа подаётся на центробежную очистку - в последовательно соединённые полнопоточные масляные центрифуги 9, после чего оно сливается в ёмкость 8.
Третьей ступенью очистки является магнитная очистка для удаления из масла мелкодисперсных металлических продуктов износа. Моторное масло из ёмкости 8 шестеренчатым насосом 2 подаётся под давлением 0,1 МПа в магнитный очиститель 10. Пройдя через постоянный магнит, масло сливается в ёмкость для сбора очищенного моторного масла 8.
Четвёртая ступень очистки моторного
1
0,94—I
8 -7— 6 -
5 -4 -3 -2—
1 -
0-М
ОММ
I ст.
II ст.
III ст.
IV ст.
М-10Г2к
Рис. 3 - Изменение содержания примесей Х по ступеням очистки
0,3 0,25 0,2
0,15-|— 0,1 0,05 0
ОММ
I ст.
II ст.
III ст.
IV ст. М-10Г2к
Рис. 4 - Изменение содержания воды Q по ступеням очистки
11,2 11 10,8 10,6 10,4 10,2 10 9,8 9,6 9,4
ОММ
I ст.
II ст.
III ст.
IV ст.
М-10Г2к
Рис. 5 - Изменение кинематической вязкости n по ступеням очистки
210 205 200 195 190-Ь 185-1— 180
ОММ I ст. II ст. III ст. IV ст. М-10Г2к
Рис. 6 - Изменение температуры вспышки t по ступеням очистки
масла - фильтрация, которая происходит в фильтрующем элементе 11.
Пройдя все ступени очистки, масло поступает в ёмкость 8, из которой забирают пробы для контроля его качества. При этом определяют содержание нерастворимых примесей в масле, его кинематическую вязкость, содержание воды и температуру вспышки. На основании результатов анализов принимают решение о возможности его дальнейшего использования.
Предлагаемая многоступенчатая установка для очистки моторного масла отличается от других тем, что позволяет очищать моторное масла последовательно в зависимости от степени его загрязненности. При этом очистку масла можно проводить с использованием одной, нескольких или всех ступеней очистки, а также можно изменять последовательность очистки масла по ступеням.
Результаты исследований
Проведенные исследования процесса очистки отработанного моторного масла на предлагаемой установке показали следующие результаты (табл. 1).
При очистке масла в гидроциклоне первой ступени очистки содержание примесей снижается с 0,97 % до 0,79 % (рис. 3). Содержание воды снижается с 0,3 % до 0,2 % (рис. 4). Кинематическая вязкость отработанного моторного масла снижается с 11,2 мм2/с до 10,7 мм2/с (рис. 5). Температура вспышки повысилась до 200оС против 192оС у отработанного масла (рис. 6).
При центрифугировании масла (вторая ступень очистки), определяемые показатели качества изменились следующим образом. Содержание нерастворимых примесей снизилось до 0,67 %, кинематическая вязкость снизилась до 10,5 мм2/с, а температура вспышки составила 205оС. При этом вода в масле отсутствовала (рис. 3 - 6).
Третья ступень очистки (магнитная очистка) позволила снизить содержание примесей до 0,42 %. При этом кинематическая вязкость масла составила 10,2 мм2/с, температура вспышки - 205оС (рис. 3 - 6).
После четвертой ступени очистки
Таблица 1
Результаты анализа проб отработанного моторного масла М-10Г2к после каждой из ступеней его очистки
Ступень очистки Показатель
Содержание примесей, % Содержание воды, % Кинемати-ческая вязкость, мм2/с Температура вспышки, оС
Отработанное моторное масло (ОММ) 0,97 0,3 11,2 192
I ступень очистки 0,79 0,2 10,7 200
II ступень очистки 0,67 отсутств. 10,5 205
III ступень очистки 0,42 отсутств. 10,2 205
IV ступень очистки 0,25 отсутств. 10 205
Товарное масло М-10Г2к 0,28 следы 10,9 208
содержание примесей в масле составило 0,25 %, кинематическая вязкость - 10 мм2/с, температура вспышки не изменилась и составила 205оС.
Выводы
Таким образом, очистка отработанного моторного масла на предлагаемой установке позволила снизить содержание примесей на 26 %, что составило 0,25 % от объема очищаемого масла при содержании примесей в товарном масле М-10Г2к 0,28 %. Вода в очищаемом масле отсутствовала при допустимом содержании ее следов в товарном масле. Температура вспышки составила 205оС, что находится в пределах, установленных техническими характеристиками товарных масел. Кинематическая вязкость составила 10 мм2/с (табл.).
Зная эффективность очистки отработанного масла каждой ступенью и исходя из степени его загрязненности, можно подобрать режимы и способы очистки для достижения необходимого качества масла.
Предлагаемые технология и установка позволяют очищать отработанное моторное масло до чистоты, которая позволяет использовать его в гидросистемах сельскохозяйственной техники, станков или в качестве базового масла для компаундирования и дальнейшего восстановления его свойств.
Библиографический список
1. Методические указания по организации сбора, очистки и рациональному использованию отработавших моторных масел в сельскохозяйственном предприятии. - Тамбов: ВИИТиН, 1992. - 55 с.
2. Колесниченко, В.В. Экономия топливо-смазочных материалов при эксплуатации строительных машин / В.В. Колесниченко. -М.: Строиздат, 1987. - 94 с.
3. Замальдинов, М.М. Многоступенчатый способ очистки и частичного восстановления эксплуатационных свойств отработанных моторных минеральных масел / М.М. Замальдинов. - Ульяновск, УГСХА, 2012 г. - 207 с.
