CC BY
171
COMPARATIVE ANALYSIS OF FACIAL RECOGNITION ALGORITHMS Annotation. It describes and analyzes the modern methods of facial recognition. On the basis of the analysis methods, it seems that perspective may be the creation of hybrid methods. Key words: face recognition, Viola-Jones method, main components method, Hopfield neural network.
УДК 621.899:66.021.06
РЕГЕНЕРАЦИЯ ОТРАБОТАННЫХ МОТОРНЫХ МАСЕЛ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАНОМЕМБРАН Пахотин Никита Евгеньевич, аспирант
(nepahotin@gmail.com) Осадчий Юрий Павлович, к.т.н., доцент Пахотина Ирина Николаевна, к.т.н., доцент Ивановский государственный политехнический университет,
г.Иваново, Россия
Отработанные масла собирают и подвергают регенерации с целью повторного использования. В данной статье предлагается новая комбинированная система разделения и очистки отработанного моторного масла, включающая нанофильтрацию.
Ключевые слова: отработанное моторное масло, регенерация, нанофильтрация, мембрана.
Регенерация - самый предпочтительный для окружающей среды способ утилизации отработанного масла. Это такой вид обработки, при котором из отработанного масла удаляются все загрязнители. Результат регенерации используют для производства того же самого масла. Это позволяет продлить срок службы смазочных материалов, сэкономить сырье и сохранить экологию.
Отработанные масла содержат в своем составе различные металлы, продукты старения, углеводороды нафтеновые, парафиновые, ароматические, смолы, минеральные кислоты, минеральную пыль, асфальто-смолистые продукты, сложные эфиры.
По мере накопления сажи, смол, асфальтенов моторное масло начинает интенсивно стареть. Это оказывает влияние на срок службы масла, отражается на технико-экономических показателях работы двигателя и автомобиля в целом [1].
Существующие способы разделения и очистки масел не позволяют вместе с механическими примесями удалять и продукты старения. Это доказывает необходимость разработки новых способов разделения и очистки отработанных масел. Существующие методы очистки не позволяют полностью удалять асфальто-смолистые соединения и продукты окисления.
Удаление мелкодиспергированных продуктов старения масел с помощью новых методов периодической очистки позволит продлить срок службы масел.
Основным препятствием к улучшению очистки отработанных моторных масел является наличие в них моюще-диспергирующих присадок. Эти присадки при эксплуатации масел срабатываются не полностью и удерживают загрязнения во взвешенном состоянии. В результате адсорбция, механическая фильтрация и другие виды очистки оказываются малоэффективными. Традиционные способы очистки - механические, химические или физико-химические не обеспечивают необходимую эффективность очистки [2].
В настоящее время разрабатываются новые методы регенерации отработанных моторных масел с использованием мембранного разделения.
Мембранные процессы - это процессы разделения, осуществляемые на полупроницаемых мембранах под действием приложенной движущей силы. К наиболее распространенным промышленным мембранным процессам относятся ультра-, микро- нанофильтрацию и обратный осмос.
Главная особенность этих методов - наличие полупроницаемой мембраны, обладающей преимущественной проницаемостью по отношению к определенным компонентам разделяемой смеси. В настоящее время баромембранные процессы широко используются в системах водоподготовки, при концентрировании и фракционировании растворов, для опреснения соленых вод, очистки различных жидких отходов. Мембраны и другие фильтрующие материалы, можно рассматривать как полупроницаемые среды. Они пропускают воду, но не пропускают некоторые примеси. Однако, если обычное фильтрование применяется для удаления из воды относительно крупных образований -дисперсных и крупных коллоидных примесей, то мембранные технологии - для извлечения мелких коллоидных частиц, а также растворенных соединений. Для этого мембраны должны иметь поры очень малого размера [3].
Мембранные технологии относятся к надежным, эффективным и экономичным методам разделения и очистки отработанных моторных масел. Фильтры системы очистки, использующие нанофильтрацию достаточно просты, основной их элемент это наномембрана.
Движущей силой, заставляющей жидкость проникать через препятствие в виде тонкой перегородки, может быть приложенное давление, разница концентраций растворенных веществ, разница температур по обе стороны перегородки, электродвижущая сила.
Основное отличие мембран от обычных фильтрующих сред состоит в том, что они тонкие, и удаляемые примеси задерживаются только на поверхности мембраны.
Микрофильтрационные мембраны имеют размер пор от 0,1до 1,0 мкм. Они задерживают мелкие взвеси и коллоидные частицы. Такие мембраны
используют для грубой очистки, или для предварительной подготовки перед более тонкой очисткой.
Ультрафильтрационные мембраны имеют размер пор от 0,01 до 0,1 мкм и работают обычно при давлениях 2-5 бар. Они удаляют крупные органические молекулы, коллоидные частицы. Они применяются, например, для доочистки питьевой водопроводной воды от коллоидных и высокомолекулярных загрязнений, если не требуется корректировка ее солевого состава Такие мембраны обеспечивают стабильно высокое качество очистки, не изменяя при этом основной минеральный состав. Обратноосмотические мембраны имеют поры диаметром менее 10 нанометров (менее 0,01 мкм), работают при давлениях до 100 бар и позволяют осуществлять глубокое обессоливание, или деминерализацию. Обратный осмос применяют для получения сверхчистой воды, а также для опреснения морской и солоноватых подземных вод. Обратноосмотические мембраны содержат самые узкие поры. Они задерживают большую часть органических веществ и растворенных солей, в том числе и железо [4].
Процесс фильтрования растворов под давлением, превышающем осмотическое, через полупроницаемые мембраны, пропускающие растворитель и задерживающие растворенное вещество называется нанофильтрацией. Нанофильтрационные мембраны характеризуются размером пор от 0,001 до 0,01 мкм. Основные достоинства наноразделительного метода - высокая степень очистки, стабильное качество, универсальность метода, небольшие габариты установок, длительный срок службы мембран.
Наиболее эффективными являются нанофильтрационные мембраны, так как они улавливают мелкодисперсные включения.
Предлагается устройство и комплексная технология концентрирования, разделения и очистки отработанных масел при оптимальном сочетании баромембранных методов с традиционными методами очистки отработанных моторных масел. Новая комплексная технология включает механическую фильтрацию, центробежную сепарацию и нанофильтрацию. Это позволяет обеспечить высокую степень очистки отработанного масла и уменьшить объем утилизации смазочных материалов, что позволит улучшить экологическую обстановку. Современное состояние мембранного рынка показывает устойчивую тенденцию к расширению области применения нанофильтрационных мембран. Разработка нового метода - нанофильтрации с высокой способностью улавливать мелкодисперсные включения позволяет применять этот метод для очистки отработанных моторных масел.
Эффективность нанофильтрационных мембран обусловлена резким снижением концентрации органических загрязнений, как высокомолекулярных, так и низкомолекулярных. Особенно это касается хлорорганических веществ, которые опасны для здоровья людей.
Нанофильтрационные мембраны обеспечивают высокое качество очистки и разделения отработанных моторных масел, а это приводит к снижению энергоемкости перерабатывающего производства и к уменьшению выбросов отходов в окружающую среду. Процессы нанофильтрационного разделения зависят от свойств мембран, потоков в них и движущих сил. Для этих процессов также важен характер потоков к мембране со стороны разделяемых сред и отвода продуктов разделения с противоположной стороны. Принципиальное отличие мембранного метода от традиционных методов фильтрования - это разделение продуктов в потоке, т.е. разделение без осаждения на фильтроматериале осадка, постепенно закупоривающего рабочую пористую поверхность фильтра[5].
Регенерация самый предпочтительный способ утилизации отработанного масла для окружающей среды. Результат регенерации используют для производства того же масла. Такой способ помогает экономить сырье и является экологически безопасным. При тщательном выполнении технологии регенерации, качество масла мало отличается от нового масла. Для получения необходимой вязкости масла смешиваются и к ним добавляются присадки, как при производстве новых товарных масел. Выход регенерированного масла достигает 75-80%.
Подвергать регенерации можно моторные, гидравлические, индустриальные отработанные масла.
Нанофильтрационный процесс может стать новым и перспективным методом регенерации отработанных масел. Именно, нанофильтрационные мембраны применяются все чаще для очистки воды, масел и других отходов. Наиболее перспективными являются мембраны из неорганических материалов, полимерные металлокерамические, керамические и углеродные.
Процессы мембранного разделения, такие как микрофильтрация, ультрафильтрация, нанофильтрация, эффективнее и экономичнее традиционных методов разделения. Концепция мембранного метода решит проблемы неполной утилизации сырья и перехода на непрерывный способ производства.
Присадки при эксплуатации масел срабатываются не полностью и удерживают загрязнения во взвешенном состоянии. В результате адсорбция, механическая фильтрация и другие виды очистки оказываются малоэффективными.
Необходимость регенерации отработанных моторных масел не вызывает сомнения, поскольку их уничтожение и захоронение порождает еще большие проблемы, чем сами масла. Регенерированные моторные масла являются ценным вторичным сырьем, их можно использовать в качестве котельного топлива, смазочного материала для тракторов и другой тяжелой строительной техники, для производства строительного битума.
Список литературы
1. Балтенас А.С., Сафонов А.С. Моторные масла - СПб.:Альфа-Лаб,2011.-272 с.
2. Шашкин П.И., Брай И.В. Регенерация отработанных нефтяных масел. -М.: Химия, 2006. - 304с.
3. Пахотина И.Н., Осадчий Ю.П., Пахотин Н.Е. Баромембранное разделение и очистка отработанных моторных масел. Молодые ученые развитию текстильно-промышленного кластера (Поиск-2015): Сборник трудов Межвузовской научно-технической конференции с международным участием. - Иваново: ИВГПУ, 2015. - С. 221-222.
4. Пахотин Н.Е., Пахотина И.Н., Осадчий Ю.П., Разделение жидких полидисперсных систем ультрафильтрацией// Инновации в строительстве глазами молодых специалистов: Сборник научных трудов Международной научно-технической конференции.- Курск: ЮЗГУ, 2014г.С. 249-250.
5. Пахотин Н.Е., Пахотина И.Н., Осадчий Ю.П., Новые технологии регенерации отработанных моторных масел//1-я МНПК «Проблемы и инновации в области механизации и технологий в строительных и дорожных областях», СГТУ, Саратов, 2015,С.109-112.
Pakhotin Nikita Yevgen 'yevich, aspirant (nepahotin@gmail.com)
FGBOU VO «Ivanovskiy gosudarstvennyy politekhnicheskiy universitet», g.Ivanovo, Rossiya
Osadchiy Yuriy Pavlovich, k.t.n., dotsent
FGBOU VO «Ivanovskiy gosudarstvennyy politekhnicheskiy universitet», g.Ivanovo, Rossiya
Pakhotina Irina Nikolayevna, k.t.n., dotsent
FGBOU VO «Ivanovskiy gosudarstvennyy politekhnicheskiy universitet», g.Ivanovo, Rossiya
Otrabotannyye masla sobirayut i podvergayut regeneratsii s tsel'yu povtornogo ispol'zovaniya. V dannoy stat'ye predlagayetsya novaya kombinirovannaya sistema razdeleniya i ochistki otrabotannogo motornogo masla, vklyuchayushchaya nanofil'tratsiyu.
Klyuchevyye slova: otrabotannoye motornoye maslo, regeneratsiya, nanofil'tratsiya, membrana.
