内容提要:本文简要说明吸附剂再生变压器油的意义,介绍了XD-05壳聚糖高效吸附剂的规模化生产原理和方法;探讨了壳聚糖吸附剂的使用条件和吸附性能;发现各型壳聚糖吸附剂的理化性能及其用作废油再生功能之间的关系。本文还详细阐述了其优越的使用性能和用作电力用油再生所具有的极大经济环保价值,证实了其极佳的推广前景。
关键词:变压器油 废油再生 生产线
1、前言
劣化绝缘油会成为国家环保有关规定定义的“危险废物”。这类“危险废物”不仅造成了极大的资源浪费和经济损失,而且对人的生命安全和生态环境等造成严重的危害。然而,目前国内外对劣化绝缘油的修复方法存在二次污染、修复速度慢、过程繁琐、效率低等问题,对劣化绝缘油的性能修复存在方法单一、效果差、污染环境等问题。
劣化绝缘油中的大部分成分是可以重复利用的,对其进行吸附再生处理是最好的方式。吸附剂再生劣化的绝缘油,是利用分子吸附的手段,深度吸附油中的有损于其理化性能的劣化物,使油品得以再生精制,从而使得劣化的油再次达到使用的标准。然而,现有的吸附剂要么对劣化绝缘油的吸附再生处理效果较差,要么虽然对劣化绝缘油的吸附再生处理效果较佳,但是生产工艺复杂、过程不易控制,生产成本昂贵,无法实现大规模生产。
因此,研究设计出一种对劣化绝缘油的吸附再生处理效果优异的吸附剂的规模化生产方法,对于实现电力运维安全、经济生产与环境保护等具有重要的经济意义、环保意义及工程应用价值。
本文介绍了XD-05新型壳聚糖高效吸附剂的研制过程。在吸取XDK-02降介损、XDK-03脱色吸附剂、XD-04圆颗粒吸附剂成功经验的基础上,改进了吸附剂的配方,使吸附剂有较强脱色和脱出油中微粒碳的功能,生产过程无大量粉尘且使用过程无大量二次污染吸附剂废渣,证实了其巨大的发展前景。
2、XD-05新型高效吸附剂的研制
2 .1研制原理和技术关键
利用本地大量生产的廉价化工原料,运用高等化学原理,针对现有技术中存在的环保和技术问题,提供一种劣化绝缘油再生用壳聚糖吸附剂的规模化生产方法,其生产工艺简单、过程易于控制,生产成本低,实现大规模生产,且制得的壳聚糖吸附剂对劣化绝缘油的吸附再生处理效果优异。另一方面,由于反应温度较低,为吸附剂大规模生产提供了条件。
取壳聚糖凝胶液,加入硅铝凝胶,搅拌0.5h后,在搅拌状态下缓慢滴入浓度为2mol/L的NaOH溶液,得到混合液;其中,硅铝凝胶与壳聚糖凝胶液的质量体积比(g/ml)为9:100,NaOH溶液与壳聚糖凝胶液的体积比为1-10:100;
在70℃下恒温水浴搅拌2h混合液,使壳聚糖在硅铝凝胶表面缓慢矿化,形成壳聚糖凝胶,调中性后,陈化24h,干燥,得到壳聚糖吸附剂XDK-CSK,再干燥后得到的壳聚糖吸附剂XDK-CSK采用长10cm、宽5cm的尼龙布包装袋进行包装。进一步,壳聚糖吸附剂XDK-CSK的包装规格为100-500g/袋,得到比表面积大和孔半径大的活性吸附剂成品。
由于孔径大,大分子的劣化物质的内扩散充分,保证了吸附的顺利进行。
研制过程中,摸索反应配比是至关重要的,它决定了吸附剂的大部分理化性能。在制作工艺中,需控制反应温度和母液环境,以有利于晶体的正常成长。另外,如何安排各级反应的次序也决定了吸附剂的活性强弱。
2 .2中间试验
经试验室摸索出吸附剂的配方和生产流程后,我们利用模拟方法作了小型生产中间试验。
2.2.1生产设备
2.2.1.1反应釜,100L,搅拌速度r/min,电加热,苏州搪玻璃设备厂生产。
2.2.1.2离心机,600mm,人工卸料,湖南湘潭离心机厂生产。
2.2.1.3电热风循环烘箱,WH20065,武汉高压所生产的绝缘子灰测试装置。高温煅烧300-400摄氏度。
2.2.1.4预冷冻,宁波东芝生物科技设备公司设备厂生产。
2.2.1.5冷冻机,采用宁波东芝生物科技设备公司TZ-50ND型冷冻干燥机。
2.2.2试验结果与讨论
2.2.2.1XD-05新型高效吸附剂的技术规格
吸附剂的理化特性见表一。
注:上述数据由武汉化工大学测定。
2.2.2.2吸附剂接触法再生最佳工艺条件
为了确定接触法再生的最佳工艺条件,根据一般吸附剂的适应范围,我们运用正交试验设计方法,选定试验的因素水平见表1。
选择正交表L9(34)来安排试验,以A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3分别代表搅拌时间、再生温度和吸附剂量的三个不同水平,再生前的酸质为0。021mgKOH/g,透光率为73。%,运用极差分析的方法对吸附剂的试验结果进行数据处理。结果表明,各因素对吸附剂再生效果的影响顺序不同。对WXD-02吸附剂而言,各因素对吸附剂再生效果的影响顺序为B→A→C,最佳工艺条件为A2B3C2(搅拌时间为10分钟,再生温度为50℃和2%的吸附劑量)。
2.2.2.3吸附剂的吸附性能
我们作了WXD-02吸附剂与801吸附剂性能对比试验,操作步骤如下:
取孝感供电局修试工厂废油500克,加热至55℃,在不断搅拌下加入10克吸附剂,继续搅拌10分钟后静止沉降,上层清油经过滤得一次吸附再生油,再生油按上述步骤操作一遍得二次吸附再生油,再生前后油质情况对比如下:
3 、XD-05壳聚糖吸附剂的工业生产及应用
3.1实施案例一
取壳聚糖凝胶液10L,加入硅铝凝胶900g,搅拌0.5h后,在搅拌状态下缓慢滴入100ml浓度为2mol/L的NaOH溶液,得到混合液;在70℃下恒温水浴搅拌2h混合液,使壳聚糖在XDK表面缓慢矿化,形成壳聚糖凝胶,调中性后,陈化24h,干燥,得到壳聚糖吸附剂XDK-CSK。