Исследование процесса очистки отработанных моторных масел (80

Доктп. техн. наук, проф. А.Н. Новиков, канд. техн. наук, доц. В.В. Чикулаева, асп. А. М. Нахалов (Орловский государственный технический университет)

Россия, г. Орел, тел. (4862) 76-29-94; e-mail: srmostu@mail.ru

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ОТРАБОТАННЫХ МОТОРНЫХ МАСЕЛ

В последние годы в автотранспортном комплексе полностью разрушена система сбора, пе­ реработки и утилизации отработанных масел, что в первую очередь оказывает огромное нега­ тивное воздействие на окружающую среду. Уменьшить это влияние возможно с помощью вне­ дрения на автотранспортные предприятия малогабаритных установок по очистке отработан­ ных моторных масел.

Объем отработанного моторного масла стремительно нарастает в последние годы. Причин несколько, главная - стремительное увеличение количества автомобилей. Если в середине 80-х гг. существовала служба сбора, утилизации и регенерации моторных масел, то в настоящее время та­ кой службы нет. И теперь около половины отработанного моторного масла - это то масло, которое сливается в землю при самостоятельной смене масла. Проблема глобальная: более половины неф­ тяных загрязнений окружающей среды приходится на отработанные масла и смазочные материа­ лы. По данным ФГУП НИИАТ от автотранспортных предприятий в водные объекты РФ в 2000 г. поступило 2,5 тыс. т нефтепродуктов [1].

Попадание нефтепродуктов в воду и почву приводит к долговременному загрязнению окру­ жающей природной среды в связи с низкой скоростью биологического разложения этого вида от­ ходов. Период биологического разложения нефтепродуктов существенно увеличивается с ростом их молекулярной массы и сложностью структуры и для некоторых компонентов отработанных мо­ торных масел составляет сотни лет.

Основное влияние нефтепродуктов на почвенно-растительный покров сводится к снижению биологической продуктивности почвы и фитомассы растительного покрова. При разливе нефти в количестве 12 л/м2 фитомасса наземной части растений через 3 года уменьшилась на 74%, а при разливе 25 л/м2 - на 90% за один год [2].

По данным статистики загрязнение от автотранспорта только отработанными маслами со­ ставляет 9,8% от всех источников загрязнений гидросферы нефтью, что в 7,5 раза больше, чем при добыче нефти в открытом море [3].

В последние годы появляются различные установки для переработки отработанного масла: стационарные, передвижные для удобства сбора в гаражных кооперативах, на крупных стоянках, на автомагистралях, но в России пока только крупные предприятия организуют у себя сбор и пере­ работку отработанных смазочных материалов.

А между тем области применения продуктов переработки отработанных моторных масел до­ вольно обширны (рис. 1). Их можно использовать как топливо в энергетических установках, как добавки в сырьевую смесь при коксовании угля; при получении твердого топлива; в агрегатах трансмиссии. Кроме того, продукты переработки отработанных масел применяются при изготов­ лении пластичных смазок и получении изоляционных материалов; при приготовлении асфальтов и битума, а также при строительстве дорог.

Если моторное масло очистить от механических загрязнений, воды и легких фракций непо­ средственно на предприятии, то можно его повторно использовать в машинах и технологических процессах с менее жесткими требованиями к качеству масла. Это возможно лишь при наличии на предприятии малогабаритных установок по очистке масел.

Разработана установка, предназначенная для удаления из масел механических примесей, во­ ды и топливных фракций.

Строительство. Транспорт 2007

вещества при строительстве дорог

Рис. 1. Область применения продуктов переработки отработанных масел

Установка включает в себя следующие основные элементы: баки для отработанного и очи­ щенного масла, теплоэлектронагреватель, конденсатосборник, вытяжной вентилятор, преобразова­ тель частоты, шестеренчатый насос с электродвигателем, муфта, маслоочистительная центрифуга, два микрофильтра, соединительные патрубки.

Исследование процесса удаления загрязнений из масла (рис. 2) показало, что при очистке масла на установке содержание нерастворимого осадка снижается в несколько раз.

Время очистки, мин

—Очистка масла при t = 70 "С

—Очистка масла при t = 80 С

—Очистка масла при t = 90l'C

Рис. 2. Изменение количества механических примесей в очищаемом масле

Исследования изменения щелочности масла (рис. 3) показали незначительное уменьшение на 10 ... 15% щелочного числа в процессе очистки.

Ю 20 Время очистки, мин

• Очистка масла при t - 70 С

•Очистка масла при t = 80 С Очистка масла при 1 - 40 "С

Рис. 3. Изменение щелочного числа очищаемого масла

За время очистки вязкость масла уменьшается на 15 ... 20 % (рис. 4).

/ •

; |

в-

Время очистки, мин

—Очистка масла при t * 70 "С

—Очистка масла при t * 80 "С Очистка масла при t - 90 "С

Рис. 4. Изменение вязкости масла в процессе его очистки

Исследование процесса обезвоживания масла (рис. 5) показало, что интенсивность снижения содержания воды в масле повышается с увеличением температуры очищаемого масла. Так при на­ чальной концентрации воды в масле 1,1% и температуре масла 70°С время удаления воды состав­ ляет 60 мин., при 80°С - 53 мин.; при 90°С - 45 мин., при 100°С - 41 мин.

I

20 3D 40 Время очистки, мин

—Очистка масла при t - 70 'V

—ОЧИСТКИ масла при 1 - 80 ''С Очиспса масла при t -: 90 'С

—Очистка масла при t = 1000С

Рис. 5. Содержание воды в масле в процессе его очистки

Данные проведенных исследований показывают, что с помощью несложных установок воз­ можно очищение отработанных моторных масел в местах их сбора. В дальнейшем предприятие решает, как поступить с очищенным отработанным маслом: использовать на нужды предприятия, сдать в пункты переработки нефтепродуктов или довести технические характеристики отработан­ ного масла до уровня свежего при максимально возможном удалении экологически опасных со­ единений.

Литература

1.Воздействие транспортного комплекса Российской Федерации на состояние окружающей сре­ ды и здоровье населения. Аналитический доклад, издательство НПСТ "ТРАНСКОНСАЛТИНГ'. - М., 2002. - 68 с.

2.Пирогов, СВ. Экологическая безопасность применения нефтепродуктов в сельскохозяйст­ венном производстве [Текст] / СВ. Пирогов, А.П. Лапин, А.Н. Бобков, Б.М. Тюриков, М.Д. Момонов. - Брянск, 2003. - 592 с.

3.Парахин, Ю.А. Проблемы очистки ливневых и производственных сточных вод от объектов АТК региона [Текст]. В кн.: Проблемы обеспечения экологической безопасности автотранспортно­ го комплекса: Сб. научных статей. - Орел, 2004. - 88 с.