專利名稱：一種廢油再生裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種廢油提煉及再利用技術，可用于將汽車、船舶以及機械工業(yè)等領 域產(chǎn)生的廢油提煉形成再生燃油，并能夠滿足再生燃料油品質(zhì)標準；本發(fā)明特別涉及一種 采用渦流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)片的經(jīng)濟有效、環(huán)境友好型廢油再生分離膜裝置及方法，本發(fā)明能夠以 較高的處理油量提供高品質(zhì)的再生燃料油。
背景技術：
目前已知的廢油提煉再生技術主要是利用藥劑精煉、減壓蒸餾、或者高溫熱分解 工藝來生產(chǎn)再生燃料油。其中，藥劑精煉工藝(圖1)是通過藥劑處理去除廢油中的水分、沉淀物以及重金 屬等，所精煉出的再生油為低等級的燃料油，只能作為重油的替代產(chǎn)品來利用。藥劑精煉工 藝不僅很難有效去除灰分等污染物，而且殘?zhí)己恳埠芨?。作為一種傳統(tǒng)的廢油精煉工藝， 其工藝構成復雜，因此，目前發(fā)達國家?guī)缀醪辉俨捎迷摴に?。該工藝的回收率約為70%左
右ο減壓蒸餾工藝(圖i)是單純的物理精煉工藝，其生產(chǎn)出的再生燃料油可保持中級 品質(zhì)的潤滑基礎油成分。該工藝的回收率為70%左右，但為提高回收率，不僅要維持很高的 運行溫度，而且工程設計投資費用也非常昂貴。高溫熱分解工藝(圖3)是與空氣完全隔離狀態(tài)下，在400°C高溫以及很高的壓力 下連續(xù)加熱，將大分子量廢油分解及凝縮成黏度較低的低分子量再生燃料油。但在精煉過 程中產(chǎn)生惡臭，工藝構成較復雜，在運行4日左右后中斷運行，需3日的清潔工作，因此很難 維持連續(xù)性的運行。其最高回收率大概60%左右。此外，最近所研究的廢油精煉工藝為利用分離膜系統(tǒng)將廢油精制成高級燃料油。 美國的NLR公司擬采用高頻振動型分離膜技術精煉廢油。此技術特點為在分離膜組件中施 加高頻振動，從而防止膜污染。但因高頻振動，其安裝要求非常嚴格，且會產(chǎn)生很高的噪音。 其系統(tǒng)運行溫度也受限，因此高溫運行條件的廢油精煉工藝中適用性差。另外，由于整個分 離膜組件產(chǎn)生振動，使機械耐久性較差，很容易出現(xiàn)設備故障，造成維護困難。因此現(xiàn)在幾 乎從未適用在廢油再生領域?，F(xiàn)有的一些廢油再生專利技術僅僅是廢油精煉設備的附帶設施或者多是單純的 油水分離裝置和技術。雖然也提出了防止膜污染的渦流產(chǎn)生技術，但研發(fā)此類技術僅應 用于處理高濃度的污廢水，而沒有應用于高溫、高濃度、高粘度處理條件下的廢油精煉領域 中。韓國專利第M1，106號中公開的廢油再生方法是包含為降低廢油黏度的熱交換 設施和為過濾污染物的分離膜系統(tǒng)，但無熱源再利用設施，因此耗能很高，工藝復雜，在分 離膜系統(tǒng)內(nèi)部也無防止膜污染的機構，在精制處理高粘度、高溫度廢油的應用上存在局限 性。此專利技術主要是油水分離工藝，不能精煉出高品質(zhì)的再生燃料油。韓國第695，572號專利公開的技術內(nèi)容為在高粘度、高濃度負荷下不僅能正常運行，而且容易調(diào)節(jié)料液處理量的圓盤式分離膜組件。此項技術的特點是為了降低原料液的 濃度分級，在圓盤表面設置渦流產(chǎn)生凸起件，以降低膜污染。但單個膜組件的膜面積較小， 處理量較少，在高溫條件下無法運行，因此僅應用于污廢水處理領域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述不足。在廢油精煉再生過程中，為了保持很高的污染 物去除率及處理效率，需采用分離膜工藝。但廢油的黏度很高，為避免廢油的高粘度問題， 要改善高溫下無法運行的一般的分離膜組件結構，使其提供在高溫、高粘度條件下也能穩(wěn) 定運行的廢油精煉再生工藝。本發(fā)明的一個方面提供了一種廢油再生裝置，其特征在于包括如下裝置將廢油中的金屬物質(zhì)及較大固形物沉淀去除的沉淀罐；從沉淀罐進入的廢油進行預熱的預熱罐；將預熱廢油中的水分及揮發(fā)性雜物去除并降低廢油粘度的加熱罐；將加熱后的廢油通過分離膜裝置分離成處理油和濃縮油的渦流發(fā)生型分離膜裝 置；及為了利用處理油和濃縮油余熱對預熱罐進行預熱而布置的處理油回流預熱管和 濃縮油的回流預熱管。本發(fā)明還提供了利用上述裝置的一種廢油再生的方法，其特征在于包括如下步 驟用沉淀罐去除廢油中的金屬物質(zhì)及較大固形物沉淀；用預熱罐預熱所述沉淀罐供給的廢油；用加熱罐去除經(jīng)預熱的廢油中的水分及揮發(fā)性雜物，并降低廢油粘度；用渦流發(fā)生型分離膜裝置將加熱后的廢油通過分離膜裝置分離成處理油和濃縮 油；以及經(jīng)由處理油回流預熱管和濃縮油回流預熱管，利用處理油和濃縮油的余熱對預熱 罐進行預熱。


圖1是現(xiàn)有藥劑精煉工藝流程示意圖。圖2是現(xiàn)有減壓蒸餾工藝流程示意圖。圖3是現(xiàn)有高溫熱分解工藝流程示意圖。圖4是本發(fā)明利用分離膜技術的廢油精煉再生工藝流程示意圖。圖5是渦流產(chǎn)生型分離膜組件的內(nèi)部結構示意圖。圖6是渦流產(chǎn)生型分離膜組件的過濾原理示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖4是本發(fā)明利用渦流產(chǎn)生型分離膜技術的廢油再生工藝流程示意圖。
如圖4所示，本發(fā)明利用渦流產(chǎn)生性分離膜的廢油再生工藝包括由廢油儲罐Al、 沉淀罐A2、預熱罐A3、加熱罐A4所組成的預處理工藝，將預處理后的廢油利用渦流產(chǎn)生型 分離膜裝置A5進行再生精煉處理的主處理工藝，以及將經(jīng)過預處理和主處理工藝產(chǎn)生的 處理油和濃縮油回流到預熱罐A3，從而回收余熱，即，設置再利用處理油和濃縮油余熱的余 熱回收工藝。對每個單元工藝的詳細描述如下。-預處理單元工藝為了調(diào)節(jié)廢油的進油量以及保持后續(xù)設施的連續(xù)穩(wěn)定運行而設置廢油儲罐Al，從 而可以構成穩(wěn)定的處理工藝。經(jīng)廢油儲罐Al廢油進入到沉淀罐A2，在沉淀罐中經(jīng)自然沉降 去除金屬物質(zhì)以及較大固形物等，從而保護后續(xù)的分離膜裝置，提高處理性能。經(jīng)過沉淀處 理后的廢油依次進入到預熱罐A3、加熱罐A4，在此過程中廢油溫度提升至120°C，從而去除 水分及揮發(fā)性雜物，并降低高黏性的廢油粘度，提高分離膜裝置的處理效率。加熱罐A4是 利用導熱油鍋爐A7或蒸汽加熱系統(tǒng)來加熱。-主處理單元工藝經(jīng)過預處理單元的廢油溫度為120°C以低粘度狀態(tài)進入到渦流產(chǎn)生型分離膜裝置 A5主處理工藝單元。在渦流產(chǎn)生型分離膜裝置A5內(nèi)部設置了扇形刀刃(Blade)形狀的渦 流產(chǎn)生器(VortexGenerator)，通過它的旋轉(zhuǎn)在膜表面產(chǎn)生強烈的渦流，從而抑制膜污染，
提高膜通量。圖5是渦流產(chǎn)生型分離膜裝置A5內(nèi)分離膜組件200內(nèi)部結構示意圖，圖6是分離 膜組件200內(nèi)部廢油的透過原理示意圖。分離膜組件200構成如下將由驅(qū)動件(驅(qū)動電機未圖示)發(fā)生的旋轉(zhuǎn)力傳送給 中心軸310，從而渦流產(chǎn)生轉(zhuǎn)子220轉(zhuǎn)動。如圖5所示，分離膜組件200內(nèi)部是由附貼膜片的 上部膜托盤(TopMembrane Tray) 210、渦流產(chǎn)生轉(zhuǎn)子220、以及下部膜托盤(BottomMembrane Tray) 230依次排序疊層構成。如圖6所示，進入到分離膜組件200內(nèi)部的廢油透過原理是，進入的廢油是透過平 板膜托盤210、230沿著流路如箭頭標記所示方向移動，并最終排出于分離膜組件200外。隨 著驅(qū)動時間的累計，在分離膜表面沉積未透過的污染物，從而會降低處理效率。因此，如上 述和圖示，利用渦流產(chǎn)生轉(zhuǎn)子220發(fā)生很強烈的剪切力，從而去除膜表面的污染物。加熱到120°C的廢油通過渦流產(chǎn)生型分離膜裝置A5進口進入到分離膜組件200內(nèi) 部。然后在渦流產(chǎn)生轉(zhuǎn)子220旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下廢油透過膜托盤210、230，透過的處理油通過處理 油預熱管B3貫通穿過(利用管道貫穿)預熱罐A3最終被排出，未透過膜托盤210、230的 濃縮油通過濃縮油預熱管B4貫通穿過(利用管道貫穿)預熱罐A3被排出。廢油因自身的化學性質(zhì)特點，會使塑料及橡膠類材質(zhì)發(fā)生硬化，因而降低分離膜 組件200的機械耐久性，考慮到這些因素，本發(fā)明的一個實施例中，內(nèi)部構件都是由非硬化 性材質(zhì)(工程塑膠)所構成，尤其是分離膜，分離膜材質(zhì)是采用了耐化學性特別強的特氟綸 (聚四氟乙烯)或陶瓷材質(zhì)的分離膜，其提高了分離膜組件200機械耐久性。-附帶設備由于廢油粘度特別高，利用分離膜精煉再生廢油面臨許多問題。特別是很高的粘 度降低廢油流動性和處理效率。同時，為了降低粘度，設置導熱油鍋爐或蒸汽加熱系統(tǒng)A7 將廢油加熱至120°C以上。此時通過渦流產(chǎn)生型分離膜裝置A5處理的處理油和濃縮油分別通過處理油預熱管B3、濃縮油預熱管B4，將處理油以及濃縮油的余熱回收再利用，從而提 高能源利用效率。根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容，在廢油精煉再生處理上，采用了經(jīng)過主處理工藝后產(chǎn)生的處理 油和濃縮油分別通過處理油預熱管B3和濃縮油預熱管B4，在預熱罐A3回收余熱的節(jié)能型 預處理工藝，又引入了膜污染防止能力很強的渦流產(chǎn)生型分離膜工藝，從而提供在高濃度、 高粘度及高溫條件下也能維持穩(wěn)定的處理效率及高質(zhì)量的再生燃料油的新概念廢油精煉 再生工藝。尤其，利用作為預處理設施的導熱油加熱鍋爐或蒸汽加熱系統(tǒng)A7去除水分等污 染物，并提高廢油流動性，從而給渦流產(chǎn)生型分離膜工藝提供穩(wěn)定的原料供給，在加熱罐A4 前面設置預熱罐，從而回收再利用處理油和濃縮油的余熱給加熱罐廢油進行加熱，使工藝 能耗最小化。又，在精煉過程中不投加藥劑，不發(fā)生藥劑副產(chǎn)物，因此無2次環(huán)境污染。另外，在渦流發(fā)生型分離膜裝置將廢油處理成再生燃料油，其處理油的硫分、殘 碳、灰分等濃度均達到燃料油標準。通過特制的旋轉(zhuǎn)葉片產(chǎn)生渦流，使提高膜污染抵抗性， 同時確保很高的處理流量和回收率。本發(fā)明是新概念廢油分離膜精煉再生技術。以上是以圖示對本發(fā)明具體實施方式
進行說明，但本發(fā)明不局限于上述特定實施 方式，本發(fā)明在以下權利要求范圍內(nèi)可以進行修改和變更，這些修改或變更都屬于本發(fā)明 保護范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種廢油再生裝置，其特征在于包括如下裝置將廢油中的金屬物質(zhì)及較大固形物沉淀去除的沉淀罐(A2)； 從沉淀罐進入的廢油進行預熱的預熱罐(A3)；將預熱廢油中的水分及揮發(fā)性雜物去除并降低廢油粘度的加熱罐(A4)； 將加熱后的廢油通過分離膜裝置分離成處理油和濃縮油的渦流發(fā)生型分離膜裝置 (A5)；及為了利用處理油和濃縮油余熱對預熱罐進行預熱而布置的處理油回流預熱管和濃縮 油的回流預熱管。
2.根據(jù)權利要求1所述的廢油再生裝置， 其中，將加熱罐溫度加熱至120°C以上。
3.根據(jù)權利要求1或權利要求2所述廢油再生裝置， 還包括導熱油鍋爐或蒸汽加熱系統(tǒng)，用于將所述加熱罐加熱。
4.根據(jù)權利要求1所述的廢油再生裝置，其中，所述的渦流發(fā)生型分離膜裝置包括分離膜組件旋轉(zhuǎn)葉片，該旋轉(zhuǎn)葉片由非硬化 性材質(zhì)構成。
5.根據(jù)權利要求1所述的廢油再生裝置，其中，渦流發(fā)生型分離膜裝置包括分離膜組件的分離膜，該分離膜由特氟綸，即聚四氟 乙烯構成，或者由陶瓷材質(zhì)構成。
6.一種廢油再生的方法，其特征在于包括如下步驟用沉淀罐(A2)去除廢油中的金屬物質(zhì)及較大固形物沉淀； 用預熱罐(a;B)預熱所述沉淀罐m供給的廢油；用加熱罐(A4)去除經(jīng)預熱的廢油中的水分及揮發(fā)性雜物，并降低廢油粘度； 用渦流發(fā)生型分離膜裝置(A5)將加熱后的廢油通過分離膜裝置分離成處理油和濃縮 油；以及經(jīng)由處理油回流預熱管和濃縮油回流預熱管，利用處理油和濃縮油的余熱對預熱罐進 行預熱。
7.根據(jù)權利要求6所述的廢油再生的方法， 其中，將所述加熱罐溫度加熱至120°C以上。
8.根據(jù)權利要求6或權利要求7所述廢油再生的方法， 還包括利用導熱油鍋爐或蒸汽加熱系統(tǒng)加熱所述加熱罐。
9.一種廢油再生裝置，包括將廢油中的金屬物質(zhì)和較大固形物進行沉淀去除的沉淀單元； 將沉淀去除后的廢油進行預熱的預熱單元；將預熱后的廢油進行加熱，從而去除廢油中的水分及揮發(fā)性雜物并降低廢油粘度的加 熱單元；將預處理后進入的廢油利用分離膜工藝分離成處理油和濃縮油的主處理單元；以及， 將處理油和濃縮油回流至預熱罐將余熱回收再利用的熱回收單元。
10.根據(jù)權利要求9所述裝置，其中，在所述加熱單元將溫度加熱至120°C以上。
11.一種廢油再生的處理方法，包括如下步驟利用沉淀單元將廢油中的金屬物質(zhì)和較大固形物進行沉淀去除； 利用預熱單元將沉淀去除后的廢油進行預熱；利用加熱單元將預熱后的廢油進行加熱，從而去除廢油中的水分及揮發(fā)性雜物并降低 廢油粘度；利用主處理單元將預處理后進入的廢油利用分離膜裝置分離成處理油和濃縮油；以及，利用熱回收單元將所得到的處理油和濃縮油回流至預熱罐將余熱回收再利用。
12.根據(jù)權利要求11所述方法，其中，還包括在加熱單元將溫度加熱至120°C以上的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種廢油再生裝置，其特征在于包括如下裝置將廢油中的金屬物質(zhì)及較大固形物沉淀去除的沉淀罐(A2)；從沉淀罐進入的廢油進行預熱的預熱罐(A3)；將預熱廢油中的水分及揮發(fā)性雜物去除并降低廢油粘度的加熱罐(A4)；將加熱后的廢油通過分離膜裝置分離成處理油和濃縮油的渦流發(fā)生型分離膜裝置(A5)；以及，為了利用處理油和濃縮油余熱對預熱罐進行預熱而布置的處理油回流預熱管和濃縮油回流預熱管。本發(fā)明還包括利用上述裝置的廢油再生方法。
文檔編號C10M175/06GK102140367SQ20111003031
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權日2010年1月28日
發(fā)明者樸紀宅, 李龍, 金普顯, 金樟圭, 金相旭 申請人:富康技術股份有限公司