专利名称：一种废油再生装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种废油提炼及再利用技术，可用于将汽车、船舶以及机械工业等领 域产生的废油提炼形成再生燃油，并能够满足再生燃料油品质标准；本发明特别涉及一种 采用涡流产生旋转片的经济有效、环境友好型废油再生分离膜装置及方法，本发明能够以 较高的处理油量提供高品质的再生燃料油。
背景技术：
目前已知的废油提炼再生技术主要是利用药剂精炼、减压蒸馏、或者高温热分解 工艺来生产再生燃料油。其中，药剂精炼工艺(图1)是通过药剂处理去除废油中的水分、沉淀物以及重金 属等，所精炼出的再生油为低等级的燃料油，只能作为重油的替代产品来利用。药剂精炼工 艺不仅很难有效去除灰分等污染物，而且残碳含量也很高。作为一种传统的废油精炼工艺， 其工艺构成复杂，因此，目前发达国家几乎不再采用该工艺。该工艺的回收率约为70%左
右ο减压蒸馏工艺(图i)是单纯的物理精炼工艺，其生产出的再生燃料油可保持中级 品质的润滑基础油成分。该工艺的回收率为70%左右，但为提高回收率，不仅要维持很高的 运行温度，而且工程设计投资费用也非常昂贵。高温热分解工艺(图3)是与空气完全隔离状态下，在400°C高温以及很高的压力 下连续加热，将大分子量废油分解及凝缩成黏度较低的低分子量再生燃料油。但在精炼过 程中产生恶臭，工艺构成较复杂，在运行4日左右后中断运行，需3日的清洁工作，因此很难 维持连续性的运行。其最高回收率大概60%左右。此外，最近所研究的废油精炼工艺为利用分离膜系统将废油精制成高级燃料油。 美国的NLR公司拟采用高频振动型分离膜技术精炼废油。此技术特点为在分离膜组件中施 加高频振动，从而防止膜污染。但因高频振动，其安装要求非常严格，且会产生很高的噪音。 其系统运行温度也受限，因此高温运行条件的废油精炼工艺中适用性差。另外，由于整个分 离膜组件产生振动，使机械耐久性较差，很容易出现设备故障，造成维护困难。因此现在几 乎从未适用在废油再生领域。现有的一些废油再生专利技术仅仅是废油精炼设备的附带设施或者多是单纯的 油水分离装置和技术。虽然也提出了防止膜污染的涡流产生技术，但研发此类技术仅应 用于处理高浓度的污废水，而没有应用于高温、高浓度、高粘度处理条件下的废油精炼领域 中。韩国专利第M1，106号中公开的废油再生方法是包含为降低废油黏度的热交换 设施和为过滤污染物的分离膜系统，但无热源再利用设施，因此耗能很高，工艺复杂，在分 离膜系统内部也无防止膜污染的机构，在精制处理高粘度、高温度废油的应用上存在局限 性。此专利技术主要是油水分离工艺，不能精炼出高品质的再生燃料油。韩国第695，572号专利公开的技术内容为在高粘度、高浓度负荷下不仅能正常运行，而且容易调节料液处理量的圆盘式分离膜组件。此项技术的特点是为了降低原料液的 浓度分级，在圆盘表面设置涡流产生凸起件，以降低膜污染。但单个膜组件的膜面积较小， 处理量较少，在高温条件下无法运行，因此仅应用于污废水处理领域。
发明内容
本发明的目的在于解决上述不足。在废油精炼再生过程中，为了保持很高的污染 物去除率及处理效率，需采用分离膜工艺。但废油的黏度很高，为避免废油的高粘度问题， 要改善高温下无法运行的一般的分离膜组件结构，使其提供在高温、高粘度条件下也能稳 定运行的废油精炼再生工艺。本发明的一个方面提供了一种废油再生装置，其特征在于包括如下装置将废油中的金属物质及较大固形物沉淀去除的沉淀罐；从沉淀罐进入的废油进行预热的预热罐；将预热废油中的水分及挥发性杂物去除并降低废油粘度的加热罐；将加热后的废油通过分离膜装置分离成处理油和浓缩油的涡流发生型分离膜装 置；及为了利用处理油和浓缩油余热对预热罐进行预热而布置的处理油回流预热管和 浓缩油的回流预热管。本发明还提供了利用上述装置的一种废油再生的方法，其特征在于包括如下步 骤用沉淀罐去除废油中的金属物质及较大固形物沉淀；用预热罐预热所述沉淀罐供给的废油；用加热罐去除经预热的废油中的水分及挥发性杂物，并降低废油粘度；用涡流发生型分离膜装置将加热后的废油通过分离膜装置分离成处理油和浓缩 油；以及经由处理油回流预热管和浓缩油回流预热管，利用处理油和浓缩油的余热对预热 罐进行预热。
图1是现有药剂精炼工艺流程示意图。图2是现有减压蒸馏工艺流程示意图。图3是现有高温热分解工艺流程示意图。图4是本发明利用分离膜技术的废油精炼再生工艺流程示意图。图5是涡流产生型分离膜组件的内部结构示意图。图6是涡流产生型分离膜组件的过滤原理示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施方式进行说明。图4是本发明利用涡流产生型分离膜技术的废油再生工艺流程示意图。
如图4所示，本发明利用涡流产生性分离膜的废油再生工艺包括由废油储罐Al、 沉淀罐A2、预热罐A3、加热罐A4所组成的预处理工艺，将预处理后的废油利用涡流产生型 分离膜装置A5进行再生精炼处理的主处理工艺，以及将经过预处理和主处理工艺产生的 处理油和浓缩油回流到预热罐A3，从而回收余热，即，设置再利用处理油和浓缩油余热的余 热回收工艺。对每个单元工艺的详细描述如下。-预处理单元工艺为了调节废油的进油量以及保持后续设施的连续稳定运行而设置废油储罐Al，从 而可以构成稳定的处理工艺。经废油储罐Al废油进入到沉淀罐A2，在沉淀罐中经自然沉降 去除金属物质以及较大固形物等，从而保护后续的分离膜装置，提高处理性能。经过沉淀处 理后的废油依次进入到预热罐A3、加热罐A4，在此过程中废油温度提升至120°C，从而去除 水分及挥发性杂物，并降低高黏性的废油粘度，提高分离膜装置的处理效率。加热罐A4是 利用导热油锅炉A7或蒸汽加热系统来加热。-主处理单元工艺经过预处理单元的废油温度为120°C以低粘度状态进入到涡流产生型分离膜装置 A5主处理工艺单元。在涡流产生型分离膜装置A5内部设置了扇形刀刃(Blade)形状的涡 流产生器(VortexGenerator)，通过它的旋转在膜表面产生强烈的涡流，从而抑制膜污染，
提高膜通量。图5是涡流产生型分离膜装置A5内分离膜组件200内部结构示意图，图6是分离 膜组件200内部废油的透过原理示意图。分离膜组件200构成如下将由驱动件(驱动电机未图示)发生的旋转力传送给 中心轴310，从而涡流产生转子220转动。如图5所示，分离膜组件200内部是由附贴膜片的 上部膜托盘(TopMembrane Tray) 210、涡流产生转子220、以及下部膜托盘(BottomMembrane Tray) 230依次排序叠层构成。如图6所示，进入到分离膜组件200内部的废油透过原理是，进入的废油是透过平 板膜托盘210、230沿着流路如箭头标记所示方向移动，并最终排出于分离膜组件200外。随 着驱动时间的累计，在分离膜表面沉积未透过的污染物，从而会降低处理效率。因此，如上 述和图示，利用涡流产生转子220发生很强烈的剪切力，从而去除膜表面的污染物。加热到120°C的废油通过涡流产生型分离膜装置A5进口进入到分离膜组件200内 部。然后在涡流产生转子220旋转状态下废油透过膜托盘210、230，透过的处理油通过处理 油预热管B3贯通穿过(利用管道贯穿)预热罐A3最终被排出，未透过膜托盘210、230的 浓缩油通过浓缩油预热管B4贯通穿过(利用管道贯穿)预热罐A3被排出。废油因自身的化学性质特点，会使塑料及橡胶类材质发生硬化，因而降低分离膜 组件200的机械耐久性，考虑到这些因素，本发明的一个实施例中，内部构件都是由非硬化 性材质(工程塑胶)所构成，尤其是分离膜，分离膜材质是采用了耐化学性特别强的特氟纶 (聚四氟乙烯)或陶瓷材质的分离膜，其提高了分离膜组件200机械耐久性。-附带设备由于废油粘度特别高，利用分离膜精炼再生废油面临许多问题。特别是很高的粘 度降低废油流动性和处理效率。同时，为了降低粘度，设置导热油锅炉或蒸汽加热系统A7 将废油加热至120°C以上。此时通过涡流产生型分离膜装置A5处理的处理油和浓缩油分别通过处理油预热管B3、浓缩油预热管B4，将处理油以及浓缩油的余热回收再利用，从而提 高能源利用效率。根据本发明内容，在废油精炼再生处理上，采用了经过主处理工艺后产生的处理 油和浓缩油分别通过处理油预热管B3和浓缩油预热管B4，在预热罐A3回收余热的节能型 预处理工艺，又引入了膜污染防止能力很强的涡流产生型分离膜工艺，从而提供在高浓度、 高粘度及高温条件下也能维持稳定的处理效率及高质量的再生燃料油的新概念废油精炼 再生工艺。尤其，利用作为预处理设施的导热油加热锅炉或蒸汽加热系统A7去除水分等污 染物，并提高废油流动性，从而给涡流产生型分离膜工艺提供稳定的原料供给，在加热罐A4 前面设置预热罐，从而回收再利用处理油和浓缩油的余热给加热罐废油进行加热，使工艺 能耗最小化。又，在精炼过程中不投加药剂，不发生药剂副产物，因此无2次环境污染。另外，在涡流发生型分离膜装置将废油处理成再生燃料油，其处理油的硫分、残 碳、灰分等浓度均达到燃料油标准。通过特制的旋转叶片产生涡流，使提高膜污染抵抗性， 同时确保很高的处理流量和回收率。本发明是新概念废油分离膜精炼再生技术。以上是以图示对本发明具体实施方式
进行说明，但本发明不局限于上述特定实施 方式，本发明在以下权利要求范围内可以进行修改和变更，这些修改或变更都属于本发明 保护范围内。
权利要求
1.一种废油再生装置，其特征在于包括如下装置将废油中的金属物质及较大固形物沉淀去除的沉淀罐(A2)； 从沉淀罐进入的废油进行预热的预热罐(A3)；将预热废油中的水分及挥发性杂物去除并降低废油粘度的加热罐(A4)； 将加热后的废油通过分离膜装置分离成处理油和浓缩油的涡流发生型分离膜装置 (A5)；及为了利用处理油和浓缩油余热对预热罐进行预热而布置的处理油回流预热管和浓缩 油的回流预热管。
2.根据权利要求1所述的废油再生装置， 其中，将加热罐温度加热至120°C以上。
3.根据权利要求1或权利要求2所述废油再生装置， 还包括导热油锅炉或蒸汽加热系统，用于将所述加热罐加热。
4.根据权利要求1所述的废油再生装置，其中，所述的涡流发生型分离膜装置包括分离膜组件旋转叶片，该旋转叶片由非硬化 性材质构成。
5.根据权利要求1所述的废油再生装置，其中，涡流发生型分离膜装置包括分离膜组件的分离膜，该分离膜由特氟纶，即聚四氟 乙烯构成，或者由陶瓷材质构成。
6.一种废油再生的方法，其特征在于包括如下步骤用沉淀罐(A2)去除废油中的金属物质及较大固形物沉淀； 用预热罐(a;B)预热所述沉淀罐m供给的废油；用加热罐(A4)去除经预热的废油中的水分及挥发性杂物，并降低废油粘度； 用涡流发生型分离膜装置(A5)将加热后的废油通过分离膜装置分离成处理油和浓缩 油；以及经由处理油回流预热管和浓缩油回流预热管，利用处理油和浓缩油的余热对预热罐进 行预热。
7.根据权利要求6所述的废油再生的方法， 其中，将所述加热罐温度加热至120°C以上。
8.根据权利要求6或权利要求7所述废油再生的方法， 还包括利用导热油锅炉或蒸汽加热系统加热所述加热罐。
9.一种废油再生装置，包括将废油中的金属物质和较大固形物进行沉淀去除的沉淀单元； 将沉淀去除后的废油进行预热的预热单元；将预热后的废油进行加热，从而去除废油中的水分及挥发性杂物并降低废油粘度的加 热单元；将预处理后进入的废油利用分离膜工艺分离成处理油和浓缩油的主处理单元；以及， 将处理油和浓缩油回流至预热罐将余热回收再利用的热回收单元。
10.根据权利要求9所述装置，其中，在所述加热单元将温度加热至120°C以上。
11.一种废油再生的处理方法，包括如下步骤利用沉淀单元将废油中的金属物质和较大固形物进行沉淀去除； 利用预热单元将沉淀去除后的废油进行预热；利用加热单元将预热后的废油进行加热，从而去除废油中的水分及挥发性杂物并降低 废油粘度；利用主处理单元将预处理后进入的废油利用分离膜装置分离成处理油和浓缩油；以及，利用热回收单元将所得到的处理油和浓缩油回流至预热罐将余热回收再利用。
12.根据权利要求11所述方法，其中，还包括在加热单元将温度加热至120°C以上的步骤。
全文摘要
本发明公开了一种废油再生装置，其特征在于包括如下装置将废油中的金属物质及较大固形物沉淀去除的沉淀罐(A2)；从沉淀罐进入的废油进行预热的预热罐(A3)；将预热废油中的水分及挥发性杂物去除并降低废油粘度的加热罐(A4)；将加热后的废油通过分离膜装置分离成处理油和浓缩油的涡流发生型分离膜装置(A5)；以及，为了利用处理油和浓缩油余热对预热罐进行预热而布置的处理油回流预热管和浓缩油回流预热管。本发明还包括利用上述装置的废油再生方法。
文档编号C10M175/06GK102140367SQ20111003031
公开日2011年8月3日 申请日期2011年1月26日 优先权日2010年1月28日
发明者朴纪宅, 李龙, 金普显, 金樟圭, 金相旭 申请人:富康技术股份有限公司