盧浩聞，張賢明，陳 彬，張淵博，袁 健，周 亮，楊 旭

(重慶工商大學廢油資源化技術與裝備教育部工程研究中心，重慶400067)

油液在使用過程中由于不可避免的被水分、氣體、雜質等浸入，會受到不同程度的污染，需要經(jīng)常維護和處理。過去一般采用壓力式濾油機和離心機處理廢油，但是處理效率低。真空濾油機屬于油液凈化設備，可有效地進行脫水、脫氣、凈化機械雜質，而且真空凈油機處理廢油效率高，工作可靠，目前已被廣泛使用［1-3］。

1 真空濾油機的結構及工作原理

真空濾油機是根據(jù)水和油的沸點不同原理而設計的。油與水存在較大的揮發(fā)度差異，在高真空狀態(tài)下水的沸點大大下降，結合精密過濾等其他技術來設計。真空泵將真空罐內(nèi)的空氣抽出形成真空，污染油液在大氣壓的作用下，經(jīng)過入口管道進入粗濾器，清除較大的顆粒，然后由輸油泵輸送到加熱器加熱后，再經(jīng)過精過濾器進入真空室進行脫水處理。脫水凈化后的油液聚集在真空室的底部，并由排油泵排出。真空室的水蒸氣被真空泵抽出，經(jīng)過冷凝器凝結成水，收集在貯水器中［4］，從而完成真空濾油機迅速除去油中雜質、水分、氣體的全過程。如圖1，是真空濾油機的結構示意圖。

2 真空濾油機的系統(tǒng)功能和特點

真空濾油機的技術包括加熱系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、真空分離系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)。真空分離系統(tǒng)和過濾系統(tǒng)是真空濾油機最關鍵的兩個部分，決定著凈化指標的優(yōu)劣。

圖1 真空濾油機結構示意圖

如圖2，廢油經(jīng)過粗過濾器濾除大顆粒雜質之后，進入加熱系統(tǒng)，加熱到一定溫度后進入精過濾器，進一步濾除固體雜質，再進入真空分離罐，在其中完成脫水、脫氣的步驟，最后進入高精度過濾器進行深度過濾，這樣就完成了真空濾油的過程。

圖2 真空濾油機工作流程圖

2.1 真空分離系統(tǒng)

油液中機械雜質一般經(jīng)多級機械過濾可達到質量要求，而油中所含水分和氣體即使經(jīng)過反復多次分離也較難達到理想程度，所以，真空濾油機的核心部分是真空脫水脫氣分離系統(tǒng)。真空濾油系統(tǒng)的工作效率與工作溫度、工作壓力、真空室內(nèi)的空氣流動特性以及油液在真空室內(nèi)所呈現(xiàn)的有效表面積有關。真空分離室的設計原則是在不影響真空室內(nèi)空氣流動性的前提下，盡可能增大油液在真空室內(nèi)所呈現(xiàn)的總體表面積，提高脫氣、脫水效率［5］。

油水真空分離的原理是根據(jù)水的沸點比油的沸點低，加熱混入水分的油液，使水分達到沸點蒸發(fā)，而油液不蒸發(fā)，再經(jīng)真空泵將水蒸氣抽除。但由于在常壓下油液隨著溫度的升高氧化和劣化的速度隨之變快，使油液性能受到損害，因此有必要盡可能降低水的沸點。而在真空度較高的狀態(tài)下，水的沸點可大大降低，不需要很高溫度就可實現(xiàn)水分的蒸發(fā)，所以需要采用真空泵構建真空環(huán)境來滿足分離工藝的要求。

真空分離系統(tǒng)由真空泵、真空分離塔、單向閥和冷凝器組成。真空泵是將真空罐內(nèi)抽成負壓，使油液中水分能在較低溫狀態(tài)下有效蒸發(fā);真空分離塔罐內(nèi)裝有填料，主要是提高分離油液與真空的接觸表面積，延長油液在真空環(huán)境中的緩流路徑，使分離效率大幅度提高［6］。

2.2 過濾系統(tǒng)

過濾系統(tǒng)主要是將油液從真空室中抽出并升壓，再經(jīng)多次過濾后輸送到儲油罐中。過濾單元的布局分為粗過濾(40～100μm)、細過濾(20～40μm)、精過濾(5～10μm)和超精過濾(1～5μm)，還有專用過濾器(20～40μm)［7］，專用過濾器根據(jù)用戶的特殊要求而設置。

為了不對動力系統(tǒng)和真空處理裝置塔內(nèi)元件和分離系統(tǒng)造成覆蓋，從而降低分離效率或損壞液壓元件，必須先對油液進行粗過濾。有的粗過濾器中裝有吸附較大金屬顆粒的帶磁性的自制濾芯，有的濾芯經(jīng)過了化纖拉絲、靜電處理，具有以下特點［5］:

(1)網(wǎng)眼結構均勻。采用化纖可以使網(wǎng)眼更加均勻，從而更好地吸附小顆粒。

(2)納污量大。拉絲的作用是有利于油品深度過濾，濾材可以在不同厚度層內(nèi)形成濾餅層，提高濾材的納污量，其納污量是普通濾材的3～5倍。

(3)對膠體顆粒的可吸附性。靜電處理的作用是有效吸附油液中的膠體顆粒，幫助提升油液的清潔度等級。

在油液經(jīng)過真空處理以后，還必須通過進一步的精過濾，精過濾器的過濾精度可以根據(jù)實際需要選擇。金屬過濾器濾芯有的為帶磁性的濾芯，以去除油液中的金屬微粒;精過濾和超精過濾可采用燒結式或玻釬聚結式、無紡材料濾芯，過濾器濾芯的過濾能力必須為排油泵公稱排量的3～5倍。當濾芯堵塞后安全閥自動打開，以保護排油泵和過濾裝置［7］。

3 真空濾油機存在的問題與改進措施

目前，真空過濾技術存在噪聲大和真空度不夠理想、過濾精度不高導致水分、氣體和雜質脫除不徹底的缺點。改進的思路主要有以下幾點:

3.1 降低真空濾油機噪聲的措施

真空濾油機的噪聲主要是由排油泵排油時產(chǎn)生的，由于真空濾油機是在高真空狀態(tài)下排油，必定會產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象，所以噪聲大。噪聲的大小和真空度、油液高度、排油阻力、油液的粘度、電機轉速、排油泵的性質及排油泵的安裝質量等因素有關。

為此，涂建山［8］等人設計了全真空系統(tǒng)濾油機來降噪。在真空分離室內(nèi)氣壓十分低，油液主要靠油液自身的壓力壓入泵內(nèi)。又由于真空分離室內(nèi)的油液高度不可能太高，所以，導致排油泵極有可能吸不到足夠的油量。同時，也很容易吸入氣體。油液中的氣體從氣壓極低的真空分離室內(nèi)排至真空分離罐外后，由于氣壓突然上升至和環(huán)境大氣壓相同，其體積突然變小，所以產(chǎn)生噪聲。全真空系統(tǒng)濾油機在排油泵的前后的氣壓不發(fā)生變化，故排油泵吸入的氣體在進入排油泵的前后，其體積也不發(fā)生變化，所以，排油泵排油時產(chǎn)生的噪聲很小。此外，還可以采取以下方式降低噪聲［9］。

(1)降低排油泵的轉速，增加吸油時間。

(2)適當增大真空分離室內(nèi)的油壓。

(3)適當增大濾芯的通過能力，減小過濾阻力。

(4)適當升高工作油溫，降低油液的粘度，減小過濾阻力。

(5)選擇有利于排油的排油泵并提高排油泵的安裝質量。

3.2 獨特的真空分離技術

郭蕾［5］等人提出采用密集式噴嘴和特制網(wǎng)眼板相結合的脫氣、脫水結構。油液經(jīng)過加熱器和精過濾器后，進入真空分離室，經(jīng)過噴嘴霧化成均勻的霧狀油滴，這極大地增加了油液與真空分離空間的界面接觸面積，以加快油水的分離。隨后，油滴落到網(wǎng)眼板上，網(wǎng)眼板因其特殊的結構有大量的斜面，油滴在沿斜面向下滾動的同時，產(chǎn)生翻滾和攪拌，外表面不斷更新，同時，特制網(wǎng)眼板的結構使得油液在真空室內(nèi)氣相空間的滯留時間延長，使水分有充分的時間從油液中分離出來。還可通過向油液深部通入空氣以增加氣核并形成大量氣泡，通過氣泡上升將油液深部的水分子帶到液面。這種方式大大提高了油液在真空分離室中的脫氣、脫水效率。

4 展望

真空濾油機在廢油處理中已經(jīng)得到越來越廣泛的應用，真空過濾技術亦在不斷改進。全真空系統(tǒng)濾油機思路與傳統(tǒng)真空濾油機相比能降低噪聲，但是也存在不足之處亟待改進。主要在于結構復雜的同時還缺乏定量標準，這需要通過大量的實驗對比，對不同種類的潤滑油進行定性及定量分析。

［1］王福成，唐堯立.用ZL-100C型真空濾油機對機油進行再生處理［J］.內(nèi)燃機車，2004(5):48

［2］李勝光.一種透平油專用濾油機附加油氣分離裝置［J］.重慶工商大學學報:自然科學版，2002，19(4):94-95

［3］吳曉.XL新型濾油機的研制［J］.液壓與氣動，2000(3):2-3

［4］賈玉梅，張賢明，任宏飛.真空濾油機油中水分真空蒸發(fā)初探［J］.重慶工商大學學報:自然科學版，2007，24(4):411-414

［5］郭蕾，沈雷，徐善軍.真空濾油機關鍵技術的改進研究［J］.電力建設，2009，30(2):19-21

［6］張賢明，張春媚，李川，等.一種廢機械油再生處理裝置的設計［J］.環(huán)境工程，2009，27(4):73-75

［7］張成興.真空濾油機的設計［J］.機械工程師，2002(4):37-39

［8］涂建山，黃福盛.真空濾油機的噪聲及防治［J］.工業(yè)安全與環(huán)保，2003，29(12):43-45

［9］涂建山，張海珍.降低真空濾油機的噪聲［J］.環(huán)境工程，2004，22(3):56-57