殼聚糖-膨潤(rùn)土吸附劑的制備及其對(duì)變壓器廢油的再生性能

黃琬祎，任喬林，黃文濤，湯迎春，黃旦莉，任貝婷，蔡世騰

(1.湖北工業(yè)大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，武漢 430000；2.國(guó)家電網(wǎng)湖北省電力公司孝感供電公司；3.國(guó)家電網(wǎng)湖北省電力公司隨州供電公司)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)不斷加快,作為變壓器主要絕緣材料的變壓器油越來(lái)越受到重視。據(jù)統(tǒng)計(jì),2022年全球變壓器油的總產(chǎn)值約為31億美元,同年我國(guó)變壓器油消耗量超過(guò)0.6 Mt[1-2]。在如此巨大的需求量下,變壓器油的回收再利用受到越來(lái)越多的關(guān)注,然而目前絕大多數(shù)變壓器廢油仍沒有得到合理的回收利用。

在使用過(guò)程中,受運(yùn)行溫度、氧氣濃度、壓力、金屬及絕緣材料、電場(chǎng)及日光等條件的綜合作用,變壓器油會(huì)逐漸劣化變質(zhì)而失效報(bào)廢。實(shí)際上,變壓器廢油中變質(zhì)的油品氧化產(chǎn)物只占其總質(zhì)量的1%～25%,其主體仍為合格的基礎(chǔ)油[3],因此變壓器廢油經(jīng)過(guò)科學(xué)合理的精煉工藝處理后,可以獲得再生并與新變壓器油品質(zhì)相當(dāng)。變壓器廢油綜合利用,對(duì)于緩解我國(guó)資源緊缺局面、提高現(xiàn)有資源利用率、保護(hù)生態(tài)環(huán)境都具有十分重要的意義[4]。

變壓器廢油再生循環(huán)利用的常用方法為吸附脫除氧化物雜質(zhì),多種吸附材料在變壓器廢油再生過(guò)程中發(fā)揮著重要作用,如白土、生物質(zhì)吸附材料等均可用于廢油再生。白土由膨潤(rùn)土(BT)改性制得,其主要成分為蒙脫石。蒙脫石是一種層狀硅酸鹽礦物,其分子結(jié)構(gòu)主要由2個(gè)硅氧四面體和1個(gè)鋁氧八面體組成,在接觸點(diǎn)上,Al3+會(huì)取代Si4+,形成帶負(fù)電荷的電場(chǎng),從而吸附廢油中的陽(yáng)離子[5]。殼聚糖(CS)是一種環(huán)境友好的生物質(zhì)材料,也是一種性能優(yōu)良的吸附材料[6]。其來(lái)源于蝦蟹的廢棄甲殼質(zhì),具有良好的生物降解性和生物相容性[7],而且原料豐富、價(jià)格低廉。殼聚糖是由2-氨基-2-脫氧葡萄糖單元通過(guò)β-1,4-糖苷鍵連接起來(lái)的直鏈多糖,其分子中有多個(gè)氨基和羥基,可以與金屬離子絡(luò)合或與酸性物質(zhì)結(jié)合,具有一定的抗氧化作用和抗菌作用。同時(shí),對(duì)其分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行多種化學(xué)改性,可生成具有不同理化性質(zhì)和功能特性的衍生物,提高其吸附選擇性。因此,殼聚糖基納米材料、膜材料開發(fā)成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)之一。

基于此,本課題以殼聚糖為主要原料,制備殼聚糖-膨潤(rùn)土復(fù)合吸附劑;在采用掃描電鏡、X射線衍射、紅外光譜分析、比表面積分析等方法對(duì)復(fù)合吸附劑結(jié)構(gòu)表征的基礎(chǔ)上,將其用于變壓器廢油再生,考察溫度、時(shí)間、用量及種類等因素對(duì)復(fù)合吸附劑吸附脫色除雜性能的影響;進(jìn)而,評(píng)價(jià)再生變壓器油的擊穿電壓和介質(zhì)損耗因數(shù)等電氣性能,分析變壓器廢油再生效果,以期為變壓器油的綜合循環(huán)利用提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 材 料

殼聚糖(相對(duì)分子質(zhì)量為1.0×106),購(gòu)于浙江金殼藥業(yè)有限公司;膨潤(rùn)土、活性炭,均購(gòu)自河南鴻樹環(huán)保有限公司;鹽酸、乙醇,均為分析純,購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)試劑公司;新變壓器油,由東莞市洛生潤(rùn)滑油有限公司提供;變壓器廢油,取自孝感市供電公司,其主要性質(zhì)為:酸值0.325 4 mgKOH/g,水質(zhì)量濃度31.54 mg/L,擊穿電壓28.4 kV,介質(zhì)損耗因數(shù)0.021 57。

1.2 吸附劑制備

將一定量的殼聚糖分散在200 mL鹽酸溶液(體積分?jǐn)?shù)為4%)中,然后加入30 g的膨潤(rùn)土,在溫度95 ℃、轉(zhuǎn)速800 r/min的條件下攪拌3 h后對(duì)混合液進(jìn)行離心分離,得到固體產(chǎn)物;將固體產(chǎn)物在105 ℃下烘干5 h,再在300 ℃、氬氣氛圍下焙燒1 h,得到殼聚糖-膨潤(rùn)土復(fù)合吸附劑。

為了研究殼聚糖用量對(duì)吸附劑性能的影響,殼聚糖添加量(CS/BT質(zhì)量比)分別為0,1%,3%,5%,7%,9%,制得的相應(yīng)復(fù)合吸附劑分別命名為BT-300,C1/BT-300,C3/BT-300,C5/BT-300,C7/BT-300,C9/BT-300。

為了研究焙燒溫度對(duì)吸附劑性能的影響,在殼聚糖添加量為5%、其他制備條件相同時(shí),分別在200,250,350,400 ℃的氬氣氛圍下將烘干后的產(chǎn)物焙燒1 h,得到的復(fù)合吸附劑分別命名為C5/BT-200,C5/BT-250,C5/BT-350,C5/BT-400。

1.3 吸附劑表征

復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)采用日本JEOL公司生產(chǎn)的JSM-6510型掃描電子顯微鏡進(jìn)行觀察,并采集復(fù)合材料能量色散X射線圖譜(EDX),分析其表層元素分布。采用德國(guó)Bruker公司生產(chǎn)的VERTEX70型紅外光譜儀對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,試驗(yàn)條件:在衰減發(fā)射模式下測(cè)試,掃描范圍500～4 000 cm-1。利用德國(guó)Bruker公司生產(chǎn)的D8 Advance X射線衍射儀,對(duì)復(fù)合材料的物相結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,掃描范圍5°～80°,掃描速率2(°)/min。采用美國(guó)麥克公司生產(chǎn)的ASAP2020型比表面積及孔徑分析儀,測(cè)定復(fù)合吸附劑的比表面積。

1.4 變壓器廢油再生

在變壓器廢油樣品中,分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%,2%,3%,4%,5%的自制吸附劑,在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行不同溫度(30,50,70,90,110 ℃)下的吸附再生處理,吸附再生時(shí)間分別為15,30,45,60,75,90 min。試驗(yàn)完成后,取過(guò)濾后的油樣進(jìn)行檢測(cè),分析變壓器廢油的脫色效果。

變壓器油的顏色使用上海精析公司生產(chǎn)的SYD-0168型石油產(chǎn)品色度測(cè)定儀,參照《石油產(chǎn)品顏色測(cè)定法》(SHT 0168—1992)進(jìn)行測(cè)定,色號(hào)越大表明變壓器油的外觀顏色越深,反之越淺。此外,使用日本島津公司生產(chǎn)的2100型紫外分光光度計(jì)在波長(zhǎng)λ=506 nm處測(cè)定變壓器油的透光率(η),其計(jì)算式見式(1)。

η=(A0-A1)/A0

(1)

式中:A0表示脫色前的吸光值;A1表示脫色后的吸光值[8]。

1.5 油品電氣性能測(cè)試

分別測(cè)定再生前后變壓器油的電氣性能,包括擊穿電壓、介質(zhì)損耗因數(shù)、水含量、酸值等。其中,使用淄博艾吉電氣有限公司生產(chǎn)的KFC-10B型全自動(dòng)微量水分測(cè)定儀,參照GB/T 7600—2014標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定油樣的水含量;使用武漢長(zhǎng)創(chuàng)電氣設(shè)備有限公司生產(chǎn)的JS600型全自動(dòng)油品介質(zhì)損耗測(cè)試儀,參照GB/T 5654—2007標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定油品的介質(zhì)損耗因數(shù);使用武漢得福電氣公司生產(chǎn)的IIJ-II-80KV型絕緣油介電常數(shù)測(cè)試儀,參照GB/T 507—2002標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定油品的擊穿電壓;而油品酸值參照GB/T 28552—2012標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 殼聚糖-膨潤(rùn)土吸附劑材料表征

2.1.1 SEM表征

圖1為BT和C5/BT-300復(fù)合材料顆粒的微觀結(jié)構(gòu)形貌。由圖1可知:BT為表面光滑的不規(guī)則片狀結(jié)構(gòu);C5/BT-300復(fù)合材料仍保持著片狀的結(jié)構(gòu),但表面覆蓋著一層薄的炭層,且一些炭顆粒分布在炭層表面。這表明BT與CS復(fù)合良好,使炭化后的CS能較好地分布在BT表面。

圖1 材料的掃描電鏡照片

2.1.2 EDX表征

利用EDX表征BT和C5/BT-300的表層元素分布,結(jié)果如圖2所示。從圖2可以看出:BT中含有較多的氧、硅、鋁、鈣元素,微量的鐵、鎂元素,但幾乎沒有碳元素;C5/BT-300復(fù)合材料中含有碳元素和氮元素,雖然含量很低,但相比于BT仍很明顯,這表明CS發(fā)生炭化覆蓋在BT表面或負(fù)載到BT表層中。

圖2 BT和C5/BT-300的EDX圖譜

2.1.3 紅外光譜表征

圖3 炭、BT和C5/BT-300的紅外光譜

2.1.4 XRD表征

圖4為炭、BT和C5/BT-300的XRD圖譜。從圖4可以看出,炭材料表現(xiàn)為無(wú)定形非晶態(tài)結(jié)構(gòu),而BT和C5/BT-300表現(xiàn)為晶相結(jié)構(gòu)。當(dāng)CS引入到BT中,并在300 ℃下焙燒后,其XRD譜峰沒有明顯變化。相比于BT的XRD圖譜,既沒有新峰出現(xiàn),也沒有原峰消失。這表明,引入CS并炭化后,BT的晶體結(jié)構(gòu)沒有被破壞,CS只是引入到BT的表面。同時(shí),該結(jié)果也從側(cè)面印證了300 ℃焙燒溫度是適宜的。

圖4 炭、BT和C5/BT-300的XRD圖譜

2.1.5 復(fù)合吸附劑的結(jié)構(gòu)表征

圖5為不同吸附劑的N2吸附-脫附等溫線和孔徑分布,而不同吸附劑的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1。由圖5(a)可以看出,BT-300和C5/BT-300的N2吸附-脫附等溫線為典型的帶有較大回滯環(huán)的Ⅳ型吸附等溫線,表明這兩種吸附劑均為介孔材料。CS-300的N2吸附-脫附等溫線基本為水平線,表明CS上基本沒有N2吸附-脫附過(guò)程,說(shuō)明CS材料中幾乎沒有孔結(jié)構(gòu)。同時(shí),計(jì)算結(jié)果也印證了上述結(jié)論,CS的比表面積和微孔孔體積均很小,可忽略不計(jì);而BT-300的比表面積和微孔孔體積均較高,說(shuō)明其具有豐富的微孔和介孔結(jié)構(gòu);與BT-300相比,C5/BT-300的比表面積和微孔孔體積均有所下降,說(shuō)明CS的引入堵塞了部分BT-300的孔道。此外,由圖5(b)可知,C5/BT-300和BT-300的平均孔徑分別為3.92 nm和3.99 nm,而CS沒有明顯的孔分布。

圖5 CS、BT-300和C5/BT-300吸附劑的N2吸附-脫附等溫線和孔徑分布

對(duì)比分析C5/BT-300與BT-300的N2吸附-脫附等溫線和孔徑分布,發(fā)現(xiàn)二者基本一致,表明復(fù)合吸附劑C5/BT-300中引入CS并未對(duì)BT-300的孔道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大破壞,能保持BT較大的比表面積。

表1 吸附材料的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)

2.2 殼聚糖-膨潤(rùn)土吸附劑對(duì)變壓器油的再生性能

在80 mL變壓器廢油中,分別加入復(fù)合吸附劑C1/BT-300,C3/BT-300,C5/BT-300,C7/BT-300,C9/BT-300,C5/BT-200,C5/BT-250,C5/BT-300,C5/BT-350,C5/BT-400,吸附劑用量為油樣質(zhì)量的4%,然后在50 ℃、氮?dú)夥諊聰嚢? h,分別考察不同CS添加量復(fù)合吸附劑和不同焙燒溫度制得復(fù)合吸附劑對(duì)變壓器油的脫色處理效果,結(jié)果見圖6。

圖6 CS添加量和焙燒溫度對(duì)油品的透光率和色度的影響

由圖6(a)可知:隨著復(fù)合吸附劑中CS量的增加,吸附處理后變壓器油的顏色先逐漸變淺而后不斷加深;當(dāng)CS的添加量為5%時(shí),處理后油樣的顏色最淺,色號(hào)最小,說(shuō)明CS的添加量為5%時(shí)制備的C5/BT-300復(fù)合材料對(duì)變壓器油中的膠質(zhì)、有色物質(zhì)等雜質(zhì)的去除效果最佳。當(dāng)CS添加量低于5%時(shí),變壓器油的透光率略低于CS添加量5%時(shí)的透光率并出現(xiàn)波動(dòng),主要原因是CS添加量較小時(shí),高溫?zé)峤夂蟮腃S炭化隨之減少,削弱了復(fù)合吸附材料的脫色除雜能力;當(dāng)CS添加量超過(guò)5%后,處理后變壓器油的顏色出現(xiàn)加深的現(xiàn)象,可能是由于CS炭化層過(guò)量導(dǎo)致BT表面的活性位點(diǎn)被覆蓋或孔道被堵塞。因此,最佳的CS添加量為5%。

由圖6(b)可以看出:使用不同溫度焙燒制備的復(fù)合吸附劑處理油樣后,隨著吸附材料焙燒溫度升高,所制吸附劑再生油的透光率先逐漸升高后不斷降低,其色號(hào)先減小后增大;在焙燒溫度為300 ℃時(shí)制得的C5/BT-300復(fù)合材料的脫色能力最強(qiáng),處理后油品的顏色最淺。這是因?yàn)镃S的熱分解溫度為250～400 ℃,并依次經(jīng)歷聚合鏈裂解、脫水導(dǎo)致的糖環(huán)降解、脫氨基、開環(huán)反應(yīng)等熱解過(guò)程,而在300 ℃時(shí)CS的快速熱解過(guò)程已基本完成。當(dāng)焙燒溫度低于300 ℃時(shí),CS還未炭化或處于炭化初始階段,未炭化的CS覆蓋在BT表面,導(dǎo)致復(fù)合材料比表面積降低,因此材料的吸附脫色能力也弱于焙燒溫度300 ℃時(shí)的吸附材料。當(dāng)焙燒溫度過(guò)高時(shí),雖然由于焙燒溫度升高可能會(huì)導(dǎo)致BT內(nèi)雜質(zhì)、結(jié)晶水、結(jié)構(gòu)水等被除去,從而引起材料微孔體積的增加,但CS完全熱解后的炭也會(huì)一定程度地堵塞BT表面和內(nèi)部的孔道,引起材料比表面積降低,導(dǎo)致復(fù)合材料的脫色能力下降(透光率由98.9%降低至92.6%)。因此,吸附材料制備的最佳焙燒溫度為300 ℃。

在80 mL變壓器廢油中,加入C5/BT-300吸附材料,控制吸附劑用量分別為油樣質(zhì)量的1%,2%,3%,4%,5%,在50 ℃、氮?dú)夥諊聰嚢? h,考察復(fù)合吸附劑用量對(duì)變壓器廢油脫色的影響;類似地,在80 mL廢變壓器油中,加入C5/BT-300吸附材料(用量為油樣質(zhì)量的4%),分別在30,50,70,90,110 ℃條件下吸附,考察吸附溫度對(duì)變壓器廢油脫色的影響,結(jié)果見圖7。

由圖7(a)可以看出:吸附材料C5/BT-300的用量增加之后,變壓器油的色號(hào)顯著降低,透光率增大。這是因?yàn)?隨著復(fù)合吸附材料用量增加,其提供的活性吸附位點(diǎn)數(shù)量也不斷增多,因而對(duì)油品中有色物質(zhì)的吸附將更充分,從而使得油品的色號(hào)逐漸降低,油品透光率逐漸增大。但是,當(dāng)吸附材料的添加量超過(guò)4%后,油品的色號(hào)保持為1號(hào),其透光率略有增加(從96%增到96.9%)。因此,推斷吸附材料添加量為4%時(shí),可以提供足量的活性吸附位點(diǎn)以去除變壓器油中的有色物質(zhì);當(dāng)吸附材料添加過(guò)量時(shí),對(duì)脫色效果的提高作用不再明顯,反而會(huì)造成吸附材料的浪費(fèi)。根據(jù)所得試驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)色號(hào)為10的變壓器油,C5/BT-300復(fù)合材料的最佳添加量為4%。

由圖7(b)可以看出:復(fù)合材料C5/BT-300在50 ℃時(shí)對(duì)油品的脫色效果最好,油品的透光率達(dá)到最大值(99.2%),色號(hào)從10號(hào)降到1號(hào)。吸附溫度升高,復(fù)合材料的脫色效果反而變差,這主要是由于對(duì)油樣適當(dāng)升溫可以降低油品黏度,從而促進(jìn)油品中有色物質(zhì)和膠團(tuán)等雜質(zhì)向復(fù)合材料表面及內(nèi)部的擴(kuò)散,有利于復(fù)合材料中活性位點(diǎn)對(duì)油品中有色物質(zhì)等的吸附;當(dāng)油品溫度過(guò)高時(shí),分子會(huì)產(chǎn)生劇烈的熱運(yùn)動(dòng),使得復(fù)合材料吸附的有色物質(zhì)發(fā)生脫附,從而降低脫色的效果,同時(shí)過(guò)高的溫度還會(huì)加速變壓器油的老化反應(yīng),導(dǎo)致油品的顏色加深。因此,根據(jù)所得試驗(yàn)數(shù)據(jù),選用C5/BT-300吸附油品時(shí)的溫度不宜過(guò)高。

圖7 C5/BT-300的添加量和吸附溫度對(duì)油品的透光率和色度的影響

在80 mL變壓器廢油樣品中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%的C5/BT-300吸附材料,在50 ℃下分別吸附15,30,45,60,75,90 min后取樣,考察吸附時(shí)間對(duì)變壓器廢油脫色的影響;類似地,在80 mL變壓器廢油樣品中分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%的C5/BT-300、活性炭和BT,在50 ℃下吸附120 min,考察吸附劑對(duì)變壓器廢油脫色的影響,結(jié)果見圖8和圖9。

■—透光率; ■—色號(hào)

由圖8(a)可以看出:在吸附的初始階段,油品脫色效果明顯,吸附15 min后,油品的色號(hào)由10號(hào)快速降至2號(hào),透光率由70.1%提高到97.3%,原因在于油品在吸附初始階段可與復(fù)合材料上大量的活性吸附位點(diǎn)接觸,從而被快速吸附;隨著吸附時(shí)間延長(zhǎng),油品透光率僅略有提高,顏色僅從2號(hào)變?yōu)?號(hào),表明吸附過(guò)程趨于平衡,此時(shí)復(fù)合材料上的活性位點(diǎn)逐漸被有色雜質(zhì)占據(jù)而不斷減少,伴隨部分孔道被雜質(zhì)堵塞,導(dǎo)致吸附速率逐漸降低;至吸附時(shí)間為90 min時(shí)達(dá)到吸附平衡,油品透光率約為99.5%,色號(hào)為1。因此,吸附時(shí)間宜控制在90 min以內(nèi)。

由圖8(b)可以看出:未經(jīng)吸附處理的變壓器廢油透光率為70.1%,色號(hào)為10;經(jīng)活性炭吸附處理后,油品透光率為74%,色號(hào)為9,表明活性炭對(duì)變壓器油的脫色效果較差;經(jīng)BT吸附處理后,油品透光率明顯提高,色號(hào)降至6號(hào),但仍呈淡黃色;而經(jīng)C5/BT-300復(fù)合材料吸附后,油品的透光率達(dá)99.5%,色號(hào)降至1號(hào),與新油幾乎一致。

圖9 不同吸附劑處理后油品及新油的外觀

由圖9可以看出,油品經(jīng)過(guò)C5/BT-300吸附處理后,外觀上非常接近無(wú)色透明的新油,而經(jīng)炭和BT吸附的油品仍呈現(xiàn)黃色?？梢?C5/BT-300復(fù)合材料的脫色性能優(yōu)于其他吸附劑。

2.3 再生變壓器油的電氣性能

在50 ℃、氮?dú)鈹嚢柘?分別用質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%的炭、BT、C5/BT-300處理變壓器廢油120 min后,測(cè)試其電氣性能,結(jié)果見表2。由表2可知:經(jīng)活性炭吸附處理后,變壓器廢油的電氣性能幾乎沒有變化,說(shuō)明活性炭吸附處理對(duì)油品電氣性能的改善效果較差;經(jīng)BT吸附處理后,變壓器廢油的電氣性能得到一定程度的改善,原因在于膨潤(rùn)土具有較強(qiáng)的物理吸附能力,而且其表面負(fù)電荷可通過(guò)靜電力吸附作用去除帶正電荷的雜質(zhì)[13];經(jīng)

表2 殼聚糖-膨潤(rùn)土吸附前后油樣電氣性能變化

C5/BT-300吸附處理后,變壓器廢油的擊穿電壓提高60.2%,增幅最大,其介質(zhì)損耗因數(shù)、水質(zhì)量濃度和酸值則分別下降80.7%,68.7%,74.1%。因此,與幾種常規(guī)吸附劑相比,C5/BT-300復(fù)合材料更加高效,可以顯著改善變壓器油的電氣性能,其原因在于C5/BT-300復(fù)合材料中的殼聚糖在300 ℃炭化后,在膨潤(rùn)土表面形成炭層,提高了復(fù)合材料的除雜脫色能力;同時(shí),復(fù)合材料中的膨潤(rùn)土保持了較好的晶型和結(jié)晶度,因而具有較強(qiáng)的吸附能力。

盡管如此,再生后油品的電氣性能仍未達(dá)到IEC 60296—2020標(biāo)準(zhǔn)的要求,仍有待進(jìn)一步吸附處理或與其他再生工藝(如顆粒度處理和真空處理)聯(lián)合處理,進(jìn)一步提升油品質(zhì)量。

2.4 再生裝置開發(fā)及其處理流程

為了提高對(duì)變壓器廢油的處理效率,基于制備的高效吸附劑的性能,開發(fā)了一套高效、便捷、智能、綠色的變壓器油吸附再生循環(huán)利用裝置,如圖10所示。進(jìn)而,基于該裝置運(yùn)行特點(diǎn),對(duì)變壓器廢油的再生流程和處理后吸附劑的再生流程進(jìn)行了優(yōu)化。

圖10 變壓器油吸附再生裝置

再生裝置中變壓器廢油的處理流程:首先,將自制的復(fù)合吸附劑裝填于填料室;然后,將變壓器油從進(jìn)油口送入吸附罐,在吸附罐中進(jìn)行吸附脫色、脫雜處理,最后,處理后的油品從出油口輸出。一般情況下,吸附處理過(guò)程需重復(fù)處理數(shù)次,直至再生變壓器油質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)要求為止。

處理后吸附劑的再生流程:首先關(guān)閉進(jìn)油閥,將脫附劑從洗滌劑入口送入,自上而下淋洗吸附劑;然后加入洗滌水,并從盤管小孔鼓入熱風(fēng),對(duì)洗滌劑水溶液-吸附劑體系進(jìn)行攪拌清洗,置換去除吸附劑上吸附的變壓器廢油組分;進(jìn)行多次洗滌,直至排出的清洗液澄清透明;最后,鼓入熱風(fēng)以烘干再生后的吸附劑。

3 結(jié) 論

以CS和BT為原料,通過(guò)酸化、焙燒等方法將CS轉(zhuǎn)化成炭層,覆蓋在BT表面,制備了CS-BT復(fù)合吸附劑。當(dāng)CS添加量為5%、焙燒溫度為300 ℃時(shí),制備的C5/BT-300復(fù)合吸附劑的脫色性能最佳。

以C5/BT-300復(fù)合吸附劑吸附處理變壓器廢油的最佳工藝條件為:吸附劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%,吸附溫度50 ℃,吸附時(shí)間90 min。經(jīng)C5/BT-300復(fù)合材料一次吸附處理后,變壓器廢油的透光率提高至99.5%,色號(hào)降至1號(hào),擊穿電壓提高了60.2%,介質(zhì)損耗因數(shù)、水質(zhì)量濃度、酸值分別降低了80.7%,68.7%,74.1%。與常規(guī)BT、活性炭等吸附劑相比,C5/BT-300復(fù)合吸附劑對(duì)變壓器廢油的脫色效果更好。

鑒于變壓器廢油經(jīng)一次吸附處理后難以達(dá)到新變壓器油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求,需對(duì)變壓器廢油進(jìn)行多次吸附處理。為了提高對(duì)變壓器廢油的處理效率,基于制備的高效吸附劑的性能,成功開發(fā)出高效、智能、綠色的變壓器油吸附再生循環(huán)裝置,可用于變壓器廢油的多次吸附處理和吸附劑再生。