Смазочно-охлаждающие жидкости

Современные СОЖ представляют собой сложные многокомпонентные  композиции,  отвечающие  комплексу  требований к их технологическим  и    сопутствующим свойствам. Опыт  передовых   машиностроительных заводов показывает, что эффективные  СОЖ позволяют в 1,2—4 раза повысить стойкость  инструмента,  на  20—60%  фор­сировать   режимы   резания,   на 10—50%   повысить   производительность труда, уменьшить энергозатраты при механообработке. Но в процессе многократного использования при механической обработке металлов СОЖ теряют свои технологические свойства. В результате накопления металлических частиц и продуктов термического разложения масел, продуктов их окисления, образования смол - снижается эффективность применения СОЖ. Кроме того, эмульсия обедняется за счет выноса эмульсола со стружкой (полосой). Попадание в СОЖ масел, смазок и спецжидкостей из гидравлических систем, станков и станов, повышение содержания солей жесткости в водной фазе (выпаривание воды из эмульсии и внесение солей жесткости при добавлении воды), микробиологическое поражение (загнивание) - всё это приводит к разрушению СОЖ, и возникает необходимость в её замене и последующей утилизации.

 

Наиболее часто используемый метод с предварительной очисткой от механических примесей является реагентный метод разложения отработанных эмульсий. Его основным достоинством является простота реализации технологического процесса, доступное оборудование и материалы.

 

На ряде крупных российских предприятий ОАО «АВТОВАЗ» г. Тольятти, ОАО «Северсталь» г. Череповец, ОАО «НЛМК» г. Липецк - действуют технологические системы утилизации СОЖ с применением реагентов-коагулянтов, флокулянтов, минеральных кислот и щелочей.

 

Однако остаточные концентрации загрязняющих веществ в водной фазе после разложения СОЖ достаточно велики, в десятки раз превышая установленный предельно допустимый сброс (ПДС) - Снефтепрод =10-100 мг/л при ПДСнефтепрод =0,5-1,2 мг/л.

 

Для комплексной утилизации СОЖ предлагается использовать гидрофобизированные порошки (ГФП) на основе природных сорбентов Ульяновской области (диатомита, опоки). Установлена возможность и эффективность их применения, как для разрушения отработанной эмульсии, так и для очистки водной и масляной фаз. Предлагаемый сорбционный метод разрушения эмульсий обладает рядом преимуществ по сравнению с реагентным методом:

 

- снижение себестоимости  разложения 1 м3 отработанной СОЖ  на 80-90%;

 

-большая эффективность  разделения эмульсии на водную  и масляную фазы;

 

-остаточное содержание  основного загрязняющего вещества  в водной фазе  нефтепродуктов  не превышает 1...2 мг/л вместо 10…50 мг/л для реагентного метода;

 

-более   эффективное   удаление  анионов,   катионов   (до  норм  ПДС, установленных  для предприятия);

 

-применение природного  сырья при изготовлении гидрофобизированных порошков сокращает затраты и предотвращает загрязнение окружающей среды при осуществлении технологического процесса разложения СОЖ;

 

-получаемые продукты разложения  СОЖ вода и масло соответствуют  требованиям,   предъявляемым   для   дальнейшего   использования   их   в техпроцессах;

 

-значительное снижение  отходов с переработки 1 м3 отработанной  СОЖ, кроме того, сами загрязненные  порошки могут подвергаться термической  регенерации, либо использоваться  в дорожном строительстве в  качестве заменителя гудрона.

 

Для реализации комплексной  утилизации отработанных СОЖ с применением  ГФП предлагается следующая технологическая  схема, состоящая из модулей (рис.1):

 

1.Модуль приготовления  ГФП;

 

2.Модуль  отработанной СОЖ; 

 

3.Реактор; 

 

4.Модуль очистки водной  фазы;

 

5.Модуль утилизации осадков; 

 

6.Модуль очистки масляной  фазы;

 

7.Модуль регенерации ГФП.

 

Модуль приготовления  ГФП предназначен для приёма природного порошкового сорбента и его гидрофобизации. В модуле накопления отработанной СОЖ происходит депонирование и предварительная очистка эмульсии от механических примесей и удаление свободного масла,

 

В реактор осуществляется подача отработанной СОЖ и ГФП  с установленным расходом. Предварительно установленный расход ГФП по нашим  данным составляет около 10 кг/м3. В реакторе образуется водная фаза и осадок ГФП, содержащий масляную фазу.

 

Водная фаза направляется в модуль очистки воды. Здесь может  быть использован негидрофобизированный природный сорбент для глубокой очистки воды от загрязняющих компонентов, до требуемой степени в зависимости от варианта дальнейшего использования.

 

Осадок, содержащий ГФП, попадает в модуль утилизации осадков, где  происходит разделение ГФП и масляной фазы. Порошок направляется в модуль регенерации ГФП, а отделённое масло  в модуль очистки масляной фазы.

 

В модуле очистки масляной фазы происходит удаление примесей из масла и его обезвоживание, обработка  масла осуществляется сорбентом.

 

В модуле регенерации отработанный ГФП, накапливается и очищается от остаточного загрязнения, повторно гидрофобизируется для восстановления  исходных свойств. После этого ГФП направляется на подачу в реактор.

 

Комплексная утилизация отработанных СОЖ реализуется в данной технологической схеме в полной мере. Под комплексной утилизацией СОЖ мы понимаем совокупность технологических процессов переработки отработанной эмульсии и всех продуктов её разложения с полным или частичным возвратом их в производство.

 

Удельная стоимость переработки 1м3 СОЖ значительно уменьшается  до 100-200 руб/м3 за счёт возврата в производство сырьевых ресурсов - воды и масла. Себестоимость переработки 1 м3 отработанной СОЖ в приведённых выше примерах реагентным методам достигает 800-1000 руб.

 

Вода составляет порядка 90-95 % от общего объёма поступающей на утилизацию эмульсии. При осуществлении  дополнительной очистки до требуемых  норм вода может быть использована в других технологических процессах.

 

При разложении СОЖ масло  образуется в объёме 3-5% от исходного  объёма. При дополнительной очистке  его можно применять следующим  образом:

 

в качестве технологических  смазочных материалов в литейном производстве; в виде топлива для  котельных и ТЭЦ; как закалочные среды; добавка к битумам; сырьё  для обмасливания металлургических порошков в сталелитейном производстве; в качестве сырья для производства керамзита; как смазочные материалы для форм при производстве железобетона.                                                                                                                                                                                                       

 

Шламы и осадки после просушки и прокаливания можно добавлять  к строительным материалам, при большом  содержании металлических частиц проводить  магнитную сепарацию и извлечённые  ферромагнитные частицы прессовать в брикеты для дальнейшей переплавки. [1]

 

Таким образом, реализация сорбционного метода разрушения эмульсии с использованием ГФП, доочистки водной и масляной фаз после разложения СОЖ с  применением изученных материалов позволит перейти на более эффективный  технологический процесс утилизации, что существенно снизит нагрузку предприятия на окружающую среду.