В последнее время для глубокой сушки масла широко применяется адсорбционный метод, основанный на применении в качестве сорбентов различных цеолитов как природного происхождения (называемых клиноптилолитами), так и искусственных, получаемых промышленно. Цеолиты являются водными алюмосиликатами кальция или натрия, содержащими огромное количество пор с размером молекул, поэтому при низкой концентрации влаги и повышенной температуре они имеют в несколько раз большую влагоемкость (18...25 %), чем другие сорбенты (силикагель, активированный оксид алюминия и др.).
Сушка трансформаторного масла наиболее эффективно производится с применением цеолита марки NaA, размер пор которого не превышает 4 А (4х10~8 см). Следующим по размеру пор после цеолита марки NaA является цеолит марки СаА. Реже используются цеолиты марок NaX и СаХ, с размером пор около 8...9 А, так как наряду с водой и другими низкомолекулярными соединениями они поглощают из масла ионол, что нежелательно.
Устройство цеолитовой установки показано на рис. 3.2. Основной частью этой установки является батарея параллельно соединенных адсорберов (цилиндров), в которых находится цеолит. На входе адсорберов устанавливаются фильтр, маслонасос и масло-подогреватель, а на выходе — еще один фильтр. При пропускании сырого масла через слой высушенного цеолита молекулы воды поглощаются его порами и удерживаются в нем. На практике це-олитовая установка имеет производительность по маслу от 1600 до 2500 л/ч, состоит из четырех адсорберов, загруженных 50 кг цеолита. Перед использованием цеолиты просушиваются при температуре 400...450 °С. При этой же температуре цеолиты просушиваются после их отработки и насыщения влагой. При просушке
Рис. 3.2. Схема цеолитовой установки для сушки масла:
1 — маслонасос; 2 — подогреватель масла; 3 — фильтры механической очистки; 4 — цеолитовый фильтр-адсорбер; 5 — манометр; 6 — расходомер
Таблица 3.9
Характеристики природных и синтетических цеолитов (сорбентов)
Характеристика | Природные цеолиты | Синтетические цеолиты | ||||||
ПЦЖ | ПЦГ-1 | ПЦГ-2 | ПЦЗ | NaA | СаА | NaX | СаХ | |
Внешний вид | Зерна неправильной формы | Гранулы | ||||||
Насыпная плотность, г/см3 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 0,62 | 0,65 | 0,65 | 0,6 |
Номинальный размер фракции, мм | 0,67... ...2,5 | 2,5... ...5 | 5... ... 10 | 10... ... 15 | 4,5±0,5; 3,6±0,4; 2,0±0,2 | |||
Содержание целевой фракции, %, не менее | 85 | 85 | 85 | 85 | 94 | 94 | 94 | 95 |
Влагоемкость, мг/см3, не менее | 60 | 60 | 50 | — | 90... ... 120 | 77... ...95 | 95... ...105 | 90... ...100 |
Потери при высушивании, %, не более | 15 | 15 | 15 | 15 | 5 | 5 | 5 | 5 |
Таблица 3.10 Характеристики установок для очистки, сушки и регенерации масла на цеолитах
Установка | Производительность, | Мощность, кВт | Габаритные размеры, мм | Масса, кг | ||||
полная | электродвигателя | электроподогревателя | / | Ь | Н | |||
НО-71 | 1,6/2,5* | 50 | 2x2,8 | 45 | 5800 | 2375 | 3220 | 1585 |
БЦ-72-1100 | 1,1 | 27 | 2,8 | 24 | 1710 | 1370 | 1910 | 840 |
УРТМ-200 | 0,2/0,7** | 42 | 2x2,8 | 36 | 2200 | 1800 | 1700 | 1800 |
* До косой черты указана производительность при пробивном напряжении масла ниже 20 кВ, после косой черты — при пробивном напряжении выше 20 кВ.
** До косой черты указана производительность при регенерации, после косой — при вакуумной сушке (сорбентом в этом случае является силикагель, количество которого в двух адсорберах не менее 100 кг).
цеолита сухой нагретый воздух подается в адсорберы в направлении сверху вниз. При таком направлении потока воздуха выгорания остатков масла не приводит к значительному перегреву цеолита, и его структура сохраняется, не разрушаясь. Перед сушкой отработанного цеолита стремятся максимально слить масло из адсорберов, продувая их в том же направлении холодным воздухом.
Сушка свежих цеолитов происходит в течение 8...9 ч, а промасленных — 10... 12 ч.
Характеристики цеолитов представлены в табл. 3.9.
В табл. 3.10 представлены характеристики установок для очистки, сушки и регенерации трансформаторного масла на цеолитах.
Технические данные передвижной установки ТНВ-1 для восстановления цеолита следующие:
Температура продуваемого через адсорбер
воздуха, °С......................................................... 350...400
Количество продуваемого воздуха, м3/с ........ 1,5
Количество адсорберов
с восстанавливаемым цеолитом, шт.............. 1
Время разогрева массы цеолита нагретым
воздухом, ч........................................................2,5...3
Цикл восстановления цеолита, ч...................6...8
Мощность нагревателя, кВт............................20
Полная мощность установки, кВт..................23
Напряжение питающей сети, В......................380
Размеры адсорберов, мм......................d = 750, Н= 2350
Масса, кг...........................................................500
