169166 (595719), страница 4
Текст из файла (страница 4)
2 Мероприятия по сбору и утилизации отходов III - IV класса опасности
2.1 Анализ опасности отработанных смазок
Проблема сбора, складирования и переработки промышленных отходов в настоящее время является особенно актуальной. Сбор отходов - деятельность, связанная с изъятием отходов в течение определенного времени из мест их образования, для обеспечения последующих работ по обращению с отходами [8]. Утилизация отходов - деятельность, связанная с использованием отходов на этапах их технологического цикла, или обеспечение повторного (вторичного) использования или переработки списанных изделий.
Отработанные смазочные материалы, будучи ценнейшим вторичным сырьем, одновременно представляют существенную опасность для окружающей среды, а многие из современных процессов переработки приводят к образованию неутилизируемых отходов, более опасных, чем сами отработанные смазочные материалы.
Ежегодно в России образуется около 500 тыс. тонн отработанных моторных, индустриальных, энергетических и других смазочных материалов. Сбор и утилизация либо вообще не организованы, т. е. большая их часть нелегально сбрасывается в почву и водоемы, либо организованы на низком уровне. Отработанные смазки являются глобальной проблемой, 20% загрязнения окружающей среды приходится именно на них. Слив отработанных смазочных материалов в почву и водоемы превышает по объему аварийные сбросы и потери нефти при ее добыче, транспортировании и переработке. В связи с этим большое значение имеет полное или частичное восстановление качества отработанных смазок с целью их повторного использования.
В пассажирском вагонном депо Ростов образуется отработанная смазка буксовых узлов в результате работы роликовых букс вагонов, заполненных смазкой буксовых узлов. В настоящее время применяется смазка Буксол, вместо применяемой ранее ЛЗЦНИИ.
Смазка пластичная Буксол предназначена для применения в узлах трения с подшипниками качения локомотивов, пассажирских и грузовых вагонов и моторвагонного подвижного состава, в том числе эксплуатируемых в условиях скоростного движения до 200 км/ч. Применяется при температуре окружающей среды от -60°С до +60°С. Допускается использование смазки при температуре в объеме узла трения до +120°С. Ресурс работы смазки для грузовых вагонов по времени — 5 лет, по пробегу — 450 тыс.км. К настоящему моменту 25 % парка грузовых вагонов переведены со смазки ЛЗ-ЦНИИ на Буксол.
В процессе работы смазка подвергается воздействию повышенных температур, скоростей и нагрузок, а также воздействию различных факторов окружающей среды (кислород воздуха, вода, пары коррозионно-активных соединений, радиация и др.). Это сопровождается термическим разложением, термоокислительными процессами и полимеризацией. Все это в совокупности приводит к "старению" смазок и соответственно к ухудшению их эксплуатационных свойств.
Отработанная смазка извлекается из букс при ремонте колесных пар, и накапливается в металлических герметичных емкостях из под новой смазки., расположенных на бетонном покрытии пристройки колесно-роликового цеха.
Установленный лимит накопления отработанной смазки составляет 0,289 тонн.
Физико-химическая характеристика применяемой смазки представлена в таблице 2.1.
Таблица 2.1 - Физико-химические показатели смазки Буксол
| Наименование показателей | Норма |
| 1. Внешний вид | Однородная мазь от светло-коричневого до тёмно-коричневого цвета |
| 2. Температура каплепадения, °С, не менее | 180 |
| 3. Пенетрация при 25°С,×10-1мм | 230-290 |
| 4. Вязкость динамическая при -30°С и среднем градиенте скорости деформации 10 с-1, Па·с, не более | 1300 |
| 5.Предел прочности на сдвиг при 50°С, Па | 300-700 |
| 6. Коллоидная стабильность, % выделенного масла, не более | 18,0 |
| 7. Испаряемость при температуре 100°С, %, не более | 1,5 |
| 8. Содержание воды | Отсутствие |
| 9. Содержание механических примесей | Отсутствие |
| 10. Массовая доля свободной щелочи, мг NaOH на 1 г смазки, не более | 5,0 |
| 11. Смазывающие свойства на четырехшариковой машине при (20±5)°С, не менее: - нагрузка сваривания (Рс), Н - критическая нагрузка (Рк), Н - индекс задира (Из) | Не определяется 784 Не определяется |
Агрегатное состояние и физическая форма отхода – гель. Основные характеристики отработанной смазки буксовых узлов, свидетельствующие о классе опасности отхода для окружающей среды: содержание масел – 24,8 %, восков – 36,2 %, смол – 34,8 %, механических примесей – 3,1 %, неидентифицированных фракций – 1,1 %. Смесь минеральных масел, загущенная литиевыми мылами жирных кислот и 12-оксистеариновой кислоты; содержит присадки, обеспечивающие повышенные противоизносные, противозадирные, приработочные, антифрикционные и антиокислительные свойства
Отработанная смазка относится к III классу опасности – умеренно опасный отход и[11].
2.2 Анализ существующих способов утилизации отработанных смазок
Отработанные смазки представляют собой сложные многокомпонентные химические системы и являются одним из существенных источников загрязнения окружающей среды[12]. Их слив в почву и водоемы превышает по объему аварийные сбросы и потери нефти при ее добыче, транспортировании и переработке.
Одним из перспективных направлений снижения загрязнения окружающей среды промышленными отходами является сбор и утилизация отработанных смазок. Однако цены на вывоз и утилизацию отработки постоянно растут, штрафы за несоблюдение экологических норм и требований, соответственно, тоже. Конструктивное решение данной проблемы - возврат отработанных смазочных материалов в оборот. В связи с этим большое значение имеет полное или частичное восстановление качества отработанных смазок с целью их повторного использования.
В процессе эксплуатации смазки соприкасаются с металлами, подвергаются воздействию воздуха, температуры и других факторов, под влиянием которых с течением времени происходит изменение свойств смазок. В них накапливаются продукты окисления, загрязнения и другие примеси, которые резко снижают качество смазок. Классификация загрязнений смазок представлена в таблице 2.2. Смазки, содержащие загрязняющие примеси, неспособны удовлетворять предъявляемым к ним требованиям и должны быть заменены свежим. Отработанные смазки собирают и подвергают регенерации с целью сохранения ценного сырья, что является экономически выгодным.
Таблица 2.2 – Классификация загрязнений смазок
| Вид загрязнений | Загрязняющее вещество |
| Минеральные | Металлы |
| Окислы металлов | |
| Соединения неметаллов | |
| Органические | Адсорбционные смолы |
| Соли карбоновых кислот | |
| Сернистые и азотистые соединения | |
| Кристаллы углеводородов | |
| Микробиологические | Бактерии |
| Грибки | |
| Пирогенные вещества | |
| Прочие | Вода |
| Воздух и газы | |
| Пары нефтепродуктов |
Регенерация - восстановление качества отработанного смазочного материала до уровня свежего. При этом свойства отработанных продуктов полностью восстанавливаются и их вновь можно использовать по прямому назначению. В качестве технологических процессов обычно соблюдается следующая последовательность методов: механический, для удаления из смазки свободной воды и твердых загрязнений; теплофизический (выпаривание, вакуумная перегонка); физико-химический (коагуляция, адсорбция). Основные из этих методов, и применяемое при их реализации технологическое оборудование представлены в таблице 2.3.
Таблица 2.3 - Методы и оборудование для регенерации отработанных смазочных материалов.
| Методы | Используемые технологии | Оборудование |
| Физические | Воздействие силовых полей (гравитационного, центробежного, электрического, магнитного) | Отстойники Гидроциклоны Центрифуги Электроочистители Магнитные очистители |
| Фильтрование через пористые перегородки | Фильтры Фильтры-водоотделители | |
| Теплофизические технологии (нагревание, выпаривание, водная промывка, атмосферная и вакуумная перегонка и т.п.) | Выпарные колонки Вакуумные дистилляторы Массообменные аппараты | |
| Комбинированные технологии | Гидродинамические фильтры Фильтрующие центрифуги, магнитные фильтры Трибоэлектрические очистители | |
| Физико-химические | Коагуляция | Смесители-отстойники |
| Сорбция | Адсорберы | |
| Ионообменная очистка | Ионообменные аппараты | |
| Экстракция | Экстракторы | |
| Химическая | Сернокислотная очистка | Кислотные реакторы |
| Щелочная обработка | Щелочные реакторы | |
| Гидрогенизация | Гидрогенизаторы | |
| Обработка карбамидами металлов | Реакторы-смесители |
Если этих методов недостаточно, используются химические способы регенерации смазок, связанные с применением более сложного оборудования и большими затратами. Отдельные этапы процесса регенерации отработанных смазок могут исключаться, совмещаться или выполняется в иной последовательности в зависимости от конкретных физико-химических свойств регенерируемой смазки и особенностей технологических операций, выбранных для восстановления качества этой смазки. Физические методы позволяют удалять из смазок твердые частицы загрязнений, микрокапли воды и частично –смолистые и коксообразные вещества, а с мощью выпаривания – легкокипящие примеси. Смазки обрабатываются в силовом поле с использованием гравитационных, центробежных и реже электрических, магнитных и вибрационных сил, а также фильтрование, водная промывка, выпаривание и вакуумная дистилляция. К физическим методам очистки отработанных смазок относятся также различные массо- и теплообменные процессы, которые применяются для удаления из смазки продуктов окисления углеводородов, воды и легкокипящих фракций.
Отстаивание является наиболее простым методом, он основан на процессе естественного осаждения механических частиц и воды под действием гравитационных сил. В зависимости от степени загрязнения смазочного материла и времени, отведенного на очистку, отстаивание применяется либо как самостоятельно, либо как предварительный метод, предшествующий фильтрации или центробежной очистке. Основным недостатком этого метода является большая продолжительность процесса оседания частиц до полной очистки, удаление только наиболее крупных частиц размером 50-100мкм.
Фильтрация – процесс удаления частиц механических примесей и смолистых соединений путем пропускания смазки через сетчатые или пористые перегородки фильтров. В качестве фильтрационных материалов используют металлические и пластмассовые сетки, войлок, ткани, бумагу, композиционные материалы и керамику.
Центробежная очистка осуществляется с мощью центрифуг и является наиболее эффективным и высокопроизводительным методом удаления механических примесей и воды. Этот метод основан на разделении различных фракций неоднородных смесей под действием центробежной силы. Применение центрифуг обеспечивает очистку смазки от механических примесей до 0,005% массе/
Физико - химические методы нашли широкое применение, к ним относятся коагуляция, адсорбция и селективное растворение содержащихся в масле загрязнений, разновидностью адсорбционной очистки является ионно-обменная очистка.
Коагуляция, т. е укрупнение частиц загрязнений, находящихся в смазке в коллоидном или мелкодисперсном состоянии, осуществляется с мощью специальных веществ – коагулятов, к которым относятся электролиты неорганического и органического происхождения , поверхностно активные вещества (ПАВ), не обладающие электролитическими свойствами, коллоидные растворы ПАВ и гидрофильные высокомолекулярные соединения.
Процесс коагуляции зависит от количества вводимого коагулянта, продолжительности его контакта со смазкой, температуры, эффективности перемешивания и т.д. Продолжительность коагуляции загрязнений в отработанной смазке составляет, как правило 20-30 мин., после чего можно проводить очистку смазочного материала от укрупнившихся загрязнений с мощью отстаивания, центробежной очистки или фильтрования.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
