СПОСОБ ОЧИСТКИ ТРАНСФОРМАТОРА ОТ СОВТОЛА Российский патент 2008 года по МПК B08B3/08 C23G5/28 H01F27/14 

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано на предприятиях энергетического комплекса, электрических и трансформаторных станциях и объектах, использующих трансформаторы с синтетическим маслом, а именно совтолом. Способ позволяет очистить трансформатор с одновременной утилизацией совтола.

Известны способы очистки и регенерации минеральных трансформаторных масел.

Например, известен способ регенерации трансформаторного масла, включающий отбор масла из трансформатора, фильтрацию, вакуумную сушку и дегазацию, возврат масла. Фильтрацию осуществляют через анизотропную мембранную перегородку с размером пор не более 5 микрон при взаимно перпендикулярном направлении потоков неочищенного и очищенного масла, а при вакуумной сушке и дегазации область вакуума распределяют по всей фильтровальной поверхности со стороны очищенного масла (патент на изобретение РФ №2071972, МПК С10М 175/02).

Однако способ не применим в случае использования синтетических масел (совтола).

Известен способ утилизации отходов и повышения качества масла. Последнее очищают нагреванием до 70-100°С, смешиванием с сорбентом - отходами биомассы производства антибиотиков пенициллинового ряда в количестве 3-15 мас.%, выдерживанием смеси при достигнутой температуре в течение 0,5-5,0 ч и отделением масла. Получают масло, соответствующее ГОСТ, и утилизируют отходы биомассы производства антибиотиков пенициллинового ряда (см. патент на изобретение РФ №2112018, МПК С10М 175/02).

Известен способ обезвреживания смеси полихлорбензолов и полихлорбифенилов путем обработки химическим реагентом при повышенной температуре, при этом в качестве реагента используют сульфирующий реагент и солеобразующий агент триэтаноламин, которыми последовательно обрабатывают исходную смесь, при этом обработку сульфирующим реагентом ведут при температуре 100-210°С (см. патент РФ №2076090, МПК С07С 17/38).

Однако получаемый в результате обезвреживания не обладает антисептическими свойствами.

Наиболее близким к предлагаемому решению является способ очистки трансформатора от электроизоляционной жидкости на основе полихлорбифенила, включающий слив электроизоляционной жидкости из трансформатора, очистку парами растворителя от остатков электроизоляционной жидкости. Слив электроизоляционной жидкости производится из предварительно нагретого трансформатора, после чего трансформатор охлаждают ниже температуры кипения растворителя, подают пары растворителя, образующийся на внутренних поверхностях и активной части трансформатора конденсат растворяет загрязнения и вымывает несливаемые остатки электроизоляционной жидкости из нижней части трансформатора, полученную жидкую фазу направляют на испарение для многократной обработки трансформатора регенерированным растворителем в замкнутом контуре. В качестве растворителя используют хлористый метилен (см. патент на изобретение РФ №2187858, МПК В08В 3/08).

Способ не позволяет обеспечить безотходный процесс очистки трансформаторов.

Задачей решения является обеспечение безотходного процесса очистки трансформаторов от синтетического масла - совтола.

Технический результат заключается в обеспечении антисептических свойств продукта, получаемого в процессе утилизации совтола при очистке трансформатора.

Данный технический результат достигается тем, что в способе очистки трансформатора от совтола, включающий предварительный прогрев трансформатора, слив совтола в подогреваемую емкость, циклическую промывку трансформатора растворителем при температуре его кипения до обеспечения необходимой чистоты промывки, слив смеси растворителя с остатками совтола после каждой промывки и разделение смеси методом роторно-пленочного испарения, согласно изобретению в качестве растворителя используют толуол, после разделения смеси осуществляют утилизацию совтола путем последовательной обработки реагентами олеумом и триэтаноламином при мольном соотношении масла к реагентам 1:2:3 соответственно, при этом до обработки совтол нагревают при перемешивании до температуры 80-150°С, в процессе обработки совтола олеумом осуществляют нагрев до температуры 180-250°С с перемешиванием в течение 12-14 ч и последующим охлаждением до температуры 70-100°С, после чего обрабатывают триэтаноламином до завершения процесса нейтрализации, а толуол повторно используют для очистки трансформатора.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена блок-схема для реализации процесса очистки, где: 1 - термошкаф, представляющий собой металлическую камеру, оборудованную змеевиковым подогревателем, в который подается греющий пар, вентилятором и мерником; 2 - сливная емкость с обогревом для приема совтола и толуола, насосы; 3 - блок, включающий емкости и насосы для приема чистого и загрязненного толуола, теплообменный элемент; 4 - роторно-пленочный испаритель с обвязкой для регенерации загрязненного толуола, теплообменники-конденсаторы, сборники; 5 - угольный адсорбер для очистки газовых сдувок перед сбросом в атмосферу; 6 - разделительная емкость для расслаивания сточных вод, содержащих совтол и толуол.

Способ осуществляется следующим образом. Трансформатор с помощью грузоподъемного механизма устанавливается на транспортную тележку, установленную на рельсы. Перед операциями по прогреву трансформатора отбираются пробы диэлектрической жидкости (совтол). Если жидкость по своим показателям соответствует совтолу (ОСТ 6-01-17-85), то приступают к прогреву трансформатора. Тележка с помощью автотранспорта завозится в термошкаф 1, в котором осуществляется прогрев трансформатора до температуры (20-30)°С. Контроль нагрева трансформатора проводится с использованием поверхностных термопар. Прогрев трансформатора перед сливом совтола осуществляться из положения, при котором он устанавливается с наклоном 2% в сторону сливного штуцера в дне бака.

Слив совтола из трансформатора в сливную емкость 2 осуществляется через съемную деталь, устанавливаемую на сливной штуцер с запорным вентилем. Съемная деталь соединена с гребенкой, предназначенной для коммутации потоков совтола и толуола.

Промывка осуществляется подачей толуола из мерника в трансформатор и циркуляцией толуола по замкнутому контуру: трансформатор, сливная емкость 2, теплообменник блока 3, трансформатор. Температура толуола во время промывки поддерживается в пределах (20-40)°С путем подачи греющего пара в теплообменник блока 3. После окончания первой промывки загрязненный толуол перекачивают в емкость блока 3. Вторую промывку трансформатора свежей порцией толуола осуществляют аналогично рассмотренной выше.

Для контроля за эффективностью промывки внутренней поверхности трансформатора используется косвенный метод оценки, заключающийся в определении загрязнения толуола совтолом, а именно, циркулирующий толуол анализируется через каждые три часа на содержание в нем совтола.

После окончания второй промывки толуол перекачивают в емкость 3 и используют для первой промывки следующего трансформатора. Продолжительность циркуляции толуола составляет 3-6 часов для первой промывки и 12-16 часов для второй. Объемная скорость прокачки толуола при циркуляции составляет 4-8 м³/ч.

Регенерация толуола. Толуол после первой промывки, собранный в емкости блока 3, дозировочными насосами подается в обвязку для регенерации загрязненного толуола, в котором толуол подогревается до температуры (65-70)°С, а затем в роторно-пленочный испаритель 4. Рубашка обвязки для регенерации загрязненного толуола и роторно-пленочного испарителя обогревается паром давлением Р=0,6 МПа. Регенерация толуола, загрязненного совтолом, осуществляется путем разгонки на роторно-пленочном испарителе при температуре (70-100)°С и разрежении в системе 0,7 кг/см², создаваемого с помощью вакуум-насоса. Пары толуола с температурой его кипения (72-78)°С, поступающие из роторно-пленочного испарителя, конденсируются в двух последовательных теплообменниках-конденсаторах. Затем конденсат из теплообменников-конденсаторов собирается в сборниках 4. Выхлопные газы (абгазы) направляются на очистку в адсорбер, заполненный активированным углем 5.

После окончания операции регенерированный толуол вновь направляется на промывку трансформатора.

Оставшийся после промывки толуол удаляют из трансформатора путем подачи в трансформатор водяного пара давлением 0,3 МПа. Конденсируясь, пар нагревает бак и активную часть трансформатора до температуры (100-110)°С. Конденсат периодически откачивают насосом и направляют на расслаивание в разделительную емкость 6. Верхний слой (толуол) направляют в емкость свежего толуола. Средний слой (водный) перекачивают и далее направляют на биологические очистные сооружения. Нижний слой сливают в емкость для последующего отделения совтола от воды. Образующиеся пары толуола конденсируются в двух теплообменниках-конденсаторах. После завершения операции из трансформатора отбирают пробу газовой среды, концентрация толуола не должна превышать 200 мг/м³.

В таблице 1 приведены результаты экспериментов, подтверждающие выбор режимных параметров способа.

Таблица 1Экспериментальные данные по оптимизации технологического процессаСостав продукта (совтол:олеум:ТЭА)Температура обработки олеумом в течение 12...14 чТемпература обработки ТЭА в течение 1 чСоответствие продукта ТУ1:2:3180...25070...100Соответствует1:2:3150...18070...100Не соответствует п.п.2, 6, 7 ТУ1:2:3250...28070...100Не соответствует п.п.1, 2, 7 ТУ1:2:3180...250100...120Не соответствует п.п.1, 7 ТУ1:2:3180...25060...70Не соответствует п.п.1, 3, 7, 8 ТУ1,1:2:3180...25070...100Не соответствует п.п.1, 2, 7, 8 ТУ0,9:2:3180...25070...100Не соответствует п.п.1, 2, 4, 7 ТУ1:2,1:3180...25070...100Не соответствует п.п.1, 2, 3, 7 ТУ1:1,9:3180...25070...100Не соответствует п.п.1, 4, 7, 8 ТУ1:2:3,1180...25070...100Не соответствует п.п.1, 3, 4, 7 ТУ1:2:2,9180...25070...100Не соответствует п.п.1, 2, 3, 4, 7 ТУ

Результаты экспериментов по оценке антисептических свойств продукта, полученного в процессе утилизации совтола предложенным методом, представлены в таблице 2. Испытания были проведены Уральским государственным лесотехническим университетом.

Таблица 2Исследуемые свойстваНорма по ТУ для продукта-антисептикаРезультаты испытания продукта (1:2:3)1. Внешний видтемно-коричневая вязкая жидкостьтемно-коричневая вязкая жидкость2. Массовая доля продукта не менее, %25253. Растворимость, г/100 г20204. Содержание воды, %005. Температура воспламенения, град. Сне горитне горит6. Коррозионная агрессивность для черных металлов, % потери массыотсутствуетотсутствует7. Защитная доза, % продукта к массе сухой древесины определена по LD-95 для пленочного и домового гриба0,580,588. Показатель концентрации водородных ионов, рН6...86...8

Испытания показали, что обработка свежей древесины 5-15% водным раствором продукта в течение 10 минут обеспечивает полную защиту от повреждения окрашивающими грибами в условиях высокого инфекционного фона не менее 30 суток.

Т.о. при очистке трансформатора дополнительно получается ценный народнохозяйственный продукт.

Способ позволяет обеспечить: очистку трансформатора от совтола до уровня, отвечающего требованиям экологической безопасности, повторно использовать промытый трансформатор, при его заполнении как синтетическими, так и минеральными электротехническими маслами; экономить расход толуола за счет использования регенерированного толуола на специальном роторно-пленочном испарителе на стадии промывки других трансформаторов. При этом совтол утилизируется до экологически безопасного продукта с антисептическими свойствами.

Способ относится к области химической технологии и может быть использован на предприятиях энергетического комплекса, электрических и трансформаторных станциях и объектах, использующих трансформаторы с синтетическим маслом, а именно совтолом. Способ очистки трансформатора от совтола включает предварительный прогрев трансформатора. Слив совтола в подогреваемую емкость и циклическую промывку трансформатора толуолом до обеспечения необходимой чистоты промывки. Затем осуществляют слив смеси толуола с остатками совтола после каждой промывки и разделение смеси методом роторно-пленочного испарения. При этом температура толуола в процессе промывки поддерживается в интервале температур кипения толуола. После разделения толуол повторно используется для очистки трансформатора. После очистки осуществляют утилизацию совтола. Последний последовательно обрабатывают олеумом и триэтаноламином при мольном соотношении масла к реагентам 1:2:3 соответственно. При этом до обработки совтол нагревают при перемешивании до температуры 80-150°С. В процессе обработки совтола олеумом осуществляют нагрев до температуры 180-250°С с перемешиванием в течение 12-14 часов и последующим охлаждением до температуры 70-100°С, после чего обрабатывают триэтаноламином до завершения процесса нейтрализации. Техническим результатом является обеспечение безотходного процесса очистки трансформаторов с одновременной получением совтола, обладающего антисептическими свойствами. 1 ил., 2 табл.

Способ очистки трансформатора от совтола, включающий предварительный прогрев трансформатора, слив совтола в подогреваемую емкость, циклическую промывку трансформатора растворителем при температуре его кипения до обеспечения необходимой чистоты промывки, слив смеси растворителя с остатками совтола после каждой промывки и разделение смеси методом роторно-пленочного испарения, отличающийся тем, что в качестве растворителя используют толуол, после разделения смеси осуществляют утилизацию совтола путем последовательной обработки реагентами олеумом и триэтаноламином при мольном соотношении масла к реагентам 1:2:3 соответственно, при этом до обработки совтол нагревают при перемешивании до температуры 80-150°С, в процессе обработки совтола олеумом осуществляют нагрев до температуры 180-250°С с перемешиванием в течение 12-14 ч и последующим охлаждением до температуры 70-100°С, после чего обрабатывают триэтаноламином до завершения процесса нейтрализации, а толуол повторно используют для очистки трансформатора.