Как отделить воду от масла моторного

Можно ли отделить масло от воды, и как это сделать

Каких только ситуаций не бывает в жизни: например, растительное масло смешалось с водой, или в мотор попала жидкость. Отделить масло от воды своими руками легко и просто: вспоминаем школьный курс химии, запасаемся фильтрами, трубочками и абсорбирующими агентами.

Суть смеси

Две эти жидкости не смешиваются между собой. Из школьного курса химии многие вспомнят, что соединение воды с жирами называется эмульсией. Для диффузии веществ всегда требуются добавки — их называют эмульгаторами.

Масляный слой при смешивании с водой оказывается сверху, так как это более лёгкое вещество. Вода из-за большей плотности опускается. Разделить два продукта не составит труда.

Как разделить

Подсолнечное масло собирается в верхней части ёмкости. Если действовать аккуратно, бо́льшую часть продукта получится слить или вычерпать без специальных приспособлений. Оставшуюся эмульсию прогоните через фильтр. На выходе получится чистая вода без маслянистой плёнки.

Способ с морозильной камерой играет на разнице температур застывания продуктов:

1. Поместите ёмкость со смесью в морозильную камеру.
2. Вода начинает преобразовываться в лёд при нуле. Температура для застывания растительного масла ниже, чем у воды.
3. Через некоторое время в жидком масле будут плавать кусочки льда. Их убрать очень легко.

Слейте воду с помощью резиновой трубочки:

1. Закрепите трубку на посуде с водой и маслом, конец опустите на самое дно.
2. Подготовьте тару для воды, промежуточной смеси и масла, она должна быть ниже в два раза.
3. Втяните воздух из трубки и опустите её второй конец в чистую ёмкость.
4. Сразу начнётся перегонка воды.
5. Когда выйдет промежуточная субстанция и польётся масло, перенесите трубку в соответствующую ёмкость.

Если нужно удалить масло из воды, используйте абсорбирующее вещество. В домашних условиях — таблетку активированного угля. Количество агента рассчитайте по формуле: 3 части к 1 части масла. Как действовать:

1. Погрузите абсорбирующий агент в смесь.
2. Закройте ёмкость и энергично встряхните.
3. Пару раз перелейте смесь в новую посуду, так как на стенках остаётся маслянистый слой.

Совет от журнала «Мисс Чистота»
Если растительное масло на вид жидкое и водянистое, а в процессе приготовления не жарит, а тушит, скорее всего, его разбавили не водой, а другим растительным продуктом низкого качества. Воду в продукте видно сразу.

Как быть с моторным маслом

Избавляться от отработанного масла — не всегда разумно, ведь можно преобразовать его в дешёвое топливо для масляной печи, пропитку для деревянных поверхностей или смазку для различного оборудования.

Как очистить моторное масло, все варианты:

1. Дайте отстояться смеси, а затем слейте верхний слой.
2. Тщательно размешайте или используйте центрифугу, затем слейте или отсосите верхний маслянистый слой.
3. Пропустите эмульсию через фильтр: марлю, газету и т. д.
4. Можно также использовать деэмульгатор.

Всё в хозяйстве пригодится, поэтому не спешите избавляться от подпорченного водой масла.

Источник

Удаление воды из масла (может кому пригодится) теория

Atlas. FAQ. Объединённый форум владельцев грузовиков и спецтехники

Удаление воды из масла (может кому пригодится) теория ⇐ Atlas. FAQ

Сообщение zhekm » 10 янв 2015, 05:06

Теоретические предпосылки удаления воды из масел методом

Остриков В.В., д-р техн. наук, Зимин А.Г., инж., Бектилевов А.Ю., инж., Бусин И.В., инж

(ГНУ ВНИИТиН Россельхозакадемии)

Как известно в смазочных маслах может присутствовать вода. Ее содержание колеблется от сотых долей процента до одного и более.

Вода, находящаяся в маслах и дизельных топливах вызывает коррозионные процессы на деталях цилиндропоршневой группы.

Вода в маслах может находиться в свободном и «вработанном» состоянии. И если свободная вода достаточно легко удаляется известными методами, то вода «вработанная» находящаяся в нефтепродуктах в мелкодиспергированном состоянии трудно удалима.

Процесс выделения воды из масла в поле гравитационных сил при обычных температурах (20…30ºС) недостаточно эффективен. Удаление воды различными фильтрами, сепараторами в поле центробежных сил также имеет свои недостатки. Это в первую очередь ограниченность известных средств очистки своими возможностями, т.е. удаляется в основном «свободная» вода не связанная с нефтепродуктом. В маслах и топливах может присутствовать от 0,1 до 1% воды находящейся во «вработанном» состоянии, которая практически не удаляется не в поле гравитационных сил, не в поле центробежных сил.

Удаление воды за счет поднятия температуры обводненного нефтепродукта выше температуры кипения воды (выше 100ºС) приводит к интенсификации окислительных процессов в очищаемом продукте. Причем этот процесс во многих разработках, установках, средствах очистки разделен на два этапа. Отделение загрязнений происходит на одном этапе очистки, удаление вработанной воды на другом – отдельном что, безусловно, усложняет процесс, удорожает его и т.д.

Традиционными схемами удаления вработанной воды являются испарение с глади поверхности при нагреве (различными нагревателями) до температуры выше 100ºС и забор образовавшихся паров с наджидкостного пространства методом отсоса (вакуум-насосами или вентиляторами). В нашем случае мы будем рассматривать процесс удаления воды в ходе удаления загрязняющих примесей, т.е. предлагается объединить процессы за счет оригинальных решений влагоудаления не повышая температуру очищаемой жидкости выше 90ºС.

Сущность предлагаемой схемы очистки заключается в следующем.

Очищаемое масло проходя через корпус центрифуги выходит из сопел (при этом температура его повышается 2…5ºС), ударяется о стенку корпуса центрифуги нагревается еще на 1…2ºС, а так как ротор находится во вращательном движении, то струя жидкости (температура 93-97ºС) соприкасается со стенкой корпуса образуя эффект трения при котором в соответствии с известной теорией мгновенно нагревается до температуры выше 100ºС. Вода, находящаяся в нефтепродукте превращается в пар проталкиваемый напором воздуха в наджидкостное пространство, где соединяется с паром выделяемым при нагреве жидкости в емкости и далее выталкивается в атмосферу.

Для выяснения сути процесса рассмотрим равновесие жидкости с паром, который в таком состоянии является насыщенным паром.

Известно и как нами уже отмечалось, что при нагреве жидкости с ее поверхности вылетает часть пара или другими словами молекулы и при

этом если они преодолевают силы притяжения, то испаряющаяся молекула может покинуть поверхностный слой, то есть совершить работу против этих сил и работу против внешнего давления РВНД, уже образовавшегося, равную Р∆V, где ∆V разность изменения объема занимаемого данным количеством молекул при переходе из жидкости в пар.

При этом следует учесть, что в закрытой емкости при испарении воды с поверхности нефтепродукта наступит момент, когда число частиц находящихся в жидкости в единицу времени станет равным числу частиц оседающих за то же время обратно в жидкость, то есть наступает равновесное состояние, когда РВНД = РН.

В этом случае необходимым условием удаления образующегося пара является усилие воздействия на него, а именно отбор (отсасывание) или выталкивание.

В нашем случае следует учитывать и тот момент, что часть молекул образуется за счет дополнительной теплоты образующейся в процессе удара и трения струи жидкости выходящей из сопла и соприкасающейся с поверхностью корпуса, образуя деление молекулярной теплоты испарения на молекулярный вес.

В итоге полученную работу, производимую при испарении одного моля жидкости при внесении давления РВНД можно определить следующим соотношением [1]:

где Ар – полная работа при испарении одного моля;

μмв – молекулярная масса испаряющейся воды;

Lmu – скрытая удельная теплота испарения;

μмв Lmu – доля работы от скрытого испарения;

(РВНД – РН)∆V – доля работы от открытого испарения.

Скрытая удельная теплота испарения Lmu определяется из выражения [1]:

где QН – количество тепла необходимое для получения насыщенного пара;

mж – масса выпаренной воды.

Данное выражение справедливо при давлении насыщенного пара РН и определенной абсолютной температуре Т.

Однако с повышением температуры (как по нами предлагаемой схеме ударного трения струи в корпусе центрифуги) скрытая теплота испарения убывает и при достижении определенного критического значения станет равной нулю соответственно одним из определенных фактов испарения, станет упругость насыщенного пара. При этом важнейшим параметром в данном состоянии становится плотность молекул пара, связанная с его давлением.

Число молекул пара (плотность) связанных с реально существующим давлением паров и происходящими тепловыми явлениями можно определить из выражения [1]:

где nмп – число молекул пара при давлении паров, равном Рн;

К – постоянная Больцмана;

Т – абсолютная температура.

При наших условиях рассматриваемой схемы влагоудаления, когда внешнее давление РВНД не соответствует давлению насыщенного пара Рн, образующееся дополнительное тепло Qдоп за счет трения и удара (микровзрыва) можно записать выражением [1]:

При этом совершится дополнительная работа dA необходимая для испарения одного моля воды [1]:

где V2, V1 – молекулярные объемы соответственно пара и жидкости;

dP – разница несоответствия давления.

Значение молекулярного объема пара определяется уравнением Клапейрона [1]:

После преобразования получим [1]:

Определим количество тепла Qопт необходимое для испарения nв (вработанной воды) при постоянной температуре [1]:

Отсюда определим количество вработанной воды nв, которое может быть выделено за счет испарительного эффекта [1]:

Таким образом, можно сделать предположение, что разделение жидкости с вработанной водой зависит от температурного состояния системы; времени процесса; исходного количества воды в очищаемом продукте, давления теплотехнических параметров.

Соответственно можно полагать, что процесс удаления воды можно ускорить повышением температуры и принудительным удалением пара из корпуса центрифуги и емкости.

Вместе с этим следует учитывать, что поднятие температуры нагрева общего объема жидкости, например масла до 100ºС приводит к увеличению кислотного числа масла, а значит нагрев должен осуществлять кратковременно практически мгновенно, а проталкивание пара должно осуществляться в щадящем режиме воздействия (т.е. не охлаждая образовавшийся пар и достаточно быстро во времени), что должно быть учтено при создании технологического процесса влагоудаления центрифугированием.

Описанные закономерности позволили сделать ряд предположений, получить оценочные зависимости. Далее конкретизируем задачу теоретических исследований для установления зависимостей упрощающих процесс обезвоживания, при этом внесем уточнения с учетом проводившихся ранее исследований по удалению воды из нефтяных масел и с учетом предполагаемых изменений в конструкции центрифуги интенсифицирующих процесс влагоудаления из очищаемого продукта. По принятой схеме очистки, капли уносимые воздухом необходимо выделить из потока, собирать и отводить.

Как уже отмечалось процесс перевода воды из жидкого в парообразное состояние включает:

— испарение воды с нагретой поверхности, если она смачивается водой лучше чем нефтепродуктом;

— внутреннее испарение с поверхности капель и пленок с последующей диффузией;

— внутреннее испарение в пузырьки десорбирующих растворенных газов с последующим барботированием, и вытеснением в роторе центрифуги;

— испарение с зеркала жидкости в наджидкостном пространстве емкости;

— испарение с поверхности капель, струй и пленок жидкости в воздушном пространстве корпуса центрифуги.

Особо следует иметь ввиду туманообразование в воздушном пространстве между корпусом и ротором центрифуги, необходимость выделения влаги из выбрасываемого воздушного потока.

Оценка времени осаждения капелек воды в роторе центрифуги может быть произведена по формуле [2]:

где (ρв – ρом) разность плотностей воды и нефтепродукта;

R2/R1 – отношение максимального и минимального радиусов вращения потока жидкости в роторе;

d – диаметр капли;

n – численная концентрация частиц;

μ – динамическая вязкость испытуемой жидкости при соответствующей температуре.

Данная формула не учитывает изменения режима осаждения, вихреобразования, донных и прочих эффектов. Хотя известны попытки учета этих явлений, однако для сложных условий аналогичных нашим, более точный расчет возможен только после получения ряда кинетических характеристик.

Не менее сложен механизм распыления жидкости на выходе из ротора в системе ударных вращающихся струй. Из многочисленных зависимостей полученных для систем распыливания различных конструкций, в нашем случае можно воспользоваться оценочной формулой, получающейся из равенства центробежной силы поверхностного натяжения для многократного дробления [3]:

где А – экспериментальный коэффициент;

d – диаметр капли, мм;

z – кратность дробления;

ρж – плотность жидкости, кг/см3;

σ – относительное среднее квадратичное отклонение.

Для поверхностного испарения предложены обоснованные и надежные, хотя и сложные зависимости для многих условий тепломассопереноса. Однако большое число осложняющих факторов делает их применение в нашем случае необоснованным.

Для упрощения рассмотрения процесса воспользуемся следующими соотношениями:

— для плоской поверхности [3]:

где Wn – интенсивность испарения, кг/м2ч;

W – скорость потока воздуха, м/с;

(Рнас – Рп) – разность давлений пара в мм рт. ст.

— для испарения сферической капли, движущейся с потоком воздуха [3]:

где β – коэффициент массоотдачи, м/с;

D – коэффициент диффузии пара в воздухе, м2/с.

Тогда удельный поток испаряющейся влаги (m) можно представить выражением [3]:

где (Cнас(Тп)-Св) – разность концентраций пара.

Предположительные лимитирующие явления влагоудаления перечислены выше, что позволяет предположить возможные пути интенсификации процесса обезвоживания.

При удалении воды из нефтепродукта по принятой схеме важным элементом является давление воздуха, проталкивающего паровоздушную смесь из корпуса центрифуги в наджидкостное пространство емкости.

При отложении на стенках ротора загрязнений отфугованная вода может частично вдавливаться центробежными силами и постепенно накапливающийся осадок даже при его гидрофобности.

Оставшаяся отфугованная к периферии ротора влага, поскольку ее раздельный вывод организовать нереально, будет диспергироваться форсунками (соплами).

Вода при выходе из сопел практически превращается в аэрозоль. Можно предположить, что диаметр капель воды при этом составляет порядка 5…10 мкм. Ударяясь о стенку корпуса, при вращении ротора барабана струя разбивается. При этом находящиеся в струе капли воды ударяются, что вызывает их дробление, предположительно до размеров 1…3 мкм.

Соответственно выходя из сопел, жидкость диспергируется в результате центробежных сил и ударно-инерционного взаимодействия струи между собой и струи со стенками.

Размер капель можно оценить из зависимости:

где А — экспериментальный коэффициент;

z – кратность дробления Н/м;

ρж – плотность жидкости кг/м3;

Rc – радиус расположения сопел, м;

ω – число оборотов ротора в секунду.

Подставляя в выражение (17) данные можно получить значения диаметров капель воды и жидкости, которые будут находиться, в первом приближении, в диапазоне от 0,1 до 1 мкм.

Воздушные системы с каплями таких размеров являются близким к туманам и аэрозолям, в которых частицы движутся вместе с потоком воздуха, а оседание их проявляется достаточно слабо.

Интенсификация процесса удаления воды из жидкости центрифугированием может быть увеличена дополнительным дроблением мельчайших частиц воды (0,1-1 мкм) за счет повышения «шероховатости» стенки корпуса центрифуги, которая способствует делению микрочастиц воды в ходе микровзрыва до 0,01-0,05 мкм.

1. Бутов Н.П. Научные основы проектирования малоотходной технологии переработки и использования отработанных минеральных масел., Зеленоград.: ВНИПТИМЭСХ, 2000, 410 с.

2. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. Ч. 1; 2. М.: Химия, 1992, с. 416, с. 348.

3. Остриков В.В. Интенсификация обезвоживания отработанных масел при регенерации. / В.В. Остриков, В.И. Коновалов – Химия и технология топлив и масел. № 4, 1998. – С.31-32.

Источник