Фильтрование. Продавливание пропитывающей жидкости через пористую среду с большим количеством капилляров, в которых задерживаются вода и все механические загрязнения, называется фильтрованием.

В качестве фильтрующей среды используют фильтровальные картон и бумагу, плотные ткани, войлок, волокнистый асбест и т. п. Величина капилляров в этих фильтрующих средах даже при их сильном уплотнении остается значительной, но благодаря тому, что частицы жидкости, проходя через такую среду, несколько раз изменяют направления движения, они оставляют механические загрязнения на волокнах фильтрующего материала. Пропитывающие жидкости фильтруют в специальных фильтрах или фильтр-прессах.

Из приведенных выше материалов для фильтрования пропитывающих жидкостей используют преимущественно фильтровальные картон и бумагу, имеющие различную пористость. Наибольшей пористостью обладают мягкие и рыхлые сорта, которые легко впитывают влагу, однако плохо задерживают уголь и тонкий шлам и выделяют много волокон. Поэтому в фильтр-прессах для хорошей фильтрации пропитывающих жидкостей листы мягкого картона (или бумаги) чередуют с листами плотного мелкопористого.

Количество влаги, впитываемой картоном (или бумагой), зависит от его исходного влагосодержания, в связи с чем непосредственно перед фильтрованием картон следует тщательно просушить.

При сильном увлажнении картон теряет фильтрующую способность и механическую прочность и подлежит замене.

Скорость фильтрования в значительной степени зависит от вязкости пропитывающей жидкости. Однако уменьшение вязкости пропитывающей жидкости за счет повышения ее температуры приводит к снижению гигроскопичности картона. При 100° С картон не впитывает влаги. Кроме того, с повышением температуры увеличивается растворимость шлама и воды в пропитывающей жидкости. Поэтому, как и в случае отстоя, фильтрование надо производить при оптимальной для каждой пропитывающей жидкости температуре. Для конденсаторного масла и ТХД температура при фильтровании не должна превышать 40-50° С, для касторового масла - 70- 80° С.

Сушка распылением под вакуумом. Этот метод состоит в том, что увлажненную пропитывающую жидкость подогревают и через распылитель (форсунку) подают в бак, в котором поддерживается вакуум. Распыленная до состояния тумана пропитывающая жидкость почти мгновенно отдает всю содержащуюся в ней влагу, которая в процессе испарения откачивается вакуумным насосом. Сама же пропитывающая жидкость собирается в капельки и стекает на дно бака, где не только высушивается, но и обезгаживается.

Скорость испарения воды из пропитывающей жидкости тем больше, чем ниже давление в баке, мельче распылена пропитывающая жидкость и выше ее температура. Сушка пропитывающих жидкостей производится при давлении не более 100 Па, температуре 60-70° С для конденсаторного масла и трихлордифенила и 80-90° С для касторового масла.

Регенерация с помощью адсорбентов. Метод регенерации основан на свойстве некоторых пористых тел поглощать из пропитывающих жидкостей кислоты и полярные примеси и удерживать их на своей поверхности.

К числу адсорбентов относятся: силикагель, ряд сортов глин, называемых отбеливающими землями, аморфные или активированные угли, активированная окись алюминия и некоторые другие вещества.

Регенерацию пропитывающих жидкостей с по.мощью адсорбентов .можно производить двухмя способами: непосредственным фильтрованием пропитывающей жидкости через слой адсорбента или смешиванием ее с мелкораз-молотым адсорбентом и последующим отстаиванием и фильтрованием смеси для отделения частиц адсорбента (контактный метод очистки).

В конденсаторном производстве для очистки пропитывающих л<;идкостей применяют три вида адсорбентов: силикагель и активную окись алюминия - для непосредственного фильтрования и некоторые сорта глин -для контактного метода очистки.

Силикагель - искусственный продукт, представляющий собой не полностью обезвоженную кремниевую кислоту НгЗЮз в виде твердых стекловидных зерен пористого строения с равномерным распределением пор. В зависимости от величины пор и формы зерна силикагель делят на мелкопористый и крупнопористый, кусковой и гранулированный.

Для регенерации пропитывающих жидкостей применяют преимущественно крупнопористый силикагель КСК с величиной зерна 2,7-7 мм. Внутренняя поверхность пор силикагеля составляет 300-400 м/г, что обусловливает большую активность его как адсорбента. Силикагель хорошо извлекает из пропитывающих жидкостей смолы и в меньшей степени кислоты.

Активная окись алюминия - это пористое вещество с высокоразвитой внутренней поверхностью (до 400 м/г), белого цвета, иногда с кремовым оттенком, которое получают высушиванием студнеобразного гидрата окиси алюминия (АЬОзНгО), глинозема, извлекаемого из бокситов (горной породы) химическим и термическим путем.

Активную окись алюминия изготовляют в виде цилиндриков высотой от 4 до 25 мм, диаметром от 4 до 6 мм или шариков того же диаметра. В зависимости от насыпной массы ее выпускают двух марок: А-1 с насыпной массой 400-500 г/л и А-2 с насыпной массой 500- 750 г/л и поставляют обычно в барабанах из черной кровельной стали. При очистке пропитывающих жидкостей активная окись алюминия хорошо извлекает кислоты и смолы.

Глины - это природные тонко размолотые минеральные вещества, основными составными частями которых являются окись кремния Si02 (50-70%) и окись алюминия AI2O3 (10-16%). Кроме того, в них имеются в небольших количествах окиси магния, кальция и железа. В естественном состоянии глины содержат значительное количество воды (10-20%).

Глины разных месторождений имеют различную адсорбционную активность.

Глины с высокой адсорбционной активностью можно применять в естественном виде после размола и подсушки. Глины с малой адсорбционной активностью подвергают активированию путем обработки минеральными кислотами и щелочами, в результате чего обнажается их активная поверхность и образуются дополнительные зазоры и капилляры. Внутренняя поверхность пор глин составляет 100-300 м/г. Глины хорошо извлекают из пропитывающих жидкостей смолы, кислоты и другие загрязнения.

Для очистки пропитывающих жидкостей в конденсаторном производстве широко применяют активированную глину, дающую одинаково хорошие результаты при очис-214

тке как конденсаторного и касторового масел, так и хлорированных дифенилов.

Активность адсорбентов определяется не только строением поверхности и химическим составом, но и их влажностью и рабочей температурой. Каждому виду адсорбента соответствует определенное оптимальное содержание воды, при котором он обладает наивысшей адсорбционной способностью. В случае полного обезвоживания адсорбционная способность может упасть до нуля. Сушка при недостаточной температуре тоже не дает положительных результатов, так как вода, заполняющая поры, понижает активность адсорбентов. Поэтому каждый адсорбент перед очисткой должен подвергаться сушке (прокаливанию) при вполне определенной для него температуре, которую устанавливают опытным путем. Так, например, температура сушки силикагеля - 450-500° С, а глины - 140-150° С.

Не меньшее значение для достижения необходимого эффекта очистки имеет температура, при которой производят обработку пропитывающих жидкостей адсорбентом. С повышением температуры понижается вязкость жидкости и облегчается диффузия растворенных в ней смол и кислот, а также улучшается адсорбция. Однако с повышением температуры увеличивается кинетическая энергия молекул, вследствие чего ослабляется способность адсорбента удерживать на своей поверхности извлеченные из жидкости вещества. Поэтому для каждого адсорбента существует оптимальная рабочая температура очистки, которая тем выше, чем выше вязкость жидкости.

Оптимальная температура очистки силикагелем и активной окисью алюминия конденсаторного масла 20- 30° С, а ТХД - 30-40° С. Наилучшие результаты очистки глиной конденсаторного масла и ТХД могут быть получены при температуре 50-60° С, а касторового масла - при 70-80° С.

Глины применяют для очистки пропитывающих жидкостей только один раз и после извлечения из них остатков пропитывающей жидкости выбрасывают. В восстановлении глины для повторного ее использования нет необходимости, так как стоимость процесса восстановления Примерно равна стоимости свежей глины.

Количество глины, необходимое для очистки, определяют предварительной лабораторной пробой. При очист-

ке масел и ТХД глиной масса ее обычно не превышает 5% массы пропитывающей жидкости.

Силикагель и активную окись алюминия можно использовать для очистки много раз подряд (до 20), каждый раз восстанавливая их отжигом при 600-700" С. В процессе отжига вода испаряется, все органические вещества выгорают и активная поверхность зерен адсорбентов восстанавливается.

Каждый из рассматриваемых методов очистки пропитывающих жидкостей часто применяЪт изолированно. Однако для достижения необходимого эффекта очистки прибегают и к различным ко.мбинациям этих методов.

§ 58. Оборудование, применяемое для приготовления пропитывающих жидкостей

Участки для приготовления пропитывающих жидкостей - это сложное хозяйство, располагающее различными видами технологического оборудования. Основными видами этого оборудования являются:

баки-хранилища;

фильтр-прессы для очистки от механических примесей;

силикагелевые фильтры или мешалки с отстойниками для очистки пропитывающих жидкостей;

обезгаживатели для вакуумной сушки, обезгаживания и хранения очищенных пропитывающих жидкостей;

перекачивающие насосы;

электропечи для приготовления и восстановления адсорбентов и т. д.

Участки для приготовления пропитывающих жидкостей со всем необходимым оборудованием располагают в изолированных каменных зданиях с огнестойкими перекрытиями и перегородками. Помещения участков оборудуют системой авто.матического пожаротушения и усиленной приточно-вытяжной вентиляцией, так как выделяющиеся при очистке пары пропитывающих жидкостей взрывоопасны и вредны для здоровья.

Для очистки масел и хлорированных дифенилов применяют однотипное, но раздельное оборудование, которое можно располагать как обособленно, так и в одних и тех же помещениях. Оборудование и трубопроводы для очистки касторового масла, имеющего высокую вязкость, должны выполняться обогреваемыми.

Пропитывающие жидкости поступают на заводы в железнодорожных цистернах или железных бочках. Жидкости, поступающие в цистернах, сливают в специальные баки-хранилища. Жидкости, поставляемые в бочках, обычно хранят на складах до использования. От каждой партии пропитывающей жидкости при получении должна быть взята проба для анализа. Исходные пропитывающие жидкости должны соответствовать ГОСТу или ТУ.

Баки-хранилища представляют собой стальные ци» линдрические резервуары в виде железнодорожных цистерн емкостью до 50 т. Их размещают или на открытом воздухе, или чаще всего зарывают в землю. Баки, устанавливаемые на открытом воздухе, обносят каменной стенкой или земляным валом. Подземные баки располагают так, чтобы люки для осмотра и очистки во избежание попадания осадков выступали над уровнем земли. Люки должны иметь надежное уплотнение. Жидкости сливают в баки через выступающие наружу патрубки. Для отбора жидкости в баки вводят трубы, которые приваривают выше дна на 40-50 см, что исключает возможность попадания в них оседающих на дно загрязнений.

Пропитывающие жидкости, поступающие в бочках, необходимо хранить под навесом или в помещении склада для защиты их от действия солнца и дождя. Чтобы уменьшить проникновение наружного воздуха в бочки, их устанавливают пробками вниз. Во избежание загрязнения пропитывающей жидкости вскрывать бочки следует после тщательной очистки пробок и всей поверхности вокруг них. Если холодные бочки подают в теплое помещение, перед вскрытием их необходимо прогреть до окружающей температуры, чтобы предотвратить увлажнение пропитывающей жидкости в результате конденсации паров воды. Вскрывать бочки надо только специальными четырехгранными ключами.

Фильтр-пресс применяют для непосредственной очистки жидкостей от механических примесей и влаги, а также для отделения частиц адсорбента при контактном методе очистки глинами.

Фильтр-пресс (рис. 80) состоит из станины 8, на которой установлен ряд подвижных чугунных пластин и рам . Между пластинами и рамами винтом 10 зажимают листы фильтровального картона (или бумаги). Пустые внутри рамы вместе с листами картона образуют ка-.