[發明專利]低揮發性液體真空脫水方法與裝置

有效

• 申請號: 201310106167.1
• 申請日: 2013-03-29
• 公開（公告）號: CN104069652A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 王文兵
• 申請（專利權）人: 王文兵
• 主分類號: B01D19/00
• 分類號: B01D19/00;C10M177/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明申請屬于液體的脫水脫氣凈化技術領域，具體涉及一種用于低揮發性液體的真空脫水方法與裝置，特別適用于汽輪機油、齒輪油、液壓油等潤滑油的真空脫水，也適用于其他類似的低揮發性液體的真空脫水。

背景技術

本文所述的低揮發性液體，是指在正常的真空脫水工作條件下，液體中的水分能較多地蒸發成為水蒸氣，而需要真空脫水的液體揮發得較少，在實用性方面可以忽略液體揮發性的情況。

現有的低揮發性液體真空脫水方法如圖1所示，一般是將液體從進液口2引入一個真空罐1中，在真空條件下液體中的水蒸氣等氣體揮發變成氣體形成氣液混合物，在重力分離作用下，液體聚集在真空罐底部，經真空罐出口3用液體抽送泵8抽出真空罐1；氣體聚集在真空罐上部，用真空泵6從真空罐頂部出氣口4抽出氣體以維持真空罐的負壓。通常在真空罐1至真空泵6之間還設有冷凝器5和排水裝置7，將水蒸氣冷凝成水或冰，冰間斷地融化成水，由排水裝置7排出真空系統。冷凝器5一方面可以減少水蒸氣對真空泵工作的不良影響，另一方面也可以減小真空泵抽氣體的體積流量。

冷凝器和排水裝置有很多種形式，常見的有冷水冷卻、壓縮機制冷、半導體制冷，排水裝置可以采用微型泵或采用閥門組的不同時開關來實現排水。

上述低揮發性液體的真空脫水工藝，較常見的應用例子是潤滑油的真空脫水處理，相應的設備稱為真空凈油機。

現有真空凈油機處理含水量少的變壓器油時，因為水分含量低，真空罐內產生的泡沫較少，有較好的效果和可操作性。但是對于大多數汽輪機油、齒輪油、液壓油來說，由于通常含水量較大，大量水蒸氣的快速析出往往在真空罐內產生大量的泡沫，這些泡沫容易充滿整個真空罐，并從真空罐頂部進入真空系統，最后從真空泵6排出而發生“跑油”現象，不僅可能造成油的損失、真空泵的損壞，而且跑油可能造成油的大量流失而造成重大事故。

為了防止泡沫狀的油從真空系統抽出，常見的技術方案有在真空室設置泡沫液位檢測探頭、真空罐進氣、降低工作真空度、降低進油流量等方法。其缺點是真空脫水設備更加復雜化，操作麻煩，體積、重量增大，而整體脫水效率、可靠性也降低了。

現有真空濾油機的一個常見問題是，由于真空罐內的負壓作用，真空罐底部的油泵工作在容易產生氣蝕的條件下，且油中含有氣泡，因此油泵的出油流量往往不夠，特別是油泵損傷后，可能抽力減小甚至抽不出油，這時油也有可能進入真空系統，出現跑油現象。在處理高粘度、高水分的齒輪油時，泡沫狀油向真空罐底部流動更慢，存在排油難的問題。

總之，采用現有真空脫水技術的真空凈油機在處理含水量大的油時，存在泡沫油從真空系統跑出的風險、系統較復雜、體積重量大、易發生跑油故障等問題，且很難處理含水較多的高粘度油。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的低揮發性液體真空脫水方法如真空凈油機存在如泡沫油跑油風險問題、高粘度的液體如齒輪油的脫水難題、以及真空脫水設備體積大、系統復雜等多方面的技術問題。本發明揭示的方法與裝置適合低揮發性液體的真空脫水，特別是汽輪機油、齒輪油、液壓油等潤滑油的真空脫水。

本發明對現有的液體真空脫水方法的改進如圖2所示，將低揮發性液體從進液口2注入真空罐1，液體中的水蒸氣和其他氣體揮發形成氣液混合物，在重力作用下氣液混合物部分分離，在真空罐內形成氣液混合物的混合空間21和其上部的氣相空間20，采用一種可抽氣液混合物的抽送泵22，從氣液混合物的混合空間21即真空罐的底部或中下部將氣體與液體同時抽出真空罐1，在氣相空間設置冷凝器5，將水蒸氣冷凝成水或冰(冰需要間斷性地融化成水)，通過排水裝置7將水排出真空罐1；視情況再對氣液混合物的抽送泵22排出的液體進行氣液分離、過濾等處理。如果需要處理的液體流量較大，可以將氣液混合物的抽出口設在混合空間21的中部，同時在真空罐底部設置抽液泵8將液體抽出，如圖3所示。

本項技術的原理是：由于在真空罐1內壓力最低的地方是氣液混合物的抽送泵22進口附近的位置，因此真空罐內從進液口出來的液體與氣體優先向真空罐的出口3運動，氣液混合物容易排出，粘度高一些的液體也可以較順暢地排出，而分配器上方由于不是最低壓力位置，泡沫狀氣液混合物無上升的推動力，因此在真空罐內一定高度的位置可形成無泡沫的空間，即氣相空間20。在真空罐內，氣體比重很輕，可以自然地或在風扇的作用下上升到冷凝器5附近，氣體中的水蒸氣可以被冷凝成水或冰，冰通常采用間斷性化霜過程融化成水，由排水裝置7收集排出真空罐1。