一種處理變壓器廢油的吸附劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種處理變壓器廢油的吸附劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有的變壓器的使用當(dāng)中，由于其本身運(yùn)行帶來(lái)溫度的變化，很容易使水分進(jìn) 入變壓器油內(nèi)改變了變壓器油的成分，使變壓器的絕緣度降低而劣化，容易造成短路、擊穿 等想象，給變壓器和線路系統(tǒng)帶來(lái)危害。所以水分對(duì)變壓器油的電氣性能、理化性能及用油 設(shè)備的壽命都有極大的危害。
[0003] 而且變壓器油在使用過(guò)程中不可避免的與空氣接觸，會(huì)使油氧化生成一部分酸性 物質(zhì)，酸性物質(zhì)會(huì)使設(shè)備中的銅、鐵等金屬材料腐蝕，生成的油泥粘在線圈和絕緣部件上， 造成堵塞通道，加速固體絕緣材料老化。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中的有采用硅膠、活性炭、801吸附劑和酸-堿白土法對(duì)其進(jìn)行處理，但 其效果單一且不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種處理變壓器廢油的吸附劑及其制備方法，使得變壓器廢 油里面的酸、金屬、水分、灰塵等物質(zhì)能得到更好的吸附。
[0006] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種處理變壓器廢油的吸附劑，其該吸附劑包含4層結(jié)構(gòu)，由外至內(nèi)為：親水性膜 層、納米二氧化鈦層、碳酸鈉層和多孔材料。
[0008] 所述多孔材料層為火山巖、沸石、活性炭和蛭石的一種或多種，主要的作用是吸附 一些色素、金屬、灰塵等物質(zhì)。
[0009] 所述親水性膜層的厚度為0. 2~0. 8mm，所述納米二氧化鈦層的厚度為2~4ym， 所述碳酸鈉層的厚度為5~10ym。
[0010] 所述的處理變壓器廢油的吸附劑的制備方法，包括以下步驟：
[0011] (1)將多孔材料、碳酸鈉和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5~10%的硅酸鈉溶液按照質(zhì)量比為（1~ 5) : (0. 1~0. 2) : (2~4)混合均勾，然后老化，老化溫度為80~100°C，老化時(shí)間為10~ 12h，老化完后，洗滌、晾干，然后進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為120~150°C，燒結(jié)時(shí)間為18~24h， 得到具有碳酸鈉層的多孔材料；
[0012] (2)將步驟⑴得到的多孔材料、納米二氧化鈦粉和硅酸鈉溶液按照（1~ 6) : (0. 05~0. 01) : (2~4)混合均勾，然后老化，老化溫度為80~100°C，老化時(shí)間為10~ 12h，老化完后，洗滌、晾干，然后進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為120~150°C，燒結(jié)時(shí)間為18~24h， 得到外層依次具有納米碳酸鈉層和納米二氧化鈦層的多孔材料；
[0013] (3)制備親水性膜層的前驅(qū)體：
[0014] (4)將步驟（2)中得到的多孔材料采用噴槍直接噴涂步驟（3)中的親水性膜層前 驅(qū)體，噴涂厚度0. 2~0. 8mm，然后進(jìn)行干燥，干燥溫度為100~200°C，時(shí)間為2~8h，即得 吸附劑。
[0015] 步驟（3)中，制備親水性膜層的前驅(qū)體的具體方法是：
[0016] ①將親水聚合物與交聯(lián)劑按質(zhì)量比1 :5~5 :1的比例溶于水中，攪拌均勻；
[0017] 所述親水聚合物選自聚乙二醇和聚氧化乙烯的一種或兩種；
[0018] 所述交聯(lián)劑為聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸的一種或者兩種；
[0019] ②采用溶膠-凝膠法，以四乙氧基硅烷為原料，以醇類和水按質(zhì)量比1 :5~5 :1配 制成共溶劑，將原料與共溶劑按質(zhì)量比1 :1~1 :5混合于20~80°C恒溫水浴、攪拌，5~ IOmin后，加入催化劑，保溫4~5h，即得到納米溶膠；
[0020] 所述醇類為乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇和異丁醇中的一種或多種；所述催化劑為 鹽酸、氨水、碳酸氫鈉或氫氧化鈉；
[0021] ③將步驟①中的溶液和步驟②中的納米溶膠按質(zhì)量比1 :5~5 :1的比例配制，超 聲分散均勻，得到親水性膜層前驅(qū)體。
[0022] 通過(guò)此方法制備得到的制備親水性膜層的前驅(qū)體，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，其親水疏油性 能較好，能夠滿足在變壓器廢油中較好的吸附雜質(zhì)。
[0023] 所述超聲分散的超聲頻率為20~40KHz，功率范圍為300~500W。
[0024] 經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析，上述條件能保證親水性膜層前驅(qū)體分散均勻。
[0025] 所述納米溶膠中的納米粒子粒徑控制在200~500nm。
[0026] 將納米溶膠中的納米粒子粒徑控制在200~500nm，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析，使得最 終得到的親水性膜層的親水疏油性能最好。
[0027] 上述制備得到的吸附劑在處理變壓器廢油中的應(yīng)用。
[0028] 本發(fā)明的有益效果是：
[0029] (1)本發(fā)明的吸附劑最外層由于是親水性膜層，所以吸附劑表面形成一層保護(hù)膜， 不會(huì)被變壓器油的高分子液體物質(zhì)堵塞，而親水性的物質(zhì)，例如水，被氧化的酸類物質(zhì)，有 機(jī)酸（甲酸和乙酸等），可以進(jìn)入吸附劑內(nèi)。所述納米二氧化鈦層中，二氧化鈦光催化反應(yīng) 有機(jī)物降解（糠醛、有機(jī)酸等），最終生成CO2和水。上述反應(yīng)生成的CO2和水（反應(yīng)的水和 外界的水）被碳酸鈉層中的碳酸鈉吸收反應(yīng)，反應(yīng)方程式為Na2C03+C02+H20 = 2NaHC03。最 里層為多孔材料層，多孔材料為火山巖、沸石、活性炭或/和蛭石，主要的作用是吸附一些 色素、金屬、灰塵等物質(zhì)。設(shè)計(jì)的4層結(jié)構(gòu)具備協(xié)同作用，共同吸附凈化變壓器廢油中的雜 質(zhì)和有害物質(zhì)，吸附和凈化效果非常優(yōu)異。
[0030] (2)本發(fā)明的吸附劑原料來(lái)源廣泛，生產(chǎn)成本低廉，無(wú)環(huán)境污染，安全無(wú)毒，對(duì)廢油 中的灰塵、金屬和有機(jī)物等物質(zhì)有較強(qiáng)的吸附力。
[0031] (3)本發(fā)明制作工藝及設(shè)備簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，適用于大范圍大規(guī)模生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】[0032] 實(shí)施例1
[0033] -種處理變壓器廢油的吸附劑的制備方法，其特征是：
[0034](1)將活性炭、碳酸鈉和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的硅酸鈉溶液按照質(zhì)量比為2 :0? 1 :2混 合均勻，然后在反應(yīng)爸中老化，老化溫度為80°C，老化時(shí)間為12h，老化完后，洗滌、晾干，然 后進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為120°C，燒結(jié)時(shí)間為24h，得到具有碳酸鈉層的活性炭；
[0035] (2)將步驟⑴得到的活性碳、納米二氧化鈦粉和硅酸鈉溶液按照1:0. 05 :2混合 均勻，然后老化，老化溫度為80°C，老化時(shí)間為12h，老化完后，洗滌、晾干，然后進(jìn)行燒結(jié)， 燒結(jié)溫度為120°C，燒結(jié)時(shí)間為24h，得到外層依次具有納米碳酸鈉層和二氧化鈦層的活性 炭；
[0036] (3)制備親水性膜層的前驅(qū)體，具體制備方法為：
[0037] ①將親水聚合物聚乙二醇與交聯(lián)劑聚丙烯酸按質(zhì)量比1 :5的比例溶于水中，攪拌 均勻；
[0038] ②采用溶膠-凝膠法，以四乙氧基硅烷為原料，以乙醇和水按質(zhì)量比1 :5配制成共 溶劑，將原料與共溶劑按質(zhì)量比I: 1混合于20°C恒溫水浴、攪拌，5min后，滴加催化劑鹽酸， 保溫4h，即得到納米溶膠，所述納米溶膠中的納米粒子粒徑控制在200~500nm;
[0039] ③將步驟①中的溶液和步驟②中的納米溶膠按質(zhì)量比I:5的比例配制，超聲分散 均勻，所述超聲分散的超聲頻率為20KHz，功率范圍為500W，得到親水性膜層前驅(qū)體；
[0040] (4)將步驟（2)中得到的活性炭采用高壓噴槍直接噴涂步驟（3)中的親水性膜層 前驅(qū)體，噴涂厚度〇. 2_，然后進(jìn)行干燥，干燥溫度為100°C，時(shí)間為8h，即得吸附劑。
[0041] 通過(guò)以上方法制備得到的吸附劑包含4層結(jié)構(gòu)，由外至內(nèi)為：親水性膜層、納米二 氧化鈦層、碳酸鈉層和活性炭，所述親水性膜層的厚度為0. 2mm，所述納米二氧化鈦層的厚 度為2ym，所述碳酸鈉層的厚度為5ym。
[0042] 實(shí)施例2
[0043] -種處理變壓器廢油的吸附劑的制備方法，其特征是：
[0044] (1)將沸石、碳酸鈉和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的硅酸鈉溶液按照質(zhì)量比為3:0?15 :3混合 均勻，然后老化，老化溫度為90°C，老化時(shí)間為llh，老化完后，洗滌、晾干，然后進(jìn)行燒結(jié)， 燒結(jié)溫度為140°C，燒結(jié)時(shí)間為22h，得到具有碳酸鈉層的沸石；
[0045] (2)將步驟（1)得到的沸石、納米二氧化鈦粉和硅酸鈉溶液按照2:0. 06 :3混合均 勻，然后老化，老化溫度為90°C，老化時(shí)間為llh，老化完后，洗滌、晾干，然后進(jìn)行燒結(jié)，燒 結(jié)溫度為140°C，燒結(jié)時(shí)間為22h，得到外層依次具有納米碳酸鈉層和納米二氧化鈦層的沸 石；
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