Адсорбционная осушка трансформаторного масла протекает в несколько стадий.

1. Активация адсорбента перед его применением путем прокаливания при 350—400° С в течение 4—5 ч. При температуре около 200° С активированный адсорбент заливают сухим маслом.
2. Собственно осушка масла. Эта стадия протекает достаточно эффективно при 16—20° С. Чтобы каждая единица объема масла как можно больше соприкасалась с осушителем, отношение высоты адсорбера (высота заполнения молекулярными сигами) к диаметру должно быть возможно большим (3:1 или 4:1).
3. Регенерация отработанного цеолита. Обычно на установке адсорбер является одновременно и десорбером.

Температурный режим и прочие условия соответствуют циклу термической активации свежих цеолитов.

Сорбционные свойства молекулярных сит восстанавливаются полностью, практически без потери цеолита.

На рис. 24 приведена, принципиальная схема установки, рекомендуемой для осушки масел, а также для регенерации отработанных масел. Обводненное масло из сырьевого бака с определенной скоростью подается насосом снизу в адсорбер, включенный в цикл очистки. Скорость подачи регулируют путем сброса части масла в бак для «сырого» масла. Перед подачей в адсорбер масло пропускают через фильтр тонкой очистки (с целью предохранения поверхности цеолита от засорения). Проходя сквозь слой активированного адсорбента, оно осушивается. Очищенное масло через фильтр тонкой очистки направляют в сборник сухого масла, снабженный цеолитным патроном, предохраняющим масло от обводнения.

В то время как первый адсорбер включен в цикл осушки, во втором протекает процесс регенерации отработанного цеолита Воз­духодувкой холодный воздух нагнетается в нагревательный патрон и нагревается до 350—400° С (температура регулируется контакт­ным термометром с промежуточным реле и магнитным пускателем или термопарой с милливольтметром). Горячий воздух поступает в адсорбер, где происходит выжиг масла и продувка цеолита. Об­разующиеся газы удаляются из адсорбера через вытяжную трубу в атмосферу. Активированный цеолит заливают сухим маслом (свежим или регенерированным), поступающим самотеком из бач­ка, расположенного над адсорбером.

Рис. 24. Принципиальная схема установки с молекулярными ситами:

1 — бак для «сырого» масла; 2 — линия сброса масла; 3 — насос; 4 — фильтры тонкой очистки; 5- мано­метр ; 6 —адсорберы (десорберы); 7 —газоход; 8 — промежуточный бачок для «сухого» масла; 9 — патроны с цеолитом типа NaA; 10 — бак (сбор­ник) «сухого» масла; 11 — термопара с милливольт­метром или контактный термометр с промежуточ­ным реле и магнитным пускателем; 12 —печь для нагрева воздуха; 13 — воздуходувка.

 Цеолитовая установка (см. рис. 24) может быть конструктивно оформлена и в виде двух самостоятельных блоков: собственно цео­литовая установка и установка для активации свежего и регенера­ции отработанного цеолита.

Рис. 25. Снижение кислотного числа отработанного трансформа­торного масла при очистке различными адсорбентами:

а — кислотное число исходного масла 0,17 мг КОН/г; адсорбция в статических условиях при 20° С, расход адсорбента 10%; б — кислотное число исходного масла 0,6 мг КОН/г; адсорбция в статических условиях при 20° С, расход ад­сорбента 25%; 1 — цеолит типа NaA; 2 — отбеливающая глина; 3 — ионит АВ 16Г; 4 — цеолит типа NaX; 5 — силикагель КСК; 6 — алюмосиликатный катализатор.

 Осушка трансформаторного масла цеолитами типа NaA изуча­лась в Московском химико-технологическом институте им. Д. И. Менделеева [30]. Процесс проводили в динамических усло­виях при 25° С на лабораторном стенде с адсорбционными колон­ками. В результате влагосодержание масла с 5,7·10^-6 % снизилось до 2,5·10^-6 %, а электрическая прочность с 20 кВ возросла до 120 кВ.

На Ленинградском комбинате по ремонту и монтажу холодиль­ного оборудования осуществлена осушка масла ХФ-12 на цеолитах NaA. Разработаны и с успехом применяются непосредственно на холодильных машинах цеолитовые патроны — адсорберы.

В тресте «Главэлектроцентромонтаж» «сырые» свежие транс­форматорные масла осушают при помощи передвижной адсорб­ционной установки с цеолитами типа NaA [31, 32].

В/К «Реготмас» проведена экспериментальная работа по опре­делению адсорбционной активности цеолитов по сравнению с си­ликагелем КСК и отбеливающей глиной Зикеевского месторожде­ния. Одновременно испытывали и ионообменные смолы (иониты). Исследовали как отработанные («кислые») масла с кислотными числами 0,1 и 0,6 мг КОН/г, так и искусственные смеси свежего трансформаторного масла (дополнительно очищенного 10% сили­кагеля КСК) с различными кислотами, низкомолекулярными и высокомолекулярными. В качестве кислых добавок применяли муравьиную, масляную, пальмитиновую, стеариновую, олеиновую, бензойную и нафтеновые кислоты. Кислотное число масла добав­кой кислот доводили до 1 мг КОН/г.

Было установлено, что по убыванию активности в отношении снижения кислотного числа масел адсорбенты располагаются в такой последовательности: силикагель КСК, алюмосиликатный ка­тализатор, иониты АВ-16Г и АВ-17, цеолиты типа NaX, отбеливаю­щая глина и цеолиты типов СаА и NaA (рис. 25 и табл. 40).

ТАБЛИЦА 40. Изменение кислотного числа при адсорбционной очистке искусственной смеси трансформаторного масла с олеиновой кислотой (кислотное число смеси 1,0 мг КОН/г) * 

* Температура контактирования 75° С; продолжительность 30 мин.

 Таким образом, цеолиты типа NaX обладают несколько боль­шей адсорбционной способностью по отношению к кислым продук­там старения трансформаторного масла, чем отбеливающая глина.

Возможность применения молекулярных сит и в качестве осу­шителя (цеолиты NaA), и в качестве регенерирующего агента (це­олиты NaX) позволяет осуществить процесс восстановления, на­пример, «кислых» трансформаторных масел, экономически наибо­лее эффективно, установив последовательно адсорберы с цеолитами NaA и NaX или с силикагелем КСК. Многократное использование цеолитов благодаря их периодической регенерации повышает рен­табельность этого способа.

Ограниченные возможности применения высокоосновных иони­тов АВ-16Г и АВ-17 в качестве ионообменных веществ, нейтрали­зующих лишь кислые продукты старения масла, а также ослож­нения, связанные с процессом регенерации ионитов, препятствуют использованию последних для восстановления, например, отрабо­танных трансформаторных масел.