[发明专利]一种用于脱除变压器油中杂质铜的组合净化材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种用于脱除变压器油中杂质铜的组合净化材料及其制备方法与应用。该组合净化材料为粒径为190~250目的分子筛、天然矿物多孔材料、活性炭与抗氧化改性剂的混合物。本发明的组合净化材料通过球磨得到，将其填充于滤油装置中，可将含杂质铜的变压器油的铜含量降至0.01mg/kg以下，杂质铜的脱除率接近100%，同时油中抗氧化剂含量可提升20倍以上。该类组合净化材料利用其孔隙结构及其表面化学官能团，可选择性高效吸附净化废变压器油中的杂质铜，其原料来源广且成本低，制备工艺简单，可以高效脱除变压器油中的杂质铜并恢复油的抗氧化性，在废变压器油的杂质铜净化处理领域有着潜在的应用前景。

技术领域

本发明涉及变压器油处理领域，特别涉及一种用于脱除变压器油中杂质铜的组合净化材料及其制备方法与应用。

背景技术

变压器油在常年运行的变压器中主要起到绝缘、散热及灭弧的作用，变压器油的品质直接关系到变压器的正常运行。金属铜因其具有良好的导电性和机械性，是制造变压器关键部件的重要材料，但在运行过程中，变压器油中的杂质或老化产物(酸类、醛类和酮类等)会与铜部件发生反应，从而导致铜部件腐蚀，致使多类游离态杂质铜进入变压器油中。大量研究表明：当变压器油中铜含量高于0.01mg/kg时，则会导致设备内部油流带电，使变压器油的绝缘电阻严重下降。此外，杂质铜也会与油中抗氧化性成分反应，造成油品抗氧化性能下降，进一步加剧油品老化，带来一系列安全隐患。因此，需要采取有效措施彻底降低变压器油中的杂质铜含量，确保变压器的安全运行。

目前，针对抑制变压器油中铜腐蚀的措施，主要为在油中添加钝化剂。钝化剂一方面可与油中游离态铜生成金属螯合物而抑制其催化活性，另一方面可以在铜部件表面形成保护膜而减少腐蚀。但钝化剂含量会随着运行时间增加而不断被消耗，在变压器油作业年限内，需多次添加，给实际应用带来极大的不便。其次，吸附技术已被用于脱除变压器油中的杂质铜，专利CN 102626559 A公开了一种去除电气设备绝缘油中铜离子的方法，其通过选择一种或几种原材料，在300～1000℃条件下煅烧活化后，直接填充于吸附罐内，实施对绝缘油中杂质铜的去除处理，直至油中铜含量低于0.5mg/g。但是，该专利申请中的原材料需进行高温煅烧活化，使吸附剂制备过程复杂化；原材料种类少且无均相混合过程，导致各类材料的吸附特性在应用过程中无法充分发挥，对于变压器油中种类繁多的杂质铜难以完全脱除。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于脱除变压器油中杂质铜的组合净化材料及其制备方法与应用，该材料通过引入分子筛、天然矿物多孔材料及活性炭三类孔隙结构丰富的多孔吸附剂，以及在原料中掺杂改性剂，从而提升组合净化材料对油中杂质铜的选择性吸附作用。研制出一种既能对变压器油中各类杂质铜起到吸附脱除效果，又可恢复油的抗氧化性能的组合净化材料，具有极其重要的应用意义。此外，在制备过程中提高原料的混合均匀度，并通过粉碎物料以加大组合净化材料与变压器油的接触面积，也是提升该类材料处理性能的必然要求。同时，提供一种无需涉及高温过程的制备方法，具有制备工艺简单、原料易得且成本低，可使该类技术更适用于工业化大规模应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种用于脱除变压器油中杂质铜的组合净化材料，所述组合净化材料为分子筛、天然矿物多孔材料、活性炭与抗氧化改性剂的混合物；所述混合物的粒径为190～250目。

优选的，所述混合物的粒径为190～210目。

进一步优选的，所述混合物的粒径为200目。

优选的，所述混合物中原料重量份数分别为分子筛20～40份，天然矿物多孔材料60～100份，活性炭30～50份，抗氧化改性剂10～20份。

优选的，所述分子筛的粒径为60～100目，

优选的，所述天然矿物多孔材料的粒径为80～100目。

优选的，所述活性炭的粒径为40～80目。