زکریا 6 ماه قبل
مروری بر روغن سوخته
روغن بدست آمده از نفت خام یا روغن های سنتز شده کاربردهای گسترده ای از قبیل روانکاری، انتقال حرارت و قدرت، برش فلز و غیره دارند بسته به کاربرد و محیط کاربرد، روغن آلوده یا تخریب می شود، که نیاز به تعویض روغن کارکرده (روغن سوخته) می باشد. روغن سوخته در دسته ضایعات خطرناک۱ و در کنوانسیون بازل در طبقه Y8 & Y9 قرار می گیرد.
مدیریت روغن سوخته بسیار مهم می باشد زیرا مقادیر زیادی در جهان از طریق حمل و نقل و صنعت تولید می شود. این روغن سوخته ها اگر اداره نشده و یا عملیاتی بر روی انان صورت نگرفته و یا دفع نشوند می توانند اثرات مخربی بر روی محیط زیست بگذارند.
گستره وسیعی از روغن سوخته می تواند از طرق مختلف یا به طور مستقیم یا بعد از جداسازی و پالایش، بازیافت شده و یا مورد استفاده قرار گیرد. در سلسله مراتب مدیریت پسماند، اولین گزینه حفظ خواص اصلی روغن است که اجازه استفاده مجدد آنرا می دهد. گزینه های دیگر می تواند شامل بهبود ارزش حرارتی آن و/یا استفاده آن در کاربردهای سطح پایین دیگر باشد. انواع مشخصی از روغن سوخته، بخصوص روانکارها، با فرآوری می توانند مجددا مورد استفاده مستقیم قرار گیرند. روغن سوخته بعد از فرآوری می تواند به عنوان روغن پایه قابل مقایسه با روغن پایه ویرجین مورد استفاده قرار گیرد یا به عنوان سوخت پاک استفاده شود. روغن سوخته یا پسماند حاصل از فرآیند بازیافت که به هیچ وجه قابل استفاده مجدد نباشد باید با روش های سازگار با محیط زیست دفع شود.
تعاریف کلی
- کنوانسیون بازل می گوید (( روغن سوخته روغنی است از منابع صنعتی یا غیر صنعتی که برای روانکاری یا اهداف دیگر استفاده شده و دیگر برای هدف اصلی به دلیل وجود الودگی یا ناخالصی یا از دست دادن خواص اولیه مناسب نمی باشد. (برای مثال روغن های روانکاری، هیدرولیک، فلز کاری، مایع انتقال حرارت یا الکتریسیته، مایع عایق)
- EPA آمریکا می گوید۲ ((روغن کارکرده روغنی است که از تصفیه نفت خام یا روغن سنتزی به دست آمده و استفاده شده و به دلیل این استفاده با ناخالصی های فیزیکی یا شیمیایی آلوده شده است. به بیان ساده، روغن کارکرده دقیقا چیزیست که از نامش بر می آید- هر روغن سنتزی یا روغن معدنی که استفاده شده است. در طول مصرف ناخالصی ها مانند گرد و خاک، ذرات فلزی، آب یا مواد شیمیایی می توانند با روغن مخلوط شده و این زمانیست که روغن دیگر نمی تواند خوب عمل کند.))
- انجمن مولر می گوید۳ (( روغن کارکرده (سوخته) همچنان که از تعریف آن بر می آید روغنی معدنی یا سنتتیکی است که خواص فیزیکی و شیمیایی آن تغییر کرده و دیگر نمی تواند برای اهداف اصلیش استفاده شود. روغن سوخته روغنی است که در طول مصرف یا کاربرد یا نگهداری آلوده شده است. که از هردو نوع روغن ضایعاتی کارکرده و کارنکرده تشکیل شده است.
- دانتون می گوید۴ (( هر روغنی که از تصفیه نفت خام به دست آید و مصرف شود و در نتیجه مصرف و یا نگهداری طولانی یا نشت، با ناخالصی های شیمیایی یا فیزیکی آلوده شود روغن سوخته است. ( سلامت و امنیت کد ۲۵۲۵۰٫۱) ))
- یا همانطور که در ویکیپدیا آمده (( روغن سوخته هر نوع روغن معدنی یا سنتتیکی است که در طول مصرف یا کاربرد به سبب آلوده شدن با ناخالصی یا از دست دادن خواص اولیه برای اهداف اصلی کاربردش، دیگر مناسب نمی باشد))۵.
تاثیر روغن سوخته بر سلامت و محیط زیست
آلودگی های موجود در روغن سوخته اثرات نامطلوبی بر سلامت و محیط زیست دارند. اروین و همکارانش۶ اثبات کرده اند که حضور افزودنی های تخریب شده، آلودگی ها و محصولات جانبی حاصل از تخریب موجود در روغن سوخته باعث می شود روغن سوخته بسیار سمی تر و حطرناکتر از روغن پایه ویرجین برای سلامت و محیط زیست باشد. غلظت کمی از این روغن حتی در حد ۱ppm می تواند آبهای آشامیدنی را آلوده سازد. اثرات مخرب آن برای پرندگان و پستانداران عبارتند از آلودگی های سمی، نابودی منابع غذایی، زیستگاهها و قابلیت باروری؛ بعلاوه بخارات روغن، سمی هستند و برای برخی گونه ها باعث آسیب دیدن سیستم های عصبی مرکزی، شش ها و کبد می شوند، خوردن روغن نیز به توانایی هضم غذا و سیستم گوارش داخلی آنها صدمه می زند. روغن خاصیت عایق بودن خز و ضد آب بودن پر را کاهش می دهد که خطر یخ زدگی یا حتی مرگ برخی از حیوانات را در پی دارد۷.
در مقایسه با روغن تازه روغن سوخته حاوی فلزات و هیدروکربنهای آروماتیک چند حلقه ای سنگین بیشتر می باشد که موجب بیماریهای مزمن خطرناک مانند سرطان می شود. روغن سوخته نشان داده شده که موجب جهش ژنی می شود، ضمن اینکه مواردی از مشکل ایمنی و باروری نیز دیده شده است. روغن های موتور نگرانی زیادی را با آلوده کردن اکوسیستم از طریق پساب ها ایجاد کرده اند، دفع نامناسب روغن موتور یک منبع مشخص ورود به سیستم آبی می باشد، روغن از بین شنها نفوذ کرده و می تواند به آبهای زیرزمینی برسد. سوزاندن کنترل نشده روغن سوخته باعث ورود گازهای فلزی و هیدروکربنهای آروماتیک چند حلقه ای به هوا و سپس از طریق چرخه باران به شن و آب می شود. سوزاندن تحت شرایط کنترل شده در کوره های تجاری باعث می شود تا اغلب ترکیبات آلی نابود شوند ولی فلزات هنوز به صورت خاکستر باقی می مانند. بیشترین نگرانی در مورد انتشار فوران و دی اکسان است که بسیار سرطان زا هستند۸.
هیدروکربنهای روغن به اتمسفر رفته یا از طریق آب به لایه های زیرین رسوب می کنند، جاییکه برای سالها باقی می مانند. فلزات روغن از منابع گوناگون به وجود امده اند. منبع عمده الودگی های نفتی در مناطق شهری، روغن سوخته می باشد (روغن موتور). هیدروکربنهای آروماتیک چند حلقه ای، فلزات سنگین، افزودنی ها و آنتی اکسیدان ها، حلال های کلرینه، و بی فنیل های پلی کلرینه در روغن موتور کارکرده شناسایی شده اند.
در مناطق روستایی بخش قابل توجهی از هیدروکربنهای آروماتیک حلقوی از پساب بزرگراهها می آیند. میزان روغن موتور از دست رفته متغیر است و بین ۳ تا ۵ درصد الی ۲۰ درصد تخمین زده می شود. در کل نرخ زیاد از دست رفتن وقتی است که جاده ها از مواد نفوذپذیر مانند کلی (Clay) هستند یا وقتی که جاده ها شرایط خوبی نداشته و فصل بارندگی های شدید می باشد. ترکیبات پساب روغن موتور کارکرده ممکن است در آب حل شوند یا توسط ذرات پساب جذب گردند۸.
منبع دیگر ورود روغن موتور کارکرده به محیط آبی، از طریق دفع نادرست روغن موتور کارکرده می باشد. بسیاری از مردم خودشانروغن موتور خودرویشان را تعویض می کنند به جای آنکه به مراکز حرفه ای ببرند، مغازه های تعویض روغن، ظروف مخصوص برای روغن موتور کارکرده دارند. بسیاری از مردم روغن سوخته را به روش درست دفع نمی کنند. برای مثال برخی از مردم آنرا در حیاط خلوت یا گاراژ خود می ریزند تا گردو خاک را فرو بنشانند و یا به صورت غیر قانونی در جوی ها می ریزند که صدمه شدید به محیط زیست می زند.
سمیت یا خطر کلی روغن سوخته
بخش قابل توجهی از تحقیقات صورت گرفته در مورد خطرات روغن سوخته معدنی می باشد. در برخی از آزمایشات و مطالعات برخی از خطرات روغن سوخته اثبات شده و در برخی زمینه ها مطالعات هنوز ادامه دارد به هر حال روغن سوخته از خیلی جهات بر سلامت انسان و حیوان تاثیر دارد.
روغن موتور، هیدروکربنهای سبکتر و تازه تر است که نگرانی کوتاه مدت درباره مسمومیت آبزیان ایجاد می کند ولی روغن سوخته فلزات و هیدروکربنهای سنگین تر دارد که خطرات مزمن از قبیل سرطان زایی در پی دارد. این فلزات شامل سرب، روی، کروم، باریم و آرسنیک می باشند.
روغن موتور کارکرده چندین نوع ترکیب سمی دارد که ۳۰ درصد آن هیدروکربنهای آروماتیک با حدود ۲۲ppm بنزوپیرن می باشد.
روغن موتور کارکرده معمولا غلظت بیشتری هیدروکربنهای آروماتیک چند حلقه ای نسبت به روغن موتور تازه دارد. آروماتیک ها جزء سمی ترین ترکیبات محصولات نفتی هستند و تاثیرات مزمن و سرطانی دارند.
اثرات مزمن نفتالن، که یک ترکیب آروماتیک موجود در روغن موتور می باشد، شامل تغییرات در کبد و اثرات مضر بر روی کلیه ها، قلب، شش ها و سیستم عصبی می باشد. با توجه به تداوم نسبی ماندگاری آنها و پتانسیل تاثیرات مزمن مختلف، هیدروکربنهای آروماتیک چند حلقه ای به عنوان خطر طولانی مدت در نظر گرفته می شوند. هیدروکربنهای آروماتیک چند حلقه ای در روغن موتور ها به صورت مخلوط های کمپلکس هستند. تمام مشکلات مربوط به روغن موتور معدنی کارکرده به وسیله آژانس ثبت بیماریها و مواد سمی فهرست شده است۹.
اثرات سرطان/ سرطانزایی روغن سوخته
روغن موتور تخریب شده و گستره وسیعی از هیدروکربنهای آروماتیک اکسیژنه و فلزات سنگین تولید می کند که اثرات سمی دارند. این روغن، نشان داده شده که جهش ژنی و سرطان ایجاد می کند. محصولات احتراق نیز، هیدروکربنهای آروماتیک چند حلقه ای دارند که جهش زا و سرطان زا هستند، و در حال حاضر بحث هایی در دنیا در جریان است که هیدروکربنهای آروماتیک چند حلقه ای، ۴ تا ۷ حلقه ای، سرطان زا می باشند۹.
توسعه، تولید مثل، غدد و ژنوتوکسیک
نتایج مطالعات کامل نیست اما برخی اثرات ایمونولوژی، باروری، فتو توکسیک و ژنو توکسیک مرتبط با ترکیبات موجود در روغن موتور مشاهده شده است. بعلاوه نشان داده شده است که در معرض روغن موتور قرار گرفتن باعث تولید آنزیم EROD در کبد ماهی می شود، همچنین روغن موتور تاثیراتی بر تولید مثل دوزیستان دارد۸.
انواع منابعی که روغن سوخته تولید می کنند
انواع مختلف منابع مانند خودرو، صنعت، هوانوردی، دریانوردی و غیره، انواع متفاوتی روغن سوخته تولید می کنند. شرح مختصری از منابع عمده تولید روغن سوخته در ادامه آورده شده است.
بخش خودرو
روغن سوخته در تعویض روغنی ها، گاراژها، نمایشگاههای اتوموبیل و دیگر مراکز فروش اتومبیل و مناطق خدمات ناوگان خودرویی تولید می شود. روغن سوخته معمولا شامل روغن موتور، روغن انتقال، روغن دنده، روغن هیدرولیک و مقدار کمی حلال که در مراکز خدماتی استفاده می شوند، می باشد. چنین روغن سوخته ای آتشزا و حاوی مواد سمی است۱۰.
در مناطق بسیار صنعتی، مقدار قابل توجهی روغن سوخته از خودروهای سنگین، حمل ونقل و شرکت های ساختمانی به دست می آید. در بخش های سازمانی مانند سازمان های حمل و نقل عمومی عمده، بخش های خدمات عمومی ایالات مختلف، حمل و نقل دولتی شرکت ها، خدمات دفاعی، فرودگاهها، بنادر، معادن و صنایع بزرگ مقدار عظیمی روغن سوخته تولید می شود ولی مدیریت آنها آسانتر است. با این وجود مراکز خدمات اتومبیل و ناوگان موتوری تجاری بزرگترین منبع روغن سوخته می باشند.
بخش صنعت
روغن سوخته صنعتی (روانکار و غیر روانکار) شامل روغن توربین، روغن موتور گازسوز، روغن انتقال حرارت، روغن کمپرسور، روغن هیدرولیک و روغن فلزکاری می باشد. روغن به دست آمده از کارخانه های صنعتی به طور کل مخلوطی از روغن های مختلف و گریس ها است که ممکن است با روغن سنتتیک و حلال و روغن برش مخلوط شده باشد. این روغن ها ممکن است حاوی گردو خاک حل شده و ذرات فلزی و محصولات اکسیده و تجزیه شده باشند.
بخش دریایی
کشتی های اقیانوس پیما و قایق ها مقادیر عظیمی از روغن های روانکاری و گریس استفاده می کنند. آنها به مخزن های جمع آوری برای جمع کردن روغن سوخته، گریس مصرف شده، روغن سوخت آلوده، روغن موتور دیزل تخلیه شده و انباشته شده در طول عملیات مجهز هستند. این مخازن در بنادر تخلیه می شوند. گاهی مقدار زیادی از روغن سوخته از تانکر ها و یا کشتی های آسیب دیده در نزدیک بنادر نشت می کند. نشت یا تخلیه عملیاتی تصادفی یا عمدی روغن سوخته از تانکرها یا خطوط لوله علت اصلی آلودگی نفتی محیط زیست دریایی می باشد. طبق آنچه سازمان ملی اقیانوسی و جوی آورده ((ما معمولا فکر می کنیم نوع روغنی که نشت می کند رهاسازی عمدی یا اتفاقی محصولات نفتی در محیط زیست در نتیجه فعالیت بشر می باشد))۱۱.
بخش نیرو
ترانسفورماتورها بخش ذاتی همه ژنراتورهای نیرو و قسمت انتقال و توزیع هستند. بنابراین قابلیت اطمینان و بهره برداری مناسب از آنها برای اطمینان از عملکرد موثر آنها مهم می باشد۱۲. شرکت های انتقال نیرو از تعداد کمی ترانسفورموتورهای فوق العاده بزرگ استفاده می کنند در حالیکه شرکت های توزیع از تعداد زیادی ترانسفورموتورهای کوچک برای توزیع برق در سراسر دنیا استفاده می کنند. اکثر ترانسفورموتورها از روغن به عنوان خنک کننده داخلی استفاده می کنند ضمن اینکه عایق و محافظ در برابر جرقه نیز می باشد.
این روغنها در دوره های مشخص آزمایش می شوند تا خواص الکتریکی پایه را داشته باشند در غیر اینصورت تعویض شده و روغن سوخته تولید می شود.
روغن ترانسفورموتور در زمان کار ترانسفورموتور، تحت فشار الکتریکی و مکانیکی قرار می گیرد؛ بعلاوه به دلیل واکنش های شیمیایی، با سیم پیچ و عایق های دیگر که بوسیله دمای بالای عملیات کاتالیز شده اند، آلوده می شود. در نتیجه خواص شیمیایی اصلی روغن ترانسفورموتور عوض شده و دیگر نمی تواند وظایفی را که برای آن ساخته شده انجام دهد. روغن ترانسفورموتور منبع عمده PCBs می باشد ماده ای که برای افزایش پایداری اکسیداسیون به روغن افزوده می شود، از این رو این روغن باید در دوره های زمانی منظم تست شود تا از خواص الکتریکی پایه آن مطمئن شویم که برای استفاده بیشتر مناسب است یا باید دفع شود. پیکربندی ترانسفورموتورها در یک شبکه توزیع معمولی در تابلوی ۱ نشان داده شده است.
تابلوی ۱
مجموعه معمول یک مدار توزیع قدرت و ترانسفورموتورهای تولید نیرو
تخمین روغن موتور کارکرده:
در یک مدار توزیع قدرت معمولی که ۲۵۰ مگاوات نیرو نیاز دارد مجموعا ۳۶۱۵۷ ترانسفورموتور با مجموع نرخ ۸۶۲۰ MVA نصب شده است. در این مورد سیستم توزیع ۲۴۰۰۰۰ لیتر روغن ترانسفورموتور در سال تولید می کند. جزییات ترانسفورموتورهای مختلف در مدار در جدول زیر آورده شده است.
در یک سایت انتقال نیروی HT، گفتگو با آژانس مشخص کرد که آنها در یک ترانسفورموتور ۴۰۰ MVA در ۲۵ سال تنها یکبار ۲۵۰ کیلو لیتر روغن ترانسفورموتور را تعویض کرده اند و آنهم بخاطر یک سوختگی عمده بوده است. تولید روغن ترانسفورموتور از مدار انتقال در مقایسه با مدار توزیع ناچیز است.
نرخ KVA ترانسفورموتورهای توزیع
تعداد نصب شده
۱۶
۹۲
۲۵
۸۹
۲۵
۲۹۷۷۶
۱۰۰
۹۲۵
۴۰۰
۱۵۲۰
۵۰۰
۲۲
۶۳۰
۲۳۴۶
۷۵۰
۲۳
۹۹۰
۹۳۰
۹۹۰
۲۲۳
۳۰۰
۵
۳۱۵
۵
تعداد مجموع
۳۵۹۵۶
نرخ MVA ترانسفورموتورهای انتقال
تعداد
۳
۳
۲
۵
۱
۱۰
۳۵
۱۶
۵۷
۲۰
۶۵
۲۰
۶
۲۵
۱۴
۲۵
۲۰
۵۰
۲۰۱
مجموع
منابع دیگر
منابع عمده دیگر روغن سوخته راه آهن، هواپیمایی، معدن وفعالیتهای مشابه می باشد.