CN103074131B - 富氧微乳化混合生物柴油的制作方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种富氧微乳化生物柴油的制作方法及装置，装置包括壳体，壳体内装有垂直搅拌器，动力源带动垂直搅拌器转动，垂直搅拌器的中轴上装有浆式平直搅拌浆或桨式折叶桨，垂直搅拌器的中轴下部安装有涡轮或圆盘弯叶浆，壳体的顶部设置有一个以上的进料口，每个进料口均通过管道连接有一个定量加料设备，壳体下部设置有成品出料口，在壳体顶部设有富氧水供给口。该方法包括下述步骤：（1）将粗生物柴油输入上述的乳化生物柴油装置内，启动搅拌系统，加入国III标准柴油后，搅拌5min；（2）加入亲水剂，搅拌1min~15min；（3）加入丁醇和异戊烷，继续对混合液作不间接搅拌15min；（4）加入富氧水，再搅拌15min，待静置一定时间观察乳化油为清洁透明无分层后为成品。
Description
技术领域
本发明公开一种富氧微乳化混合生物柴油的生产装置和方法，更具体涉及一种餐厨垃圾处理过程中所产生的杂化油脂转化为生物柴油后，再进一步制成富氧微乳化混合生物柴油的制作方法及装置。
背景技术
餐厨垃圾处理过程中，必然会产生杂化油脂，它是由植物油及动物油脂混合而成，当前众多方法是通过酯化反应制成脂肪酸甲脂燃料，也可称为纯生物柴油，其理化特性接近石化柴油，是一种典型可再生能源，为了使纯生物柴油更加接近矿物柴油的特性，便产生了一种与石化柴油混合的方法制成混合生物柴油或微乳化柴油，用作锅炉的燃料及车用燃料，混合生物柴油及微乳化生物混合柴油在目前的应用经验中发现确实能降低烟尘、CO和HC等有害物质的排放，但是也出现了由于燃油的碳氢比低，氧气助燃不足而导致燃油燃烧效率不佳，发动机气缸进、排气门、燃烧室、进气管、氧传感器上产生积碳现象，使汽车耗油加大，排气不畅且行驶无力，虽然人们采用增加空气用量来满足发动机的氧量，可是空气中的78%是不能助燃的氮气，而只有20%是可以助燃的氧气，不足以改变燃烧环境，反而会增加NOX的排放。
发明内容
本发明中提供一种新的富氧微乳化混合生物柴油的制作方法及装置，其将餐厨垃圾中提炼的纯生物柴油进一步乳化，生成富氧微乳化混合生物柴油，不仅提高其燃烧质量，而且可以扩大其应用范围，也确切地起到显著的环保效应。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种富氧微乳化混合生物柴油的制作装置，该装置包括壳体，壳体内装有垂直搅拌器，动力源带动垂直搅拌器转动，垂直搅拌器的中轴上装有一个以上的浆式平直搅拌器或桨式折叶桨，垂直搅拌器的中轴下部安装有涡轮或圆盘弯叶浆，壳体的顶部设置有一个以上的进料口，每个进料口均通过管道连接有一个定量加料设备，壳体下部设置有成品出料口，壳体上部连接有富氧水供给管道，富氧水由O3气体发生器提供气源，通过三通强力气体混合器后输入富氧水储备箱内由O3转化为溶氧量高的富氧水。壳体内的上部装有一个以上的富氧水喷雾嘴。
一种采用上述的富氧微乳化混合生物柴油的制作装置的乳化生物柴油的制作方法，该方法包括下述步骤：
（1）、将纯生物柴油输入上述的乳化生物柴油装置内，启动搅拌系统，加入30%国III标准柴油后，搅拌5min；
（2）加入亲水剂，亲水剂的加入量为纯生物柴油和石化柴油总重量的2-3%，作1min——15min时间的搅拌；
（3）、加入丁醇作为中间体，加入量为纯生物柴油和石化柴油总重量的2-4%，继续对混合液作不间接搅拌15min，搅拌时，垂直搅拌器（2）作100转/min——130转/min的转速搅拌；
（4）、加入异戊烷作为自燃温度调节剂，加入量为纯生物柴油重量的1.5-2%。
（5）、加入干净的富氧水，水占产品总重量的1%——20%，再搅拌15min，转速调整为170转/min——200转/min，再加入十八碳—顺—9—烯酸作为乳化剂，十八碳—顺—9—烯酸的加入量为所加入富氧水重量的70%——90%，在搅拌设备的连续搅拌下直至澄清透明为止，此时，搅拌器的转速调整为280——340转/min，一般需要连续搅拌40——60min，待静置一定时间观察乳化油为清洁透明无分层后为成品。
本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：
所述的壳体上部为圆筒形，下部呈半圆形。
所述的壳体的圆筒形内壁四周安装一个以上的液体导流叶板。
所述的壳体底部安装有支撑垂直搅拌器的转轴用的支承架。
所述的动力源包括电机和变速设备，变速设备固定安装在壳体顶部，电机设置在变速设备上方，电机通过变速设备驱动垂直搅拌器转动。
所述的富氧水，由臭氧发生器通过气、液强力混合器混合后进入富氧水储备箱后转化而成。
所述的亲水剂选用阳离子表面活性剂及非离子表面活性剂联合的复配物料作为复合活性剂，配比例为阳离子表面活性剂50%，非阳离子表面活性剂50%。
所述的表面活性剂有三乙醇胺或六氢苯胺或西曲溴铵和氨水。
所述的水的加入量为总重量的10%——20%。
所述的十八碳—顺—9—烯酸设定量的酸值为200以上。
本发明的有益效果是：通过本发明可自动的将餐厨垃圾中提炼的生物柴油进一步乳化，生成富氧微乳化生物柴油，不仅改善燃烧环境，而且可以扩大其应用范围。
下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中，1-壳体，2-垂直搅拌器，3-电机，4-变速设备，5-浆式平直搅拌浆，6-圆盘弯叶浆，7-富氧水雾化喷嘴，8-进料口，9-定量加料设备，10-进油口、11-油泵、12-出料口、13-进水管、14-高压泵、15-富氧水储备箱、16-强力气水混合器、17-管道、18-臭氧发生器、19-导流叶板、20-支承架。
具体实施方式
本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。
请参看附图1，本发明中的乳化生物柴油的制作装置主要为壳体1，本实施例中，壳体1上部呈直筒形，下部为半圆体，壳体1内部装有垂直搅拌器2，动力源带动垂直搅拌器2转动，本实施例中，动力源包括电机3和变速设备4，变速设备4固定安装在壳体1顶部，电机3设置在变速设备4上方，电机3通过变速设备4驱动垂直搅拌器2转动。本实施例中，在壳体1底部的半圆体内设有转轴的支承架20，用于支撑垂直搅拌器2的转轴。本实施例中，垂直搅拌器2的中轴适当位置装有若干平直搅拌浆5，也可采用桨式折叶桨替代，同时垂直搅拌器2的中轴下部安装有涡轮或圆盘弯叶浆6，壳体1的圆筒形内壁四周安装若干液体导流叶板10，壳体1的顶部设置有多个进料口8，每个进料口8均通过管道连接有定量加料设备9，本实施例中，各个定量加料设备9用于各种添加剂的自动投料，壳体1的顶部还设有富氧水进水管道13并穿入壳体1内连接富氧水雾化喷嘴7，进水管13连接高压泵14，臭氧发生器18输出O3气体进入强力水气混合器16与水混合后，通过管道17的输送进入富氧水储备箱15，富氧水储备箱15的出水口与高压泵14连接。壳体1上部一侧设有进油口10，其一端由管道穿于壳体内部，另一端连接油泵，同时壳体1下部还设置成品出料口12，所得乳化生物柴油由出料口12输出，再通过管道与泵具输送至油料储存库，本发明中产生的富氧微乳化生物柴油作用于各种热源燃料。
本发明中的乳化生物柴油的制作方法，即本发明中上述装置的运作方法如下：本发明主要是针对由油脂中通过生产工艺制得的生物柴油进行进一步加工，对生物柴油予以富氧微乳化柴油工艺精制。
本发明中的乳化生物柴油的制作方法包括下述步骤：
（1）、首先对生物柴油进行含水量测定后，将粗生物柴油输入上述的乳化生物柴油装置内，启动搅拌系统，加入30-80%的国III标准柴油后，搅拌5min；
（2）加入亲水剂，亲水剂选用阳离子表面活性剂及非离子表面活性剂联合的复配物料作为复合活性剂，本实施例中，两类表面活性剂有三乙醇胺、六氢苯胺或西曲溴铵和氨水，配比例为阳离子表面活性剂50%，非离子表面活性剂50%，亲水剂是为了降解面膜的刚性，增加流动性，减少微乳液形成所需要的弯曲能，易于形成乳发液，在加入亲水剂后，稍作1min——15min时间的搅拌；
（3）、加入丁醇作为中间体，本实施例中，丁醇可作为助表面活性剂，且继续对混合液作不间接搅拌15min，搅拌时，垂直搅拌器2作100转/min——130转/min的转速搅拌；
（4）、加入异戊烷作为自燃温度调节剂，本实施案例中，异戊烷与上述（1）-（3）的液体混合后，再搅拌5min。
（5）、分别加入富氧水和十八碳—顺—9—烯酸，富氧水的分量视产品需要，从产品总重量的1%——20%不等，本实施例中，利用臭氧发生器供给O3，臭氧输送的气体流量为250ml/min，并于强力水、气混合器中与水体混合后输入富氧水储备箱自然分解成水中富氧，自然分解时间为30min，使水中溶解氧含量达到27-35%，形成富氧水，通常富氧水的加入量为总重量的10%——20%，当富氧水加入后，再搅拌15min，转速调整为170转/min——200转/min，再加入配方中设定量的酸值为200以上的十八碳—顺—9—烯酸作为乳化剂，本实施例中，十八碳—顺—9—烯酸的加入量为所加入富氧水水重量的70%——90%，在搅拌设备的连续搅拌下直至澄清透明为止，此时，搅拌器的转速调整为280——340转/min，一般需要连续搅拌40——60min，待静置一定时间观察乳化油为清洁透明无分层后为成品。此时已完成整个富氧微乳化生物柴油精制工序，所出产品可以在85℃温度条件下和240天的储存期内不变质的优点，含富氧水20%及含30%以上的国标III石化柴油所制得的微乳化柴油可用于做热源燃料，含富氧水10%以下及含80%以上国标III石化柴油所制得的微乳化柴油可用作清洁车用柴油。
通过本发明可将餐厨垃圾中提炼的生物柴油进一步精制，制成富氧微乳化生物柴油，能扩大其应用范围。
Claims (7)
1.一种采用微乳化生物柴油的制作装置的微乳化生物柴油的制作方法，所述的装置包括壳体（1），壳体（1）内装有垂直搅拌器（2），动力源带动垂直搅拌器（2）转动，垂直搅拌器（2）的中轴上装有一个以上的浆式平直搅拌浆（5）或桨式折叶桨，垂直搅拌器（2）的中轴下部安装有涡轮或圆盘弯叶浆（6），壳体（1）内的上部装有富氧水雾化喷嘴（7），壳体（1）的顶部设置有一个以上的进料口（8），每个进料口（8）均通过管道连接有一个定量加料设备（9），壳体（1）中上部一侧设有油品进料口（10），并由管道连接于油品输送泵（11），壳体（1）上部装有进水管道（13）并连接高压泵（14），进水管道（13）的水源由富氧水储备箱（15）提供，而富氧水由臭氧发生器（18）输出O3气体，并通过气体输送管道进入强力气水混合器（16）与通过管道（17）进入水体混合后进入富氧水储备箱（15），壳体（1）下部设置有成品出料口（12），所述的壳体（1)上部为圆筒形，下部呈半圆形，壳体（1)的圆筒形内壁四周安装一个以上的液体导流叶板（19），其特征是：所述的方法包括下述步骤：
（1）、将粗生物柴油输入上述的微乳化生物柴油的制作装置内，启动搅拌系统，加入30-80%国III标准柴油后，搅拌5min；
（2）加入亲水剂，加入量为纯生物柴油和国III标准柴油总重量的2-3%，作1min——15min时间的搅拌；
（3）、加入丁醇作为中间体，加入量为纯生物柴油和国III标准柴油总重量的2-4%，继续对混合液作不间接搅拌15min，搅拌时，垂直搅拌器（2）作100转/min——130转/min的转速搅拌；
（4）、加入异戊烷作为自燃温度调节剂，加入量为纯生物柴油总重量的1.5-2%；
（5）、加入富氧水，水占产品总重量的1%——20%，再搅拌15min，转速调整为170转/min——200转/min，再加入十八碳—顺—9—烯酸作为乳化剂，十八碳—顺—9—烯酸的加入量为所加入干净水重量的70%——90%，在搅拌设备的连续搅拌下直至澄清透明为止，此时，搅拌器的转速调整为280——340转/min，一般需要连续搅拌40——60min，待静置一定时间观察乳化油为清洁透明无分层后为成品。
2.根据权利要求1所述的微乳化生物柴油的制作方法，其特征是：所述的亲水剂选用阳离子表面活性剂及非离子表面活性剂联合的复配物料作为复合活性剂，配比例为阳离子表面活性剂50%，非离子表面活性剂50%。
3.根据权利要求1所述的微乳化生物柴油的制作方法，其特征是：所述的富氧水的加入量为总重量的10%——20%。
4.根据权利要求1所述的微乳化生物柴油的制作方法，其特征是：所述的十八碳—顺—9—烯酸设定量的酸值为200。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的微乳化生物柴油的制作方法，其特征是：所述的富氧水是由干净水通过脱钙及精滤，并于强力水气混合器中与O3混合合，在富氧水储备箱内转化为溶氧量15%以上的富氧水。
6.根据权利要求1所述的微乳化生物柴油的制作方法，其特征是：所述的壳体（1)底部安装有支撑垂直搅拌器（2）的转轴用的支承架（20）。
7.根据权利要求1所述的微乳化生物柴油的制作方法，其特征是：所述的动力源包括电机（3）和变速设备（4），变速设备（4）固定安装在壳体（1）顶部，电机（3）设置在变速设备（4）上方，电机（3）通过变速设备（4）驱动垂直搅拌器（2）转动。
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