CN104474743A - 一种连续分离生物柴油和甘油的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续分离生物柴油和甘油的装置。它包括进料泵、整流器、罐体、生物柴油储箱、甘油储箱、斜板聚结器、调节堰板、冷凝管、甲醇储罐；所述的进料泵与整流器经管道连接，整流器设于罐体内下部，在罐体的下方设有与其相通的甘油储箱，罐体内中上部还固定有斜板聚结器，在罐体内上部设有调节堰板，在罐体上部周侧壁上连有溢流管，溢流管与设于甘油储箱下部的生物柴油储箱相连通，在罐体的上方设有能盖住罐体的盖板，盖板顶壁设有出气口，出气口经管道与冷凝管相连，冷凝管下部连有甲醇储罐，甲醇储罐下部设有出料口，在甘油储箱和生物柴油储箱分别都连有出料泵，在罐体外壁上还设有内侧的增温夹套和外侧的保温层。

Description

一种连续分离生物柴油和甘油的装置

技术领域：

本发明属于生物柴油制备分离领域，具体涉及一种连续分离生物柴油和甘油的装置。

背景技术：

为了减少对传统石化能源的依赖和保护地球环境，各国政府非常重视发展可再生能源。近年，生物柴油作为一种清洁、廉价的可再生能源在我国得到高速的发展，预计到2020年，我国生物柴油年产量可达到1200万吨。国内外大规模生物柴油的制备工艺以酸碱催化的酯交换法为主，即以动植物油脂和甲醇为反应物，以浓硫酸、液体KOH、液体NaOH等为催化剂进行酯交换反应制备生物柴油。酯交换反应后的产物包括了生物柴油(主要成份为脂肪酸甲酯)、甘油、甲醇、水等物质，在生物柴油制备反应釜内，甘油的产量一般为生物柴油体积的1/10，生物柴油和甘油的分离程度对后续生物柴油产品的精制产生重要的影响。

目前，生物柴油和甘油的分离主要有重力沉降法和离心分离法。重力沉降法分离时间较长，设备占地面积较大，适用于批量式的生产。采用离心机分离生物柴油和甘油，由于离心机的价格昂贵，运行成本高，企业普遍难以接受。中国专利公开号为CN202116531U的实用新型，公开了一种生物柴油生产适用分离装置，主要包括了换热器、缓冲罐、分离器、离心机和回流管等，其特点是可实现连续地分离生物柴油、甘油和甲醇。但是存在以下缺点：离心机的价格昂贵，初期投资大，后期维护和运行费用较高，操作过于繁琐，不能完全实现甘油与生物柴油的分离。中国专利公开号为CN201121181Y的实用新型，公开了一种用于生物柴油和甘油的连续化分离装置，该装置包括分离室、重相暂存室和轻相暂存室，分离室内设有割栅板，割栅板与分离室底板之间留有间隙，分离室与重相暂存室之间通过导流管相联通，分离室上设有物料进料口和轻相溢流口，轻相溢流口位置高于导流管出口，分离室与轻相暂存室之间通过轻相溢流口联通。该装置的不足之处有：重相和轻相分离时间较长，单位时间分离量较小，分离过程容易受到进料口物料的流动影响，分离效率低。中国专利公开号为CN202909491U的实用新型，一种用于生物柴油生产的连续分离装置，包括罐体、填料部分、重相沉积部分、轻相出口、重相出口、进料口等。该装置存在以下的不足之处：填料部分的高度为3～10米，设备占有的空间较大，长时间运行容易造成填料部分的堵塞，影响轻相的分离，更换填料过程繁琐；进料对重相分离产生较大的影响，重相和轻相连续分离效率低。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种投资少，运行费用低、操作简单，能实现生物柴油和甘油连续分离的装置。

本发明的连续分离生物柴油和甘油的装置，其特征在于，包括进料泵、整流器、罐体、生物柴油储箱、甘油储箱、斜板聚结器、调节堰板、冷凝管、甲醇储罐；所述的进料泵与整流器经管道连接，整流器设于罐体内下部，在罐体的下方设有与其相通的甘油储箱，罐体内中上部还固定有斜板聚结器，在罐体内上部设有调节堰板，在罐体上部周侧壁上连有溢流管，溢流管与设于甘油储箱下部的生物柴油储箱相连通，在罐体的上方设有能盖住罐体的盖板，盖板顶壁设有出气口，出气口经管道与冷凝管相连，冷凝管下部连有甲醇储罐，甲醇储罐下部设有出料口，在甘油储箱和生物柴油储箱分别都连有出料泵，在罐体外壁上还设有内侧的增温夹套和外侧的保温层。

优选，在所述的甘油储箱侧壁上还设有视镜，方便观察甘油生成量和排放时的剩余量。

优选，在所述的生物柴油储箱外侧设有与其连通的液位计，方便观察生物柴油储箱中的生物柴油体积。

优选，在进料泵和整流器之间的管道上还设有流量计，方便统计流量。

优选，所述的增温夹套和保温层之间设有温度探头，增温夹套下部设有进水口和上部设有出水口，增温夹套和保温层可使罐内物料保持一定的温度，有利于缩短混合物的分离时间。实践证明，在相同时间内，生物柴油和甘油在50-60℃的分层效果最明显。

优选，所述的调节堰板包括设于罐体相对两内侧壁上的安装孔和两端能固定于安装孔中的堰板，相对两内侧壁上分别各设有相对应的4个安装孔，堰板两端可固定于不同的安装孔中，以上下调节堰板的安装高度和调整堰板的水平，有利于降低生物柴油和甘油的分层时的相互影响。

优选，所述的斜板聚结器高度为0.8m，每块斜板间隔为2cm，每块斜板与水平面夹角为65度，斜板表面覆盖环氧树脂涂料，斜板聚结器表面的疏水性涂料能加快甘油聚结成较大的液滴，加快沉降速度。

优选，在盖板顶壁上还设有排气口，在甲醇储罐顶壁上也设有排气口，都用于排除气体。

整流器内设有穿孔板和挡板，整流器能减弱进入罐体物料的流速，减少重相和轻相分离时的干扰。

冷凝管内设有蛇形气管，可增加气管与冷却水的热交换面积，有利于甲醇气体冷凝成液体后流入收集储罐。

本发明的连续分离生物柴油和甘油的装置是这样运行的：生物柴油和甘油混合物经进料泵和整流器进入罐体内。整流器能减弱进入罐体物料的流速，减少重相和轻相分离时的干扰，有利于甘油的沉降。生物柴油和甘油混合物中比重较大的甘油将下沉到甘油储箱，上层是比重较小的生物柴油，连续进料时，混合产物经过斜板聚结器后，生物柴油上升到罐体的上部，经调节堰板和溢流管溢流到生物柴油储箱；部分甘油在斜板聚结器上凝聚成较大的液滴后下沉到甘油储箱，由于反应釜流出的生物柴油和甘油混合物温度在60℃左右，通过罐体外壁上的增温夹套和保温层控制罐体内生物柴油和甘油混合物的温度为50～60℃，在此温度下，混合物的甲醇由于密度较小和易挥发的特性，生成的甲醇蒸汽从罐体进入冷凝管，经过冷凝管冷却后，甲醇流入甲醇储罐临时储存。在连续进料的同时，开启出料泵、出料泵后，生物柴油和甘油可分别抽到后续的处理装置。

由此可见，通过本发明的连续分离生物柴油和甘油的装置能够实现连续、高效分离生物柴油和甘油，也能回收易挥发的甲醇，而且设备占地面积小、操作和维护简便，可促进生物柴油的规模化和产业化发展。

附图说明：

图1是本发明的连续分离生物柴油和甘油的装置结构示意图。

图2是本发明的连续分离生物柴油和甘油的装置的整流器的穿孔板位置的结构图。

附图标记：进料泵1、进料管2、玻璃转子流量计3、整流器4、挡板5、罐体6、盖板7、螺丝螺母8、出气口9、排气口10、调节堰板11、固定件12、固定支架13、斜板聚结器14、视镜15、增温夹套16、进水口17、出水口18、温度探头19、保温层20、甘油储箱21、出料管22、取样口23、出料泵24、出料口25、生物柴油储箱26、溢流管27、取样口28、出料管29、出料泵30、出料口31、液位计32、罐支架33、排气口34、支架35、甲醇储罐36、出液口37、出料口38、支架39、冷凝管40、穿孔板41。

具体实施方式：

以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。

实施例1：

如图1和图2所示，本实施例的连续分离生物柴油和甘油的装置，包括进料泵1、玻璃转子流量计3、整流器4、罐体6、生物柴油储箱26、甘油储箱21、斜板聚结器14、调节堰板11、冷凝管40、甲醇储罐36；所述的进料泵1经进料管2与玻璃转子流量计3相连，玻璃转子流量计3另一端经管道与整流器4连接，进料管2和进料泵的入料管道上都设有阀门，罐体6位于支撑固定其的罐支架33上，所述的整流器4设于罐体6内下部，整流器4包括壳体，壳体内设有挡板5，挡板后侧具有穿孔板41，管道来的进料被挡板阻挡后，分散通过穿孔板41进入罐体内，整流器4能减弱进入罐体物料的流速，减少重相和轻相分离时的干扰。在罐体的下方设有与罐体相通的甘油储箱21，甘油储箱侧壁上还设有视镜15，方便观察甘油生成量和排放时的剩余量，罐体内中上部还设有斜板聚结器14，斜板聚结器14固定于罐体内的固定支架13上，固定支架13通过固定件12固定与罐体内壁上，所述的斜板聚结器高度为0.8m，每块斜板间隔为2cm，每块斜板与水平面夹角为65度，斜板表面覆盖环氧树脂涂料，斜板聚结器表面的疏水性涂料能加快甘油聚结成较大的液滴，加快沉降速度。在罐体内上部设有能上下调节高度的调节堰板11，所述的调节堰板11包括设于罐体两相对内侧壁上的安装孔和两端能固定于安装孔中的堰板，两相对内侧壁上分别各设有4个安装孔，堰板两端可固定于不同的安装孔中，以上下调节堰板的安装高度。在罐体上部周侧壁上连有溢流管27，溢流管与设于甘油储箱下部的生物柴油储箱26相连通，生物柴油储箱底壁上还设有取样口28，取样口上具有阀门。在罐体的上方设有能盖住罐体的盖板7，盖板通过螺丝螺母8连接固定于罐体6上，在盖板上侧壁还设有排气口10，排气口10上具有阀门。盖板上壁还设有出气口9，出气口9上设有阀门，出气口9经管道与固定于支架39上的冷凝管40相连，冷凝管下方为出液口37，出液口37通过管道与其下方、固定与支架35上的甲醇储罐36相连，出液口37与甲醇储罐36之间设有阀门，甲醇储罐36下部设有出料口38，出料口38上设有阀门，所述的甲醇储罐36上部壁上还设有排气口34，排气口34上设有阀门，冷凝管40内设有蛇形气管，下端设有进水口，上端设有出水口，蛇形气管可增加气管与冷却水的热交换面积，有利于甲醇气体冷凝成液体后流入甲醇储罐。甘油储箱21下部经出料管22与出料泵24相连，出料管22上设有阀门，出料管22上还设有取样口23，取样口23上设有阀门，出料泵24上具有出料口25，出料口25上具有阀门。生物柴油储箱26底壁经出料管29与出料泵30相连，出料管29上具有阀门，出料泵30上具有出料口31，出料口31上设有阀门。在罐体外壁上还设有紧贴罐体内壁增温夹套16，和增温夹套外侧的保温层20。所述的增温夹套16和保温层20之间设有温度探头19，增温夹套下部设有进水口17和上部设有出水口18，增温夹套和保温层可使罐体内物料保持一定的温度，有利于缩短混合物的分离时间。在所述的生物柴油储箱外侧设有与其连通的液位计32，方便观察生物柴油储箱中的生物柴油体积。

以一个年产量为3000吨的生物柴油制备过程为例，假设反应釜每小时能产生1.5吨的生物柴油和甘油混合物，从反应釜出来的混合产物通过本装置的进料泵1的入料管道、进料泵1、进料管2、玻璃转子流量计3和整流器4后进入罐体6内部；混合产物中比重较大的甘油将下沉到甘油储箱21，上层是比重较小的生物柴油，连续进料时，混合产物经过斜板聚结器14后，生物柴油上升到罐体的上部，经调节堰板11和溢流管27溢流到生物柴油储箱26中；部分甘油在斜板聚结器14上凝聚成较大的液滴后下沉到甘油储箱21，由于反应釜流出的混合产物温度在60℃左右，混合物的甲醇由于密度较小和易挥发的特性，生成的甲醇蒸汽从罐体6的排气口9进入冷凝管40，经过冷凝管内自来水的冷却后，甲醇流入甲醇储罐36临时储存。在连续进料的同时，从罐体中部的视窗15可观察甘油的生成量，液位计32液面的高低可反应生物柴油储箱26内生物柴油量的多少；开启出料泵30、出料泵24后，生物柴油和甘油可分别抽到后续的处理装置。通过本发明的装置，可实现连续、高效分离生物柴油和甘油。

在本发明的装置的运行过程中，利用温度探头19、增温夹套16、保温层20控制罐体内物料在一定温度范围。

在本发明装置的运行过程中，可从甘油储罐下部的出料管22上的取样口23取样分析甘油的纯度；也可从生物柴油储箱26下部的取样口28取样分析生物柴油的纯度。

以上列举的仅是本发明的具体实施例，显然，本发明不限于以上实施例子，本领域的技术人员能从本发明公开的内容联想到的所有变形，均认为是本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种连续分离生物柴油和甘油的装置，其特征在于，包括进料泵、整流器、罐体、生物柴油储箱、甘油储箱、斜板聚结器、调节堰板、冷凝管、甲醇储罐；所述的进料泵与整流器经管道连接，整流器设于罐体内下部，在罐体的下方设有与其相通的甘油储箱，罐体内中上部还固定有斜板聚结器，在罐体内上部设有调节堰板，在罐体上部周侧壁上连有溢流管，溢流管与设于甘油储箱下部的生物柴油储箱相连通，在罐体的上方设有能盖住罐体的盖板，盖板顶壁设有出气口，出气口经管道与冷凝管相连，冷凝管下部连有甲醇储罐，甲醇储罐下部设有出料口，在甘油储箱和生物柴油储箱分别都连有出料泵，在罐体外壁上还设有内侧的增温夹套和外侧的保温层。

2.根据权利要求1所述的连续分离生物柴油和甘油的装置，其特征在于，在所述的甘油储箱侧壁上还设有视镜。

3.根据权利要求1所述的连续分离生物柴油和甘油的装置，其特征在于，在所述的生物柴油储箱外侧设有与其连通的液位计。

4.根据权利要求1所述的连续分离生物柴油和甘油的装置，其特征在于，在进料泵和整流器之间的管道上还设有流量计。

5.根据权利要求1所述的连续分离生物柴油和甘油的装置，其特征在于，所述的增温夹套和保温层之间设有温度探头，增温夹套下部设有进水口和上部设有出水口。

6.根据权利要求1所述的连续分离生物柴油和甘油的装置，其特征在于，所述的调节堰板包括设于罐体相对两内侧壁上的安装孔和两端能固定于安装孔中的堰板，相对两内侧壁上分别各设有相对应的4个安装孔。

7.根据权利要求1所述的连续分离生物柴油和甘油的装置，其特征在于，所述的斜板聚结器高度为0.8m，每块斜板间隔为2cm，每块斜板与水平面夹角为65度，斜板表面覆盖环氧树脂涂料。

8.根据权利要求1所述的连续分离生物柴油和甘油的装置，其特征在于，在盖板顶壁上还设有排气口，在甲醇储罐顶壁上也设有排气口。