CN106244254B - 生物质锅炉燃料油生产工艺及装置 - Google Patents

Abstract

生物质锅炉燃料油生产工艺及装置，属于生物质锅炉燃料油生产工艺及装置的制备技术领域。解决了不同比重的生物质重油与石油炼制过程中，低凝点非标轻组分产品混合后长期存放产生的分离析出分层沉淀的问题。通过低凝点石化组分的加入，大幅降低了燃料油的倾点，解决了重质燃料油倾点高，使用时需采取加混工艺上升到100℃以上才能使用热能二次消耗增大费用的缺陷。本发明能够回收利用地沟油以及劣化有机热载体在优化过程中产生的沉淀物，制成优于石化重质燃料油的优质燃料油，工艺简单，环保经济。

Description

生物质锅炉燃料油生产工艺及装置

技术领域

本发明属于生物质锅炉燃料油生产工艺及装置的制备技术领域，具体涉及一种生物质锅炉燃料油生产工艺及装置。

背景技术

目前，国内以餐厨余油(地沟油)生产生物质柴油的企业有50余家，生产能力已达到几百万吨，生产过程中产生近百万吨的生物质重质燃料。生物质燃料油有庞大的社会需求量，有大量的以燃烧重油为动力的船舶和山东、江苏、河南、河北等省份内大量的企业以石油为燃料的工业锅炉，都是该产品的主要用户，有很好的市场使用性和广泛的市场需求。因生物质重质燃料粘度大，闪点高，存在需二次加温和点火困难的缺陷，利用该专利技术，解决了长期存放分层析出的缺点，成为热值和硫化物含量都明显优于石化重质燃料油的优质燃料油，并实现废弃物质的资源化综合利用，很好的解决了产生危险废弃物的企业尾料难以处理的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种生物质锅炉燃料油生产工艺及装置，能够回收利用地沟油以及劣化有机热载体在优化过程中产生的沉淀物，制成优于石化重质燃料油的优质燃料油，工艺简单，环保经济。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：发明所述的一种生物质锅炉燃料油生产工艺及装置，其特征在于制作工艺包括如下步骤：

(1)将劣化的有机热载体导入到中和装置中，并同时在中和装置中加入分散剂，进行均匀混合反应；将进行中和反应的混合溶液导入沉淀装置中，进行静止沉淀，沉淀时间为0.5-3h，沉淀进行温度为15-28摄氏度；

(2)将沉淀结束后的上层澄清液提取后，将沉淀结束后的下层沉淀物质提取后，导入沉淀物储料罐，并加入增溶剂，充分混合后作为第一组份储存；

(3)将地沟油进行沉淀和过滤处理，将其中的大颗粒物质滤除后，作为第二组份储存备用；

(4)准备助燃剂；

(5)将第一组分、第二组份和助燃剂均匀混合后进行匀质处理，得到半成品；

(6)在半成品中加入包裹剂，令半成品内部产生被包裹而成的小分子团物质，制得成品。

优选的，所述第一组分、第二组份和助燃剂按照质量计，加入量为75∶20∶5。

优选的，所述分散剂的添加量为每升劣化有机热载体油添加25-100mL的分散剂。

优选的，所述分散剂为硬脂酰胺和高级脂肪醇；所述硬脂酰胺与高级脂肪醇的添加重量比为1.5∶2。

优选的，所述增溶剂的添加量为每升劣化有机热载体油添加50-75mL的增溶剂。

优选的，所述增溶剂为聚山梨酯80。

优选的，所述助燃剂按照质量计，包括如下组份：

优选的，所述包裹剂与半成品按质量计，加入比为1∶100-150。

优选的，所述包裹剂包括直径为1-5微米的水微粒和表面活性剂，所述水微粒和表面活性剂按照质量计，加入比为1∶40-60。

优选的，所述表面活性剂按照质量计，包括如下组分：

氢氧化钠 4份；

聚山梨酸酯60 6份。

生物质锅炉燃料油生产装置，其特征在于：包括输液管、劣化有机热载体储料罐、中和装置、沉淀装置、沉淀物储料罐、地沟油储料罐、过滤装置、助燃剂储料罐、包裹剂储料罐、半成品储料罐和成品储料罐；所述输液管顺序连接劣化有机热载体储料罐、中和装置、沉淀装置和沉淀物储料罐，组成第一组分管线；输液管顺序连接地沟油储料罐和过滤装置，组成第二组份管线；第一组分管线、第二组份管线以及助燃剂储料罐分别通过输液管连接半成品储料罐；所述半成品储料罐和包裹剂储料罐通过输液管连接成品储料罐。

优选的，所述沉淀装置包括预过滤仓和主罐体，在主罐体中设置喷淋装置，所述喷淋装置能够喷淋分散剂；在预过滤仓中设置滤板，所述滤板能够将预过滤仓分割成第一仓体和第二仓体；中和装置通过输液管连接第一仓体的上部，第二仓体的上部通过浮动导液装置的进液端连接主罐体；浮动导液装置的出液端通过澄清液泵连接增溶反应罐；在主罐体的底部设置旋转吸附沉淀装置，所述旋转吸附沉淀装置通过泥浆泵连接沉淀物储料罐；

所述浮动导液装置包括进液伸缩导液管、出液伸缩导液管、浮球和网面液囊；进液伸缩导液管和出液伸缩导液管均为能够自由伸缩的管体；所述网面液囊由上网面和下网面周边结合而成；进液伸缩导液管的上端联通预过滤仓，进液伸缩导液管的下端连通网面液囊的内部；出液伸缩导液管的上端连接增溶反应罐，出液导液管的下端联通网面液囊的内部；在进液伸缩导液管与网面液囊的连接处外部设置浮球，在出液伸缩导液管与网面液囊的连接处设置浮球；液体由进液伸缩导液管进入网面液囊后，通过上网面和下网面进入到主罐体中；浮球能够带动网面液囊始终处于主罐体的内液体的液面上部；在所述网面液囊中设置分液隔板，所述分液隔板连接振动器；

在第二仓体中设置反冲洗装置，所述反冲洗装置包括喷淋板，喷淋板内设置喷淋液管，在喷淋板上安装若干个喷头，所述喷头的喷射方向对准滤板；喷淋液管连接通过压力泵连接清洁液仓；

旋转吸附沉淀装置包括吸附罩体、旋转装置和伸缩装置，所述吸附罩体连接旋转装置，所述旋转装置连接伸缩装置；在吸附罩体上设置若干个搅翅。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过科学的工艺方法，配合专用设备进行生物质锅炉燃料油的生产，解决了不同比重的生物质重油(地沟油)与石油炼制过程中的低凝点非标轻组分产品(第一组分)混合后长期存放产生的分离析出分层沉淀现象。通过低凝点石化组分(第一组分)的加入，大幅降低了燃料油的倾点，解决了重质燃料油倾点高，使用时需采取加混工艺上升到100℃以上才能使用热能二次消耗增大费用的缺陷。

2、本项目所指的生物质重油，系利用餐厨废弃物(地沟油)生产生物柴油的重质组分，约占成品总量的20％左右，该物质表观粘度大、倾点高、灰分高、难以引燃，通过加入石油炼制过程中的低凝点非标轻组分产品和包覆剂、助燃剂后预混、匀质、包覆等关键技术，很好地解决了粘度大、倾点高、灰分高、难以引燃、长期存放产生分层析出等问题，解除了地沟油流入社会后危害环境和国民健康的重大隐患。

3、所述分散剂为硬脂酰胺和高级脂肪醇，可有效改善有机热载体的润滑性和热稳定性。所述增溶剂为聚山梨酯80，能进一步减少微小沉淀物的含量，增加有机热载体的澄清度和清洁度。

4、将劣化有机热载体分离出的沉淀物质可作为生物质锅炉燃料油生产工艺及装置的原料，进行二次加工，回收利用，实现废弃物质的资源化综合利用，很好的解决了产生危险废弃物，企业难以处理而发生的环保排放违规的风险。

5、利用包覆剂表面张力大的特性，将匀质后的物料加入包覆剂包覆成N个小分子团物质，解决了不同比重液态物质长期存放过程中产生分层、沉淀析出现象，同时包覆剂闪点大于100℃，不属危化品和易燃品，增加了产品在生产、储运，使用过程中的安全性。

6、沉淀装置中设置预过滤装置，能够预先将未充分中和溶解的大颗粒沉淀物过滤出来，而后通过进液伸缩导液管，输送到网面液囊中，液流经过上、下网面的阻流作用，从网孔中缓慢流出。由于浮球的浮力，网面液囊始终处于主罐体的液面上部，加之出液速度变缓，不会对沉淀到底部的物质造成大的冲击，令整个沉淀过程能够稳定的进行，节约处理时间。

7、所述振动器带动分液隔板振动扰流，能够减小进入网面液囊内液流的定向冲击力。此外，由于网面液囊始终处于主罐体的液面上部，因此启动澄清液泵从出液伸缩导液管中抽取的也是上层的澄清液，不会吸取到沉淀物，保证再投入使用的有机热载体的清洁度。

8、使用一段时间之后，可以开启反冲洗装置清洁滤板，延长设备的使用寿命。

9、申请人利用科学实验方法，经过多次尝试，研制出的生物质锅炉燃料油生产工艺及装置，经过小试、中试和实际投产应用实验，取得了良好的使用效果，能够大幅度提升经济效益，适宜在业界推广普及。

附图说明

图1是本发明的装置连接结构示意图；

图2是沉淀装置的结构示意图；

图中：1、沉淀装置；1.1、输液管；1.2、滤板；1.3、反冲洗装置；1.4、浮球；1.5、分液隔板；1.6、网面液囊；1.7、吸附罩体；1.8、伸缩装置；1.9、主罐体；1.10、出液伸缩导液管；1.11、喷淋装置；1.12、进液伸缩导液管；1.13、第二仓体；1.14、第一仓体；2、中和装置；3、劣化有机热载体储料罐；4、地沟油储料罐；5、过滤装置；6、助燃剂储料罐；7、包裹剂储料罐；8、成品储料罐；9、半成品储料罐；10、沉淀物储料罐。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

发明所述的一种生物质锅炉燃料油生产工艺，包括如下步骤：

(1)将劣化的有机热载体导入到中和装置中，并同时在中和装置中加入分散剂，进行均匀混合反应；所述分散剂的添加量为每升劣化有机热载体油添加25-100mL的分散剂。所述分散剂为硬脂酰胺和高级脂肪醇；所述硬脂酰胺与高级脂肪醇的添加重量比为1.5∶2。

将进行中和反应的混合溶液导入沉淀装置中，进行静止沉淀，沉淀时间为0.5-3h，沉淀进行温度为15-28摄氏度；

(2)将沉淀结束后的上层澄清液提取后，将沉淀结束后的下层沉淀物质提取后，导入沉淀物储料罐，并加入增溶剂，充分混合后作为第一组份储存；其中，所述增溶剂的添加量为每升劣化有机热载体油添加50-75mL的增溶剂。所述增溶剂为聚山梨酯80。

(3)将地沟油进行沉淀和过滤处理，将其中的大颗粒物质滤除后，作为第二组份储存备用；

(4)准备助燃剂；

所述助燃剂按照质量计，包括如下组份：

具体实施例的原料成分及配比参见下表：

成分	实施例一	实施例二	实施例三
				氧化铁	30份	35份	32份
氯酸钾	35份	40份	32份
				活性炭	15份	20份	17份
氧化钠	5份	10份	7份
				氯化钾	5份	15份	12份
高锰酸钾	0.5份	1.5份	0.8份
				生物酶	0.5份	1.5份	0.8份

(5)将第一组分、第二组份和助燃剂均匀混合后进行匀质处理，得到半成品；其中所述第一组分、第二组份和助燃剂按照质量计，加入量为75∶20∶5。

(6)在半成品中加入包裹剂，令半成品内部产生被包裹而成的小分子团物质，制得成品。所述包裹剂与半成品按质量计，加入比为1∶100-150。所述包裹剂包括直径为1-5微米的水微粒和表面活性剂，所述水微粒和表面活性剂按照质量计，加入比为1∶40-60。

所述表面活性剂按照质量计，包括如下组分：

氢氧化钠 4份；

聚山梨酸酯60 6份。

如图1所示，生物质锅炉燃料油生产装置，包括输液管、劣化有机热载体储料罐、中和装置、沉淀装置、沉淀物储料罐、地沟油储料罐、过滤装置、助燃剂储料罐、包裹剂储料罐、半成品储料罐和成品储料罐；所述输液管顺序连接劣化有机热载体储料罐、中和装置、沉淀装置和沉淀物储料罐，组成第一组分管线；输液管顺序连接地沟油储料罐和过滤装置，组成第二组份管线；第一组分管线、第二组份管线以及助燃剂储料罐分别通过输液管连接半成品储料罐；所述半成品储料罐和包裹剂储料罐通过输液管连接成品储料罐。

如图2所示，所述沉淀装置包括预过滤仓和主罐体，在主罐体中设置喷淋装置，所述喷淋装置能够喷淋分散剂；在预过滤仓中设置滤板，所述滤板能够将预过滤仓分割成第一仓体和第二仓体；中和装置通过输液管连接第一仓体的上部，第二仓体的上部通过浮动导液装置的进液端连接主罐体；浮动导液装置的出液端通过澄清液泵连接增溶反应罐；在主罐体的底部设置旋转吸附沉淀装置，所述旋转吸附沉淀装置通过泥浆泵连接沉淀物储料罐；

所述浮动导液装置包括进液伸缩导液管、出液伸缩导液管、浮球和网面液囊；进液伸缩导液管和出液伸缩导液管均为能够自由伸缩的管体；所述网面液囊由上网面和下网面周边结合而成；进液伸缩导液管的上端联通预过滤仓，进液伸缩导液管的下端连通网面液囊的内部；出液伸缩导液管的上端连接增溶反应罐，出液导液管的下端联通网面液囊的内部；在进液伸缩导液管与网面液囊的连接处外部设置浮球，在出液伸缩导液管与网面液囊的连接处设置浮球；液体由进液伸缩导液管进入网面液囊后，通过上网面和下网面进入到主罐体中；浮球能够带动网面液囊始终处于主罐体的内液体的液面上部；在所述网面液囊中设置分液隔板，所述分液隔板连接振动器；

在第二仓体中设置反冲洗装置，所述反冲洗装置包括喷淋板，喷淋板内设置喷淋液管，在喷淋板上安装若干个喷头，所述喷头的喷射方向对准滤板；喷淋液管连接通过压力泵连接清洁液仓；

旋转吸附沉淀装置包括吸附罩体、旋转装置和伸缩装置，所述吸附罩体连接旋转装置，所述旋转装置连接伸缩装置；在吸附罩体上设置若干个搅翅。

所述沉淀装置中设置预过滤装置，能够预先将未充分中和溶解的大颗粒杂质过滤出来，而后通过进液伸缩导液管，输送到网面液囊中，液流经过上、下网面的阻流作用，从网孔中缓慢流出。由于浮球的浮力，网面液囊始终处于主罐体的液面上部，加之出液速度变缓，不会对沉淀到底部的物质造成大的冲击，令整个沉淀过程能够稳定的进行，节约处理时间。所述振动器带动分液隔板振动扰流，能够减小进入网面液囊内液流的定向冲击力。此外，由于网面液囊始终处于主罐体的液面上部，因此启动澄清液泵从出液伸缩导液管中抽取的也是上层的澄清液，不会吸取到沉淀物。

旋转吸附沉淀装置通过搅翅和吸附罩体在主罐体的底部移动吸取沉淀物，搅翅能够令沉淀物在小范围内产生松动，方便吸取。使用一段时间之后，可以开启反冲洗装置清洁滤板，延长设备的使用寿命。

将沉淀结束后的上层澄清液提取后，可加入相应制剂，令其称为优化的有机热载体，再次投入使用；将沉淀结束后的下层沉淀物质提取后，导入沉淀物储料罐，作为生物质锅炉燃料油的制作原料。

在实际应用中，本发明所制得的生物质锅炉燃料油，与普通锅炉燃料的对比检测结果如下表所述：

通过对比上述实验结果，证明本发明在使用效果的各项指标上，都较传统燃料有明显的提升。本发明解决了不同比重的生物质重油(地沟油)与石油炼制过程中的低凝点非标轻组分产品(第一组分)混合后长期存放产生的分离析出分层沉淀现象。通过低凝点石化组分(第一组分)的加入，大幅降低了燃料油的倾点，解决了重质燃料油倾点高，使用时需采取加混工艺上升到100℃以上才能使用热能二次消耗增大费用的缺陷。

本项目所指的生物质重油，系利用餐厨废弃物(地沟油)生产生物柴油的重质组分，约占成品总量的20％左右，该物质表观粘度大、倾点高、灰分高、难以引燃，通过加入石油炼制过程中的低凝点非标轻组分产品和包覆剂、助燃剂后预混、匀质、包覆等关键技术很好地解决了粘度大、倾点高、灰分高、难以引燃、长期存放产生分层析出等问题，解除了地沟油流入社会后危害环境和国民健康的重大隐患。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以组合、变更或改型均为本发明的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.生物质锅炉燃料油生产工艺，其特征在于制作工艺包括如下步骤：

(1)将劣化的有机热载体导入到中和装置中，并同时在中和装置中加入分散剂，进行均匀混合反应；将进行中和反应的混合溶液导入沉淀装置中，进行静止沉淀，沉淀时间为0.5-3h，沉淀进行温度为15-28摄氏度；

(2)将沉淀结束后的上层澄清液提取后，将沉淀结束后的下层沉淀物质提取后，导入沉淀物储料罐，并加入增溶剂，充分混合后作为第一组份储存；

(3)将地沟油进行沉淀和过滤处理，将其中的大颗粒物质滤除后，作为第二组份储存备用；

(4)准备助燃剂；

(5)将第一组分、第二组份和助燃剂均匀混合后进行匀质处理，得到半成品；

(6)在半成品中加入包裹剂，令半成品内部产生被包裹而成的小分子团物质，制得成品；生物质锅炉燃料油生产工艺所用的生产装置，包括输液管、劣化有机热载体储料罐、中和装置、沉淀装置、沉淀物储料罐、地沟油储料罐、过滤装置、助燃剂储料罐、包裹剂储料罐、半成品储料罐和成品储料罐；所述输液管顺序连接劣化有机热载体储料罐、中和装置、沉淀装置和沉淀物储料罐，组成第一组分管线；输液管顺序连接地沟油储料罐和过滤装置，组成第二组份管线；第一组分管线、第二组份管线以及助燃剂储料罐分别通过输液管连接半成品储料罐；所述半成品储料罐和包裹剂储料罐通过输液管连接成品储料罐；

所述沉淀装置包括预过滤仓和主罐体，在主罐体中设置喷淋装置，所述喷淋装置能够喷淋分散剂；在预过滤仓中设置滤板，所述滤板能够将预过滤仓分割成第一仓体和第二仓体；中和装置通过输液管连接第一仓体的上部，第二仓体的上部通过浮动导液装置的进液端连接主罐体；浮动导液装置的出液端通过澄清液泵连接增溶反应罐；在主罐体的底部设置旋转吸附沉淀装置，所述旋转吸附沉淀装置通过泥浆泵连接沉淀物储料罐；

所述浮动导液装置包括进液伸缩导液管、出液伸缩导液管、浮球和网面液囊；进液伸缩导液管和出液伸缩导液管均为能够自由伸缩的管体；所述网面液囊由上网面和下网面周边结合而成；进液伸缩导液管的上端联通预过滤仓，进液伸缩导液管的下端连通网面液囊的内部；出液伸缩导液管的上端连接增溶反应罐，出液导液管的下端联通网面液囊的内部；在进液伸缩导液管与网面液囊的连接处外部设置浮球，在出液伸缩导液管与网面液囊的连接处设置浮球；液体由进液伸缩导液管进入网面液囊后，通过上网面和下网面进入到主罐体中；浮球能够带动网面液囊始终处于主罐体的内液体的液面上部；在所述网面液囊中设置分液隔板，所述分液隔板连接振动器；

在第二仓体中设置反冲洗装置，所述反冲洗装置包括喷淋板，喷淋板内设置喷淋液管，在喷淋板上安装若干个喷头，所述喷头的喷射方向对准滤板；喷淋液管连接通过压力泵连接清洁液仓；

旋转吸附沉淀装置包括吸附罩体、旋转装置和伸缩装置，所述吸附罩体连接旋转装置，所述旋转装置连接伸缩装置；在吸附罩体上设置若干个搅翅。

2.根据权利要求1所述的生物质锅炉燃料油生产工艺，其特征在于：所述第一组分、第二组份和助燃剂按照质量计，加入量为75:20:5。

3.根据权利要求2所述的生物质锅炉燃料油生产工艺，其特征在于：所述分散剂的添加量为每升劣化有机热载体油添加25-100mL的分散剂；所述分散剂为硬脂酰胺和高级脂肪醇；所述硬脂酰胺与高级脂肪醇的添加重量比为1.5:2。

4.根据权利要求3所述的生物质锅炉燃料油生产工艺，其特征在于：所述增溶剂的添加量为每升劣化有机热载体油添加50-75mL的增溶剂；所述增溶剂为聚山梨酯80。

5.根据权利要求4所述的生物质锅炉燃料油生产工艺，其特征在于：所述助燃剂按照质量计，包括如下组份：

6.根据权利要求5所述的生物质锅炉燃料油生产工艺，其特征在于：所述包裹剂与半成品按质量计，加入比为1:100-150。

7.根据权利要求6所述的生物质锅炉燃料油生产工艺，其特征在于：所述包裹剂包括直径为1-5微米的水微粒和表面活性剂，所述水微粒和表面活性剂按照质量计，加入比为1:40-60。

8.根据权利要求7所述的生物质锅炉燃料油生产工艺，其特征在于：所述表面活性剂按照质量计，包括如下组分：

氢氧化钠 4份；

聚山梨酸酯60 6份。