CN111282530A

CN111282530A - 微波反应器以及生质柴油制造方法

Info

Publication number: CN111282530A
Application number: CN201811486657.8A
Authority: CN
Inventors: 张存续; 赵贤文; 陈胜富
Original assignee: 张存续
Priority date: 2018-12-06
Filing date: 2018-12-06
Publication date: 2020-06-16

Abstract

一种微波反应器，包含腔体、至少一个微波源、喷雾装置以及水气抽出装置。腔体包含容置空间以及反应空间，其中容置空间与反应空间连通，容置空间用以供待反应物容置于其中。微波源连接设置于腔体的反应空间的腔壁。喷雾装置用以将待反应物转化为喷雾并喷洒于反应空间。水气抽出装置与反应空间连接。当喷雾于反应空间气化而产生水气时，水气可经由水气抽出装置排出腔体。借以提升反应速率。

Description

微波反应器以及生质柴油制造方法

技术领域

本发明是关于一种微波反应器以及生质柴油制造方法，特别是有关一种通过微波进行加热并促进化学反应或是在较低温度下完成反应的微波反应器以及生质柴油制造方法。

背景技术

微波具有可穿透物质、均匀震荡极性分子达到均匀加热的特点，且诸多研究也证明微波效应更可提高化学反应的速度，故近年来已广泛应用于各种产业中。

然而，若欲应用于大型腔体进行加热时，往往会因腔体内待反应物体积较大，微波在穿透的过程中被外围反应物吸收而无法传递到反应物内层，且容易在待反应物中产生局部热点，无法均匀受热，导致化学反应速率难以控制，也反应生成物的品质也难以控制。

再者，在微波腔体内放置金属容易产生放电的效应，此一情形若发生在密闭腔体内危险性更高，因此过往常使用于化工腔体的金属搅拌棒并不一定适用于微波腔体。

发明内容

本发明提供的微波反应器以及生质柴油制造方法，通过喷雾装置将待反应物以喷雾喷出，雾化的反应物中含有的水分以及反应生成的水，将会被微波源加热使其气化，并将气化后产生的水分排出，以期促进反应速率。

依据本揭示内容一态样提供一种微波反应器，包含腔体、至少一个微波源、喷雾装置以及水气抽出装置。腔体包含容置空间以及反应空间，其中容置空间与反应空间连通，容置空间用以供待反应物容置于其中。微波源连接设置于腔体的反应空间的腔壁。喷雾装置用以将待反应物转化为喷雾并喷洒于反应空间。水气抽出装置与反应空间连接。当喷雾于反应空间气化而产生水气时，水气可经由水气抽出装置排出腔体。

根据前述态样的微波处理装置，其中微波源的数量可为二。再者，二个微波源可对应设置于反应空间的腔壁。另外，微波源的数量另可为多个，且所述微波源位于反应空间的腔壁的高度相同；或所述微波源位于反应空间的腔壁的高度不同。

根据前述态样的微波处理装置，可更包含至少一个加热源，连接设置于腔体的容置空间的腔壁。所述加热源可为热煤油管或微波热源。

根据前述态样的微波处理装置，可更包含搅拌装置，设置于腔体的容置空间中。

根据前述态样的微波处理装置，其中喷雾装置包含导管、加压器以及至少一个喷嘴。导管与腔体的容置空间连通。喷嘴位于腔体的反应空间中，其中加压器连接于导管与喷嘴间。另外，喷嘴的数量可为三。

依据本揭示内容一态样提供一种生质柴油制造方法，包含下列步骤。首先，通过喷雾装置将待反应油脂转化为喷雾并喷洒于反应空间。接着，通过至少一个微波源加热喷雾，使喷雾气化而产生水气。再者，通过水气抽出装置将水气抽离，并得到反应生成油脂。

根据前述态样的生质柴油制造方法，待反应油脂可通过至少一个加热源维持于预设温度。

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：当喷雾于反应空间气化而产生水气时，水气可经由水气抽出装置排出腔体。借以提升反应速率。此外，有利于维持雾化前待反应油脂的温度，使喷雾温度不会与反应温度差异过大。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1绘示依照本发明一实施方式的微波反应器的示意图。

图2绘示依照图1实施方式中微波反应器沿剖线2-2的剖示图。

图3绘示依照本发明另一实施方式的微波反应器的示意图。

图4绘示依照本发明又一实施方式的生质柴油制造方法的步骤流程图。

【主要元件符号说明】

100、200：微波反应器 110、210：腔体

111、211：容置空间 112、212：反应空间

121、221：加热源 122、222：微波源

130、230：喷雾装置 131、231：导管

132、232：加压器 133、233：喷嘴

140、240：水气抽出装置 141、241：真空泵

142、242：冷凝水出口 250：搅拌装置

300：生质柴油制造方法 310、320、330：步骤

具体实施方式

图1绘示依照本发明一实施方式的微波反应器100的示意图。由图1可知，微波反应器100包含腔体110、至少一个微波源122、喷雾装置130以及水气抽出装置140。

腔体110包含容置空间111以及反应空间112，其中容置空间111与反应空间112连通，容置空间111用以供待反应物容置于其中。

微波源122连接设置于腔体110的反应空间112的腔壁。请配合参照图2，是绘示依照图1实施方式中微波反应器100沿剖线2-2的剖示图。由图2可知，微波源122的数量为二，并对应设置于反应空间112的腔壁；也就是说，微波源122位于反应空间112的腔壁的高度相同。另外，必须说明的是，微波源122的数量更可为多个，例如三、四或以上，不以本揭示内容为限。

喷雾装置130用以将待反应物转化为喷雾并喷洒于反应空间112。

水气抽出装置140与反应空间112连接，其中当喷雾于反应空间112气化而产生水气时，水气可经由水气抽出装置排出腔体110。详细来说，水气抽出装置140包含真空泵141以及冷凝水出口142。通过真空泵141可将水气抽出，并通过冷凝水出口142将水气导出。另外，水气更可是喷雾经过化学反应后产生的水气化而产生，不以本揭示内容为限。

当微波反应器100用于生质柴油制造过程时，由于腔体110的体积较大，若直接针对位于腔体110的容置空间111的待反应物进行加热，而未经过雾化，微波无法穿透待反应物，不利于反应速率的控制，生质柴油的品质也容易受影响。因此，当待反应物通过喷雾装置130以喷雾的状态喷洒于反应空间112后，通过微波源122的加热，维持腔体110内的反应温度，待反应物中的水气与反应生成的水会因温度而进一步气化，借由水气抽出装置140将其排出腔体110。借此，促进微波催化的反应速率，使待反应物更均匀地接受到微波。

另外，为维持容置空间111中的待反应物的温度，微波反应器100可更包含至少一个加热源121，连接设置于腔体110的容置空间111的腔壁。图1实施方式中，加热源121为热煤油管。借此，可使容置空间111中的待反应物维持于一定的温度，使喷雾装置130喷出的喷雾温度不会与反应温度差异过大。另外，加热源121亦可为微波热源，且不以此揭示内容为限。

详细来说，喷雾装置130包含导管131、加压器132以及喷嘴133。导管131与腔体110的容置空间111连通，用以将待反应物导入喷雾装置130。加压器132连接于导管131与喷嘴133之间，其可为加压马达等，用以提升导管131中的待反应物喷出喷嘴133的压力。喷嘴133位于反应空间112中，通过喷嘴133喷出的待反应物会呈喷雾状态，通过微波源122的加热气化后产生水气。借此，可解决微波难以穿透腔体内液态反应物，无法均匀加热的问题。

图3绘示依照本发明另一实施方式的微波反应器200的示意图。由图3可知，微波反应器200包含腔体210、至少一个微波源222、喷雾装置230、水气抽出装置240以及搅拌装置250。

腔体210包含容置空间211以及反应空间212，其中容置空间211与反应空间212连通，容置空间211用以供待反应物容置于其中。详细来说，图3实施方式中，反应空间212的内径大于容置空间211的内径。

微波源222连接设置于腔体210的反应空间212的腔壁。图3实施方式中，微波源222的数量为多个，其中部分微波源222彼此对应且位于反应空间212的腔壁的高度相同，部分微波源222则相对位于反应空间212的腔壁的高度不同。

喷雾装置230用以将待反应物转化为喷雾并喷洒于反应空间212。详细来说，喷雾装置230包含导管231、加压器232以及至少一个喷嘴233。导管231与腔体210的容置空间211连通，用以将待反应物导入喷雾装置230。加压器232连接于导管231与喷嘴233之间，其可为加压马达等，用以提用导管231中的待反应物喷出喷嘴233的压力。喷嘴233位于反应空间212中，通过喷嘴233喷出的待反应物会呈喷雾状态，通过微波源222的加热气化后产生水气。具体而言，图3实施方式中，喷嘴233的数量为三，是沿反应空间212轴向依序分布。借此，可同时喷出更多的待反应物而提高产量。

水气抽出装置240与反应空间212连接，其中当喷雾于反应空间212气化而产生水气时，水气可经由水气抽出装置240排出腔体210。详细来说，水气抽出装置240包含真空泵241以及冷凝水出口242。通过真空泵241可将水气抽出，并通过冷凝水出口242将水气导出。另外，水气更可是喷雾经过化学反应后产生的水气化而产生，不以本揭示内容为限。

搅拌装置250设置于腔体210的容置空间211中用以搅拌待反应物。

另外，为维持容置空间211中的待反应物的温度，微波反应器200可更包含至少一个加热源221，连接设置于腔体210的容置空间211的腔壁。图3实施方式中，加热源221为热煤油管。借此，可使容置空间211中的待反应物维持于一定的温度，使喷雾装置230喷出的喷雾温度不会与反应温度差异过大。

与前述图1实施方式的微波反应器100相同，图3实施方式的微波反应器200用于生质柴油制造过程时，可令待反应物通过喷雾装置230以喷雾的状态喷洒于反应空间212后，通过微波源222的加热，可维持腔体210内的反应温度，此时，待反应物中的水会因为腔体210内高温而气化，并可通过水气抽出装置240将其排出腔体210。借此，使待反应物更均匀地接受到微波，促进微波催化的反应速率。

再者，进一步通过于腔体210的容置空间211底部设置搅拌装置250，可使其中的待反应物通过搅拌的方式，提升受热均匀度。

配合参照图4，是绘示依照本发明又一实施方式的生质柴油制造方法300的步骤流程图。由图4可知，生质柴油制造方法300包含步骤如下，其中生质柴油制造方法300可配合前述图1微波反应器100进行，但不以此限。

首先，步骤310，是通过喷雾装置130将待反应油脂转化为喷雾并喷洒于反应空间112。

步骤320，通过至少一个微波源122加热喷雾，使喷雾气化而产生水气。

步骤330，通过水气抽出装置140将水气抽离，并得到反应生成油脂，即生质柴油。

借由包含上述步骤的生质柴油制造方法300，解决直接针对装有待反应油脂的大腔体加热，在待反应油脂未经雾化的前提下，热源无法穿透待反应油脂，而不利于反应速率的控制，生质柴油的品质也容易受影响。

另外，待反应油脂可通过至少一个加热源121维持于预设温度。借此，有利于维持雾化前待反应油脂的温度，使喷雾温度不会与反应温度差异过大。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种微波反应器，其特征在于，包含：

腔体，包含容置空间以及反应空间，其中该容置空间与该反应空间连通，该容置空间用以供待反应物容置于其中；

至少一个微波源，连接设置于该腔体的该反应空间的腔壁；

喷雾装置，与该腔体的该容置空间连通，其用以将该待反应物转化为喷雾并喷洒于该反应空间；以及

水气抽出装置，与该反应空间连接；

其中当该喷雾于该反应空间气化而产生水气时，该水气可经由该水气抽出装置排出该腔体。

2.根据权利要求1所述的微波反应器，其特征在于：其中该至少一个微波源的数量为二。

3.根据权利要求2所述的微波反应器，其特征在于：其中二个该微波源对应设置于该反应空间的腔壁。

4.根据权利要求1所述的微波反应器，其特征在于：其中该至少一个微波源的数量为多个，且所述微波源位于该反应空间的腔壁的高度相同。

5.根据权利要求1所述的微波反应器，其特征在于：其中该至少一个微波源的数量为多个，且所述微波源位于该反应空间的腔壁的高度不同。

6.根据权利要求1所述的微波反应器，其特征在于，更包含：

至少一个加热源，连接设置于该腔体的该容置空间的腔壁。

7.根据权利要求6所述的微波反应器，其特征在于：其中该至少一个加热源为热煤油管或微波热源。

8.根据权利要求1所述的微波反应器，其特征在于，更包含：

搅拌装置，设置于该腔体的该容置空间中。

9.根据权利要求1所述的微波反应器，其特征在于，其中该喷雾装置包含：

导管，与该腔体的该容置空间连通；

加压器；以及

至少一个喷嘴，位于该腔体的该反应空间中，其中该加压器连接于该导管与该喷嘴间。

10.根据权利要求9所述的微波反应器，其特征在于：其中该喷嘴的数量为三。

11.一种生质柴油制造方法，其特征在于，包含：

通过喷雾装置将待反应油脂转化为喷雾并喷洒于反应空间；

通过至少一个微波源加热该喷雾，使该喷雾气化而产生水气；以及

通过水气抽出装置将该水气抽离，并得到反应生成油脂。

12.根据权利要求11所述的生质柴油制造方法，其特征在于：其中该待反应油脂通过至少一个加热源维持于预设温度。