CN112973540A - 一种废弃餐厨油脂与热水的混合洗涤装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废弃餐厨油脂与热水的混合洗涤装置，包括罐体、安装隔板及布液斗，所述罐体底部设有出料管，所述安装隔板、布液斗固定于罐体内，安装隔板位于布液斗上方，安装隔板、布液斗将罐体内部空间从上往下分隔成强化混合室、布液室及对撞混合室三个区域，所述强化混合室内设有若干并列排布的强化混合蛇形管，所述强化混合蛇形管的进口连接有旋流进料混合器，强化混合蛇形管的出口与布液室相连通，所述布液斗与罐体内壁之间设有间隙，该间隙构成用于连通布液室与对撞混合室的液体通道，所述对撞室内对称设置有轴流搅拌桨。本发明结构新颖巧妙，运行稳定，能实现废弃餐厨油脂与热水的快速混合，混合效率高，混合效果好，能保持生产连续性。
Description
技术领域
本发明涉及一种废弃餐厨油脂脱盐装置，尤其是涉及一种废弃餐厨油脂与热水的混合洗涤装置。
背景技术
废弃餐厨油脂是对各种劣质油的统称，一般是指回收的食用油、、反复炸制食品的剩油等进行过加工得到的劣质油。
废弃餐厨油脂是一种可回收利用的资源，对它进行化学和物理转化物理精制后可以变废为宝，产生可观的经济效益和社会效益。目前，废弃餐厨油脂的资源化利用已成为其有效合法利用的主要途径。其中，由废弃餐厨油脂制取生物柴油是废弃餐厨油脂资源化利用的一条主要途径，利用废弃餐厨油脂为原料来生产生物柴油除了价格便宜、原料易得外，还对综合治理废弃餐厨油脂非常有利，经济效益也非常可观。
但是废弃餐厨油脂中含有大量的固体物质、脂溶性物质以及水溶性金属盐类，在制备生物柴油时，会对操作过程中的设备、产品质量产生不良影响，甚至导致无法获得合格产品的严重后果，这会大大制约了废弃餐厨油脂的综合利用。因此，在利用废弃餐厨油脂制备生物柴油前需要对废弃餐厨油脂进行预处理，预处理步骤一般包括固体除杂、脱胶、脱盐及脱色等步骤，其中脱盐是将废弃餐厨油脂中含有的水溶性金属盐类加以清除，废弃餐厨油脂中含有的水溶性金属盐类是生物柴油制备过程中导致转酯化过程易结垢、引起加氢催化剂失活的主要原因之一。
将废弃餐厨油脂与热水进行混合洗涤是对废弃餐厨油脂进行脱盐的一种常用方法，例如申请公布号：CN105925381A的中国专利中公开了一种废弃餐厨油脂热水洗涤方法：废弃餐厨油脂原料再经原料油泵P-1加压后送入原料油/热水混合器M-1，并注入80~90℃热水进行混合洗涤，溶解油品中可溶性盐类、醇类及酸类物质；与热水混合后油品进入原料/柴油换热器E-1进一步升温85~95℃，提高洗涤溶解效果；从原料/柴油换热器E-1出来原料油品进入原料油/破乳剂混合器M-2，并注入破乳剂，混合油品进入油水分离器V-2，容器底部排出含盐废水，油品经反应进料泵P-2抽出后送往原料油/循环重油混合器M－3与循环重油混合。
目前通常采用搅拌罐对废弃餐厨油脂与热水进行混合洗涤，例如：授权公告号CN210314168U中公开了一种预处理系统，具体公开了用于接收废弃餐厨油脂并进行搅拌除杂的搅拌罐组，搅拌罐组用于接收来自废弃餐厨油脂储罐中的废弃餐厨油脂，搅拌罐组包括并排串联设置的第一搅拌罐和第二搅拌罐，每个搅拌罐内设置有用于搅拌废弃餐厨油脂的搅拌机构，搅拌机构包括搅拌叶片和用于驱动搅拌叶片在搅拌罐内绕罐体竖向的中轴线做旋转运动的驱动电机，所述驱动电机安装在搅拌罐顶部。采用该搅拌罐对废弃餐厨油脂与热水进行混合洗涤至少存在以下缺陷：（1）混合（搅拌）时间长，混合效率低，生产连续性差；（2）废弃餐厨油脂与热水在搅拌罐内混合时产生与搅拌轴平行的流动（层流混合形态），且废弃餐厨油脂与热水不能充分混合，混合效果差，不能形成均匀的油水乳化液，脱盐效果差。
发明内容
本发明是为了解决现有技术的搅拌罐所存在的上述问题，提供了一种结构新颖巧妙，运行稳定，能实现废弃餐厨油脂与热水的快速混合，混合效率高，混合效果好，能保持生产连续性的废弃餐厨油脂与热水的混合洗涤装置。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种废弃餐厨油脂与热水的混合洗涤装置，包括罐体、安装隔板及布液斗，所述罐体底部设有出料管，所述安装隔板、布液斗固定于罐体内，安装隔板位于布液斗上方，安装隔板、布液斗将罐体内部空间从上往下分隔成强化混合室、布液室及对撞混合室三个区域，所述强化混合室内设有若干并列排布的强化混合蛇形管，所述强化混合蛇形管的进口连接有旋流进料混合器，强化混合蛇形管的出口与布液室相连通，所述布液斗与罐体内壁之间设有间隙，该间隙构成用于连通布液室与对撞混合室的液体通道，所述对撞室内对称设置有轴流搅拌桨。本发明设计了一种废弃餐厨油脂与热水的混合洗涤装置，通过将罐体内部分隔成不同的混合区域，并采用多种混合方式对废弃餐厨油脂和热水进行混合，从而实现废弃餐厨油脂与热水的快速混合，且混合效率高，混合效果好；罐体外还可设置保温层和/或蒸汽夹套等常规结构；旋流进料混合器用于对废弃餐厨油脂和热水进行瞬间快速混合，提高混合效率，同时使废弃餐厨油脂和热水合流后以射流的方式进入强化混合蛇形管，有助于提高废弃餐厨油脂和热水在强化混合蛇形管中的混合强度；废弃餐厨油脂和热水能沿强化混合蛇形管流动，并能在强化混合蛇形管中多次形成旋流及二次流，使得被混液体（废弃餐厨油脂与热水）之间具有更大的接触面积与更多的混合时间，从而达到强化油水混合目的，强化混合蛇形管通过固定支架固定在强化混合室内；从强化混合蛇形管流出的油水混合物进入布液室，经布液斗重新分布后均匀落入对撞混合室内，在下落的同时能与对撞混合室中的油水混合物发生垂直冲击碰撞，起到搅拌、扰流的作用，有利于提高废弃餐厨油脂与热水的混合效果；轴流搅拌桨能向前水平推进油水混合物，使对撞混合室中的油水混合物在对撞混合室中心处产生相向撞击，形成高度湍动、混合强烈的撞击区域，强化液液接触过程的微观混合，降低废弃餐厨油脂与热水之间的离析程度，进一步提高废弃餐厨油脂与热水的混合效果并避免分层，对撞混合后的油水混合物经出料管直接排出；本发明可边进料边出料，不存在死角，运行稳定，能保持生产连续性。
作为优选，所述强化混合蛇形管为由沿纵向间隔排列的强化混合横管首尾相连构成的连续U型结构，上下相邻的强化混合横管之间通过U型弯头相连。上下相邻的强化混合横管之间通过U型弯头相连，压力损失小，且不存在死角。
作为优选，所述强化混合横管由若干首尾相连的强化混合单元构成，所述强化混合单元包括主管、分离支管及弯曲转向管，所述分离支管固定于主管的一侧，且分离支管的进口与主管相连通，所述弯曲转向管的进口与主管的出口相连通，弯曲转向管的出口与分离支管的出口相连通，前一个强化混合单元中分离支管的出口与后一个强化混合单元中主管的进口相连，前一个强化混合单元中的分离支管在前一个强化混合单元中的主管上与后一个强化混合单元中的分离支管在后一个强化混合单元中的主管上呈异侧布置，最上层强化混合横管中位于最前的主管进口均连接旋流进料混合器。本发明中的强化混合单元中，主管中的油水混合物部分分流至分离支管中，其余继续沿主管流动并经过弯曲转向管转向后与分离支管中的油水混合物在分离支管的出口处混合、发生碰撞并产生旋流和二次流，加强了对流扩散强度，从而达到强化混合的目的，油水混合物经过多个强化混合单元的多次强化混合能形成均匀的油水乳化液，混合效果好；前一个强化混合单元中的分离支管在前一个强化混合单元中的主管上与后一个强化混合单元中的分离支管在后一个强化混合单元中的主管上呈异侧布置，能使前后两个强化混合单元中的油水混合物产生不同方向（顺时针方向及逆时针方向）上的旋流，以使废弃餐厨油脂和热水达到充分的混合。
作为优选，最下层强化混合横管中位于最后的主管出口连接有延长管，所述延长管的出口与布液室相连通。
作为优选，所述分离支管为向出口方向逐渐扩口的变径结构，所述弯曲转向管为从进口向出口方向逐渐缩口的变径结构。分离支管为向出口方向逐渐扩口的变径结构，弯曲转向管为从进口向出口方向逐渐缩口的变径结构，使得从分离支管出口流出的油水混合物与从弯曲转向管出口流出的油水混合物在接触混合时能具有较大的速度梯度值，从而以改善混合效果。
作为优选，所述主管内设有扰流柱。扰流柱能使油水混合物发生周向旋转，使主管内的油水混合物能沿着扰流柱外壁面周向产生较大的速度梯度，有助于改善混合效果。
作为优选，所述布液斗的开口边缘固定有连接板，所述连接板与布液斗、罐体内壁之间的间隙形成液体通道。
作为优选，所述旋流进料混合器包括内管、外管及热水管，所述内管位于外管内，外管的出口与最上层强化混合横管中位于最前的主管进口相连，内管的两端外侧边缘设有密封端板，内管与外管之间的空间形成密闭的热水腔，所述热水管固定在外管的外壁上并与热水腔相连通，内管上沿轴向间隔设有旋流进水口，所述旋流进水口沿着内管的内壁切线方向均匀设置，旋流进水口从进口向出口方向逐渐缩口，内管的管孔形成油水混合腔。本发明中的外管进口连接废弃餐厨油脂进料管，热水进入热水腔中后通过旋流进水口以旋流的方式以较快速度射入油水混合腔中，与油水混合腔中速度相对较慢的废弃餐厨油脂发生撞击混合，从而实现废弃餐厨油脂与热水的快速混合，同时使油水混合物产生强旋转剪切湍流运动，实现较高地混合。
作为优选，所述内管与外管同轴设置。内管与外管同轴设置，便于废弃餐厨油脂与热水在油水混合腔内充分接触混合。
作为优选，所述对撞混合室内对称固定有锥形导流筒，所述轴流搅拌桨位于锥形导流筒内。锥形导流筒起到导向作用，使油水混合物能定向产生相向撞击，同时使对撞混合室内的油水混合物能沿着锥形导流筒产生循环流动，增强扰动。
因此，本发明具有如下有益效果：
（1）罐体内部空间从上往下分隔成强化混合室、布液室及对撞混合室三个独立的不同混合区域，并采用多种混合方式对废弃餐厨油脂和热水进行混合，从而实现废弃餐厨油脂与热水的快速混合，且混合效率高，混合效果好；
（2）通过旋流进料混合器实现了废弃餐厨油脂和热水的瞬间的快速混合，提高混合效率，同时使废弃餐厨油脂和热水合流后以射流的方式进入强化混合蛇形管，有助于提高废弃餐厨油脂和热水在强化混合蛇形管中的混合强度；
（3）通过强化混合单元达到强化混合的目的，油水混合物经过多个强化混合单元的多次强化混合能形成均匀的油水乳化液，混合效果好；
（4）结构新颖巧妙，运行稳定，能实现废弃餐厨油脂与热水的快速混合，混合效率高，混合效果好，能保持生产连续性。
附图说明
图1是本发明的一种内部结构示意图。
图2是本发明中强化混合蛇形管的一种俯视图。
图3是本发明中强化混合单元的一种剖视图。
图4是图1中A处放大图。
图5是内管的一种剖视图。
图6是布液斗在罐体内的一种固定示意图。
图中：罐体1，安装隔板2，布液斗3，出料管4，强化混合室5，布液室6，对撞混合室7，液体通道8，轴流搅拌桨9，U型弯头10，主管11，分离支管12，弯曲转向管13，延长管14，扰流柱15，内管16，外管17，热水管18，密封端板19，热水腔20，旋流进水口21，油水混合腔22，锥形导流筒23，连接板24，固定支架25。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1所示的一种废弃餐厨油脂与热水的混合洗涤装置，包括罐体1、安装隔板2及布液斗3，罐体底部连接有出料管4，安装隔板、布液斗固定于罐体内，安装隔板位于布液斗上方，安装隔板、布液斗将罐体内部空间从上往下分隔成强化混合室5、布液室6及对撞混合室7三个区域，强化混合室内通过固定支架（25）固定有若干并列排布的强化混合蛇形管，上一层强化混合横管中位于最后的主管出口与下一层强化混合横管中位于最前的主管进口之间通过U型弯头10相连，强化混合蛇形管为由沿纵向间隔排列的强化混合横管首尾相连构成的连续U型结构；强化混合横管由若干首尾相连的强化混合单元构成，强化混合单元包括主管11、分离支管12及弯曲转向管13（如图2、图3所示），主管内设有扰流柱15，分离支管焊接在主管的一侧，且分离支管的进口与主管相连通，弯曲转向管的进口与主管的出口相连通，弯曲转向管的出口与分离支管的出口相连通，分离支管为向出口方向逐渐扩口的变径结构，弯曲转向管为从进口向出口方向逐渐缩口的变径结构；前一个强化混合单元中分离支管的出口与后一个强化混合单元中主管的进口相连，前一个强化混合单元中的分离支管在前一个强化混合单元中的主管上与后一个强化混合单元中的分离支管在后一个强化混合单元中的主管上呈异侧布置；最上层强化混合横管中位于最前的主管进口均连接有旋流进料混合器；旋流进料混合器包括内管16、外管17及热水管18（如图4所示），内管位于外管内且内管与外管同轴设置，外管的进口连接废弃餐厨油脂进料管（图中未示出），外管的出口与最上层强化混合横管中位于最前的主管进口相连，内管的两端外侧边缘固定有密封端板19，内管与外管之间的空间形成密闭的热水腔20，热水管固定在外管的外壁上并与热水腔相连通，内管上沿轴向间隔设有旋流进水口21（如图5所示），旋流进水口沿着内管的内壁切线方向均匀设置，且旋流进水口从进口向出口方向逐渐缩口，内管的管孔形成油水混合腔22；最下层强化混合横管中位于最后的主管出口连接有延长管14，强化混合蛇形管的出口与布液室相连通，布液斗的开口边缘固定有连接板24（如图6所示），连接板与布液斗、罐体内壁之间的间隙形成用于连通布液室与对撞混合室的液体通道8，对撞室内对称固定有锥形导流筒23和轴流搅拌桨9，轴流搅拌桨位于锥形导流筒内。
本发明的运行过程为：加热后的废弃餐厨油脂经压力泵增压后，从废弃餐厨油脂进料管输送至外管内进入油水混合腔，同时热水经压力泵增压后，经热水管输入到热水腔中后由旋流进水口喷入油水混合腔中，废弃餐厨油脂与热水在油水混合腔中发生撞击混合后进入强化混合蛇形管，在强化混合蛇形管中经过多个强化混合单元的多次强化混合以形成均匀的油水乳化液后，经延长管流出落至布液斗上进行重新分布，最终进入对撞混合室7，油水混合物在轴流搅拌桨的搅拌作用下在对撞混合室中心处产生相向撞击，形成高度湍动、混合强烈的撞击区域，同时使对撞混合室内的油水混合物能经锥形导流筒产生循环流动增强扰动；混合均匀的油水混合物从出料管排出进行后续处理即可。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (10)
1.一种废弃餐厨油脂与热水的混合洗涤装置，其特征在于，包括罐体（1）、安装隔板（2）及布液斗（3），所述罐体底部设有出料管（4），所述安装隔板、布液斗固定于罐体内，安装隔板位于布液斗上方，安装隔板、布液斗将罐体内部空间从上往下分隔成强化混合室（5）、布液室（6）及对撞混合室（7）三个区域，所述强化混合室内设有若干并列排布的强化混合蛇形管，所述强化混合蛇形管的进口连接有旋流进料混合器，强化混合蛇形管的出口与布液室相连通，所述布液斗与罐体内壁之间设有间隙，该间隙构成用于连通布液室与对撞混合室的液体通道（8），所述对撞室内对称设置有轴流搅拌桨（9）。
2.根据权利要求1所述的一种废弃餐厨油脂与热水的混合洗涤装置，其特征在于，所述强化混合蛇形管为由沿纵向间隔排列的强化混合横管首尾相连构成的连续U型结构，上下相邻的强化混合横管之间通过U型弯头（10）相连。
3.根据权利要求2所述的一种废弃餐厨油脂与热水的混合洗涤装置，其特征在于，所述强化混合横管由若干首尾相连的强化混合单元构成，所述强化混合单元包括主管（11）、分离支管（12）及弯曲转向管（13），所述分离支管固定于主管的一侧，且分离支管的进口与主管相连通，所述弯曲转向管的进口与主管的出口相连通，弯曲转向管的出口与分离支管的出口相连通，前一个强化混合单元中分离支管的出口与后一个强化混合单元中主管的进口相连，前一个强化混合单元中的分离支管在前一个强化混合单元中的主管上与后一个强化混合单元中的分离支管在后一个强化混合单元中的主管上呈异侧布置，最上层强化混合横管中位于最前的主管进口均连接旋流进料混合器。
4.根据权利要求3所述的一种废弃餐厨油脂与热水的混合洗涤装置，其特征在于，最下层强化混合横管中位于最后的主管出口连接有延长管（14），所述延长管的出口与布液室相连通。
5.根据权利要求3所述的一种废弃餐厨油脂与热水的混合洗涤装置，其特征在于，所述分离支管为向出口方向逐渐扩口的变径结构，所述弯曲转向管为从进口向出口方向逐渐缩口的变径结构。
6.根据权利要求3所述的一种废弃餐厨油脂与热水的混合洗涤装置，其特征在于，所述主管内设有扰流柱（15）。
7.根据权利要求1所述的一种废弃餐厨油脂与热水的混合洗涤装置，其特征在于，所述布液斗的开口边缘固定有连接板（24），所述连接板与布液斗、罐体内壁之间的间隙形成液体通道。
8.根据权利要求2所述的一种废弃餐厨油脂与热水的混合洗涤装置，其特征在于，所述旋流进料混合器包括内管（16）、外管（17）及热水管（18），所述内管位于外管内，外管的出口与最上层强化混合横管中位于最前的主管进口相连，内管的两端外侧边缘设有密封端板（19），内管与外管之间的空间形成密闭的热水腔（20），内管上沿轴向间隔设有旋流进水口（21），所述热水管固定在外管的外壁上并与热水腔相连通，所述旋流进水口沿着内管的内壁切线方向均匀设置，旋流进水口从进口向出口方向逐渐缩口，内管的管孔形成油水混合腔（22）。
9.根据权利要求8所述的一种废弃餐厨油脂与热水的混合洗涤装置，其特征在于，所述内管与外管同轴设置。
10.根据权利要求1所述的一种废弃餐厨油脂与热水的混合洗涤装置，其特征在于，所述对撞混合室内对称固定有锥形导流筒（23），所述轴流搅拌桨位于锥形导流筒内。
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2021
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