CN1821348A - 制造生物柴油的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制造生物柴油的方法，将一定量的脂肪酸、油酸、酸化油、地沟油的混合原料或其中之一，投放于反应罐内，并按5％－10％的比例加入甲醇、加温搅拌调和15分钟，再按5％－10％的比例加入正丁醇、0.1％的比例加入聚乙烯－醋酸乙烯酯、0.1％比例加入硝酸辛酯、0.05％比例加入烷基萘、加温搅拌调和5分钟；再按0.1％－0.2％的比例加入乙二胺和高碱值环烷酸钙、加温搅拌调和5分钟即成生物柴油。其装置由反应罐、高速搅拌装置、操作平台、支架和PLC控制系统组成，反应罐缸体底部设置有出料口，罐盖上设置有加料口，在各加料口和出料口上均设置有受PLC控制系统控制的电磁阀、及与装原料、装添加剂及装成品的容器相连的导管，结构简单，工艺可靠，自动化程度高，制成的生物柴油环保效果明显。

Description

制造生物柴油的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种生物柴油的制造方法，特别是一种可以以植物油、动物油为原料制造生物柴油的方法及装置。
背景技术
石油作为一种天然矿物资源的出现，极大地推动了现代文明，为丰富人类的生活做出了极大的贡献。但随着人们生活水平的提高和环保意识的增强，人们逐渐认识到石油作为燃料对空气造成污染的严重性。目前，城市空气中的一氧化碳、碳氢化合物和二氧化硫的含量越来越高。城市空气中的一氧化碳大部分来自汽车尾气，主要是由于汽油、柴油的不完全燃烧所至，它容易导致引发人体缺氧、胸闷、头痛等不良反应；碳氢化合物虽然在汽车尾气中含量很少，但其中含有一种强致癌物质，对人体存在着极大的危害性；汽车尾气中的二氧化硫具有强烈的刺激性气味，当大气中达到一定浓度时易导致“酸雨”的发生，造成土壤和水源酸化，影响农作物和森林的生长。生物柴油是一种以植物油和动物油为原料制造而成的清洁燃料，目前大多以脂肪酸、泔水油、城市地沟油、精炼下脚料为生产原料，它可作为石油燃料的替代产品。由于生物柴油分子中含有氧原子，燃烧比较完全，废气中不含一氧化碳；又由于生物柴油中含硫量低，由它燃烧后产生的废气中所含二氧化硫和硫化物成份约比矿物柴油燃烧后产生的废气中的含量减少30％左右；此外，还由于生物柴油燃烧后，废气中不含有对人体有害的碳氢化合物。因而它是一种比较理想的环保型产品。近年来，随着我国对国内汽车环保要求的日益严格，从2005年开始，我国除了对汽车制造业提出更高的要求外，还对汽车燃料油的要求也更加严格。生物柴油是一种非常符合这一要求的环保型柴油，市场前景非常广阔。为此，近几年来，我国已有一批有识之士致力于这方面的研究，有些已初见科研成果，但总的来看，尚处起步阶段，绝大部分项目的工艺复杂、设备庞大且自动化程度低，操作强度大，因而成本很高，普及和推广应用的难度较大。
发明内容
本发明的目的是要提供一种以大众化、低成本易得材料为原料、采用PLC自动控制机理、具有高速搅拌、静态混合、自动加温和加料、自动检测、自动出料及超比例报警等功能特点的制造生物柴油的新颖方法及装置。
本发明的生物柴油是以脂肪酸、油酸、酸化油、地沟油及甲醇为主要原料，制造方法为：取脂肪酸、油酸、酸化油、地沟油以任意比例混合的原料100克，加入甲醇5-10克、经加温(30℃-40℃)调和15分钟；再加入正丁醇5-10克、聚乙烯-醋酸乙烯酯0.1克、硝酸辛酯0.1克、烷基萘0.05克、加温调和5分钟；再加入0.1-0.2克乙二胺和高碱值环烷酸钙、加温调和5分钟即成。其中，脂肪酸、油酸、酸化油、地沟油既可单独使用，也可调和混合使用。
本发明制造生物柴油的装置主要由反应罐、高速搅拌装置、操作平台、支架和PLC控制系统组成。其中：反应罐由缸体和罐盖构成，在缸体底部上设置有出料口，在罐盖上设置有数个加料口，在各加料口和出料口上分别固定设置有上带电磁阀的导管，各导管的另一端与装原料的容器、装添加剂的容器及装成品的容器对应相连；高速搅拌装置由马达和搅拌器构成，马达定位设置在罐盖中央的外表面上，搅拌器与马达轴装相连、位于缸体内部中央、设置在反应罐罐盖的内表面上；支架由支承架和梯子构成，在支架的顶部上设置有上带限位孔的操作平台，反应罐由限位孔限位、安装设置在支架上；PLC控制系统主要由以微机为主的程序控制器、触摸式显示屏构成，与各电磁阀及马达电气相连，并由PLC控制系统控制它们的工作。此外，反应罐以一组至少二台的形式设置在操作平台及支架上。
利用本发明制造生物柴油的方法生产的生物柴油，技术性能较优，与目前通用的0号柴油性能比较如下：
  类别   生物柴油   0号柴油
  冷凝点(CFPP)   -5℃   +5℃
  密度(g/ml)   0.87   0.83
  闪点(闭口)   ＜75   ＜65
  十六烷值   52   50
  热值(Kcal/kg)   10100   10200
  硫含量(W，％)   ＜0.001   ＜0.2
  粘度(csl，20℃)   7.8   3.0-8.0
  灰份(％)   0.001   0.0025
  氧含量(V，％)   10   0
基于上述构思的本发明制造生物柴油的方法，工艺简单、可行，由于生物柴油分子中含有氧原子，燃烧比较完全，废气中不含一氧化碳；又由于生物柴油中含硫量低，由它燃烧后产生的废气中所含二氧化硫和硫化物成份约比矿物柴油燃烧后产生的废气中的含量减少30％左右；此外，还由于生物柴油燃烧后，废气中不含有对人体有害的碳氢化合物，因而它是一种比较理想的环保型产品。基于本发明方法制造生物柴油的装置，设备结构简单、投资少、见效快，工作时，电磁阀和高速搅拌装置的工作均受PLC控制系统控制，自动化程度高，且通常在一个支架的操作平台上设置有一组至少二台反应罐，可合理地交替轮流执行搅拌、加料、或出料流程，有利于降低操作人员的作业强度、充分利用设备和提高工作效率，且加工工艺简单、可行，产品环保效果明显，因而具有明显的技术先进性、经济性和实用性，是一种比较理想的制造生物柴油的方法和装置。
附图说明
图1是本发明实施例的总体结构示意图；
图2是本发明实施例的反应罐安装状态及内部结构示意图；
图3是本发明实施例的工作流程示意图。
图中：
1.高速搅拌装置    2.反应罐           3.操作平台    4.支架
5.PLC控制系统     6.马达             7.搅拌器      8.缸体
9.罐盖            10.支承架          11.梯子       12.限位孔
13.加料口         14.加料口          15.加料口     16.加料口
17.出料口         18.电磁阀          19.导管       20.装原料的容器
21.装添加剂的容器 22.装添加剂的容器  23.装添加剂的容器
24.装成品的容器
具体实施方式
下面结合附图和典型实施例对本发明作进一步描述。
在图1和图2中，本发明制造生物柴油的装置主要由反应罐1、高速搅拌装置2、操作平台3、支架4和PLC控制系统5组成，反应罐1由缸体6和罐盖7构成，高速搅拌装置2由马达8和搅拌器9构成，支架4由支承架10和梯子11构成，操作平台3上设置有限位孔12，PLC控制系统5主要由以微机为主的程序控制器、触摸式显示屏构成。其中：高速搅拌装置2的马达8定位设置在罐盖7中央的外表面上，搅拌器9与马达8轴装相连、位于缸体6的内部中央、设置在反应罐1上罐盖7的内表面上；工作平台3设置在支架4上；反应罐1由工作平台3上的限位孔12限位、安装设置在支架4上。此外，在罐盖7上还设置有四个加料口13、14、15和16，供向反应罐内分别加入混合原料及各种添加剂用，在缸体6底部上还设置有出料口17，在各加料口13、14、15和16及出料口17上分别固定设置有上带电磁阀18的导管19，导管19的另一端分别与装原料的容器20、装添加剂的容器21、22、23及装成品的容器24对应相连；各电磁阀18及马达8均与PLC控制系统5电气相连，并在PLC控制系统5控制下工作；反应罐1以一组二台形式设立在操作平台3及支架4上。
在图3中，本发明制造生物柴油的方法主要为：通过PLC控制系统5上的程序控制器操纵控制电磁阀18，将一定量的脂肪酸、油酸、酸化油、地沟油的混合原料投放于反应罐2内，并按5％-10％的比例加入甲醇、加温搅拌调和15分钟；再按5％-10％的比例加入正丁醇、0.1％的比例加入聚乙烯-醋酸乙烯酯、0.1％比例加入硝酸辛酯、0.05％比例加入烷基萘、加温搅拌调和5分钟；再按0.1％-0.2％的比例加入乙二胺和高碱值环烷酸钙、加温搅拌调和5分钟即成生物柴油。其中，脂肪酸、油酸、酸化油、地沟油作为原材料，既可单独使用其中之一种，也可以任意比例调和混合使用。这里，所述的加温温度通常控制在30℃-40℃范围内。

Claims (5)

1.一种制造生物柴油的方法，以脂肪酸、油酸、酸化油、地沟油及甲醇为主要原料，其特征在于：通过PLC控制系统的程序控制器操纵控制电磁阀，将一定量的脂肪酸、油酸、酸化油、地沟油的混合原料投放于反应罐内，并按5％-10％的比例加入甲醇、加温搅拌调和15分钟，再按5％-10％的比例加入正丁醇、0.1％的比例加入聚乙烯-醋酸乙烯酯、0.1％比例加入硝酸辛酯、0.05％比例加入烷基萘、加温搅拌调和5分钟；再按0.1％-0.2％的比例加入乙二胺和高碱值环烷酸钙、加温搅拌调和5分钟即成生物柴油。
2.根据权利要求1所述的制造生物柴油的方法，其特征在于所述的投放于反应罐内的混合原料中脂肪酸、油酸、酸化油、地沟油可按任意比例调和混合。
3.根据权利要求1所述的制造生物柴油的方法，其特征在于所述的加温温度控制在30℃-40℃范围内。
4.一种制造生物柴油的装置，由反应罐(1)、高速搅拌装置(2)、操作平台(3)、支架(4)和PLC控制系统(5)组成，其特征在于：
a.反应罐(1)由缸体(6)和罐盖(7)构成，在缸体(6)底部上设置有出料口(17)，在罐盖(7)上设置有加料口(13)、(14)、(15)和(16)，在各加料口(13)、(14)、(15)和(16)及出料口(17)上分别固定设置有上带电磁阀(18)的导管(19)，各导管(19)的另一端分别与装原料的容器(20)、装添加剂的容器(21)、(22)、(23)及装成品的容器(24)对应相连；
b.高速搅拌装置(2)由马达(8)和搅拌器(9)构成，马达(8)定位设置在罐盖(7)中央的外表面上，搅拌器(9)与马达(8)轴装相连、位于缸体(6)的内部中央、设置在反应罐(1)上罐盖(7)的内表面上；
c.支架(4)由支承架(10)和梯子(11)构成，在支架(4)的顶部上设置有上带限位孔(12)的操作平台(3)，反应罐(1)由限位孔(12)限位、安装设置在支架(4)上；
d.PLC控制系统(5)主要由以微机为主的程序控制器、触摸式显示屏构成，与各电磁阀(18)及马达(8)电气相连。
5.根据权利要求4所述的制造生物柴油的装置，其特征在于所述的反应罐(1)以一组至少二台的形式设立在操作平台(3)及支架(4)上。
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