CN204369841U - 一种提纯生物柴油的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种提纯生物柴油的装置，属油脂化工技术领域；本实用新型所述装置包括进料口Ⅰ、进料口Ⅱ、进料口Ⅲ、传送带、混合器、阀门Ⅰ、反应罐、泵Ⅰ、管道Ⅰ、阀门Ⅱ、阀门Ⅲ、泵Ⅱ、压榨机、混合器、管道Ⅱ、泵Ⅲ、管道Ⅲ、缓冲罐、制粒机、上级沉淀罐、出口Ⅰ、出口Ⅱ、两级沉淀罐、阀门Ⅳ、阀门Ⅴ、下级沉淀罐、阀门Ⅵ、阀门Ⅶ、过滤器；本实用新型制备得到的生物柴油纯度为98.2%以上，制取的燃料的热值为3000kcal/kg以上，生物柴油提纯中期和后期均无污染物产生，具有工艺简单、操作方便、效率高、无污染、能耗低，过程清洁以及半连续生产的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种提纯生物柴油的装置，特别涉及一种高纤维素物质提纯生物柴油的装置，属油脂化工技术领域。
背景技术
生物柴油是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等植物油脂，以及动物油脂、废餐饮油等为原料油通过酯交换工艺制成的甲酯或乙酯燃料。它是一种良好的石化柴油替代品，与石化柴油相比，具有优良的环保性，较好的低温发动机启动性能和安全性能，良好的燃料性能及可再生等特点。目前工业生产生物柴油主要是应用酯交换法，用于酯交换的催化剂有酸性催化剂和碱性催化剂以及生物酶催化剂等，但因氢氧化钾或氢氧化钠等强碱要求的条件不高，价格便宜，能在工业生产中广泛应用，所以工业上基本用于酯交换生产生物柴油的催化剂主要是氢氧化钾或氢氧化钠；当将油脂、甲醇和碱催化剂以一定比例装入反应器，在一定温度和压力下反应生成了生物柴油，但这个生物柴油产物中还含有反应过程中形成的甘油和残留的催化剂，如钾皂，为了从生物柴油中去除这些杂质，通常会加酸后再水洗，将钾皂分解去除，然而此处理会产生大量的酸性废水，对环境造成严重污染，如若处理此废水，难度也较大，同时也将增加成本；而且加酸水洗工艺会将小部分甲酯带出，降低了甲酯的产率。
发明内容
本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种提纯生物柴油的装置，所述装置包括：进料口Ⅰ1、进料口Ⅱ2、进料口Ⅲ3、传送带4、混合器5、阀门Ⅰ6、反应罐7、泵Ⅰ8、管道Ⅰ9、阀门Ⅱ10、阀门Ⅲ11、泵Ⅱ12、压榨机13、混合器14、管道Ⅱ15、泵Ⅲ16、管道Ⅲ17、缓冲罐18、制粒机19、上级沉淀罐20、出口Ⅰ21、出口Ⅱ22、两级沉淀罐23、阀门Ⅳ24、阀门Ⅴ25、下级沉淀罐26、阀门Ⅵ27、阀门Ⅶ28、过滤器29；进料口Ⅰ1、进料口Ⅱ2、进料口Ⅱ3均位于传送带4的上方；传送带4的出口与混合器5的入口连通，混合器5的出口与反应罐7相连通；反应罐7底部斜面开口经阀门Ⅱ10、泵Ⅱ12接入两级沉淀罐23，两级沉淀罐23分为上级沉淀罐20和下级沉淀罐26，上级沉淀罐20的下端设有出口Ⅰ21，出口Ⅰ21通过泵Ⅲ16、管道Ⅲ17和反应罐7连通；下级沉淀罐26的下端出口通过泵Ⅲ16、管道Ⅲ17和反应罐7连通；下级沉淀罐26的底部斜面开口经阀门Ⅶ28和过滤器29的入口相连通，过滤器29的一个出口通过管道Ⅱ15与反应罐7接通；反应罐7的下端通过阀门Ⅲ11控制和压榨机13的入口接通，压榨机13、混合器14、缓冲罐18、制粒机19依次连通。
本实用新型所述上级沉淀罐20的底部斜面上设有出口Ⅱ22，通过阀门Ⅳ24控制。
本实用新型所述过滤器29设有一个与纯净生物柴油收集处相连通的出口。
本实用新型所述反应罐7自带搅拌装置和加热装置。
本实用新型所述提纯生物柴油的装置的使用过程包括以下步骤：
（1）预混：两种高纤维素物质和白土分别由进料口Ⅰ1、进料口Ⅱ2、进料口Ⅱ3落到传送带4上，由传送带4送入混合器5中与粗生物柴油进行预混，在预混阶段，粗生物柴油能与高纤维物质进行初步反应；
（2）主提纯反应：打开阀门Ⅰ6，将预混好的混合物放入反应罐7中，在温度为50℃-70℃的情况下，在搅拌器的作用下，高纤维素物质和白土与粗生物柴油进一步接触反应，反应时间10-20 分钟；
（3）悬浮物分离：主提纯反应完成后，打开阀门Ⅱ10，反应罐7中带悬浮物的生物柴油经泵Ⅱ12送入两级沉淀罐23中，在上级沉淀罐20中沉淀10-20分钟后，打开阀门Ⅳ24，液体部分由出口Ⅱ22放出至下级沉淀罐26中，打开阀门Ⅴ25，上级沉淀罐20中沉淀下来的固体部分经出口Ⅰ21由泵Ⅲ16送回主反应罐7中，下级沉淀罐26中继续沉淀10-20分钟后，打开阀门Ⅶ28，液体部分进入过滤器29进行过滤，过滤得到纯净生物柴油由过滤器29排出，小部分杂质经管道Ⅱ15再次回到主反应罐7中，打开阀门Ⅵ27，二级沉淀罐中固体部分进入管道Ⅲ17，由泵16送回主反应罐7中；
本实用新型步骤1中所述高纤维素物质的质量为粗生物柴油质量的0.15%－0.35%，白土的重量为粗生物柴油质量的0.07%－1.2%。
本实用新型步骤1中所述纤维素物质为玉米芯、木屑、花生壳和刨花中的一种。
本实用新型步骤4中所述油粨为棉籽油粨，葵花籽油粨，油桐籽油粨，大麻籽油粨，油茶籽油粨中的一种。
所述的2步骤中，反应罐7自带搅拌装置和加热装置；
所述的3步骤中，两级沉淀罐23其特点为分上下两级，罐中间有一上级锥形底20，其斜面开有出口22，由阀门24控制，底中间开有出口21，由阀门25控制，两级沉淀罐23罐底有一下级锥形底26，其斜面开有由阀门28控制的出口，底中间开有由阀门27控制的出口；
本实用新型的优点和积极效果：
（1）本实用新型所述装置工艺简单、操作方便、效率高、无污染、能耗低，过程清洁以及半连续生产的优点；使得生物柴油提纯中期和后期均无污染物产生，得到的生物柴油纯度为98.2%以上；
（2）本实用新型所述装置设定主反应罐反应时间和两级沉淀罐中上下两级沉淀时间相同，保证了整个系统处于半连续而非间歇式生产状态，提高了生产效率；
（3）加入系统的固体反应物质反应完后与工厂中之前制备植物油时压榨后留下的油粨一起，经过混合，压榨，制粒成燃料，燃料的热值为3000kcal/kg以上，使得整个系统废物全部回收利用，排放零污染。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图中：1－进料口Ⅰ；2－进料口Ⅱ；3－进料口Ⅲ；4－传送带；5－混合器；6－阀门Ⅰ；7－反应罐；8－泵Ⅰ；9－管道Ⅰ；10－阀门Ⅱ；11－阀门Ⅲ；12－泵Ⅱ；13－压榨机；14－混合器；15－管道Ⅱ；16－泵Ⅲ；17－管道Ⅲ；18－缓冲罐；19－制粒机；20－上级沉淀罐；21－出口Ⅰ；22－出口Ⅱ；23－两级沉淀罐；24－阀门Ⅳ；25－阀门Ⅴ；26－下级沉淀罐；27－阀门Ⅵ；28－阀门Ⅶ；29－过滤器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明，但本实施例的保护范围并不限于所述内容。
实施例1
本实施例所述提纯生物柴油的装置包括：进料口Ⅰ1、进料口Ⅱ2、进料口Ⅲ3、传送带4、混合器5、阀门Ⅰ6、反应罐7、泵Ⅰ8、管道Ⅰ9、阀门Ⅱ10、阀门Ⅲ11、泵Ⅱ12、压榨机13、混合器14、管道Ⅱ15、泵Ⅲ16、管道Ⅲ17、缓冲罐18、制粒机19、上级沉淀罐20、出口Ⅰ21、出口Ⅱ22、两级沉淀罐23、阀门Ⅳ24、阀门Ⅴ25、下级沉淀罐26、阀门Ⅵ27、阀门Ⅶ28、过滤器29；进料口Ⅰ1、进料口Ⅱ2、进料口Ⅱ3均位于传送带4的上方；传送带4的出口与混合器5的入口连通，混合器5的出口与反应罐7相连通；反应罐7底部斜面开口经阀门Ⅱ10、泵Ⅱ12接入两级沉淀罐23，两级沉淀罐23分为上级沉淀罐20和下级沉淀罐26，上级沉淀罐20的下端设有出口Ⅰ21，出口Ⅰ21通过泵Ⅲ16、管道Ⅲ17和反应罐7连通；下级沉淀罐26的下端出口通过泵Ⅲ16、管道Ⅲ17和反应罐7连通；下级沉淀罐26的底部斜面开口经阀门Ⅶ28和过滤器29的入口相连通，过滤器29的一个出口通过管道Ⅱ15与反应罐7接通；反应罐7的下端通过阀门Ⅲ11控制和压榨机13的入口接通，压榨机13、混合器14、缓冲罐18、制粒机19依次连通（如图1所示）。
本实施例所述上级沉淀罐20的底部斜面上设有出口Ⅱ22，通过阀门Ⅳ24控制。
本实施例所述过滤器29设有一个与纯净生物柴油收集处相连通的出口。
本实施例所述反应罐7自带搅拌装置和加热装置。
本实施例所述提纯生物柴油的装置的使用过程包括以下步骤： 按玉米芯0.2%、木屑0.15%和白土0.1%的比例，分别由进料口Ⅰ1、进料口Ⅱ2、进料口Ⅲ3落到传送带4上，送入混合器5中与粗生物柴油进行预混，打开阀门Ⅰ6，将预混好的混合物放入反应罐7中，控制温度为50℃，在搅拌器的作用下，混合物进一步接触反应，反应时间为10分钟；主提纯反应完成后，打开阀门Ⅱ10，反应罐7中带悬浮物的生物柴油经泵Ⅱ12送入两级沉淀罐23中，在上级沉淀罐20中沉淀10分钟后，打开阀门Ⅳ24，液体部分由管Ⅱ22放出至下级沉淀罐26中，打开阀门Ⅴ25，上级沉淀罐20中沉淀下来的固体部分经管Ⅰ21由泵Ⅲ16泵回主反应罐7中，下级沉淀罐26中继续沉淀10分钟后，打开阀门Ⅶ28，液体部分进入过滤器29进行过滤，过滤得到纯净生物柴油和小部分杂质，得到的生物柴油纯度为98.23%由过滤器29排出，过滤出的杂质经管Ⅱ15再次回到主反应罐7中，打开阀门Ⅵ27，二级沉淀罐中固体部分进入管道Ⅲ17，由泵Ⅲ16泵回主反应罐7中；而主反应罐中反应完的固体物质进入压榨机13，经过压榨，分离出的生物柴油由泵Ⅰ8再次泵入主反应罐7，干固体部分进入混合器14，同时由外部连续经管Ⅰ9加入棉籽油粨，棉籽油粨和干固体部分以1:1比例混合均匀后进入缓冲罐18，然后进入制粒机19中制成颗粒状，此颗粒状燃料热值为3624kcal/kg。
实施例 2
提纯生物柴油的装置，所述装置包括：进料口Ⅰ1、进料口Ⅱ2、进料口Ⅲ3、传送带4、混合器5、阀门Ⅰ6、反应罐7、泵Ⅰ8、管道Ⅰ9、阀门Ⅱ10、阀门Ⅲ11、泵Ⅱ12、压榨机13、混合器14、管道Ⅱ15、泵Ⅲ16、管道Ⅲ17、缓冲罐18、制粒机19、上级沉淀罐20、出口Ⅰ21、出口Ⅱ22、两级沉淀罐23、阀门Ⅳ24、阀门Ⅴ25、下级沉淀罐26、阀门Ⅵ27、阀门Ⅶ28、过滤器29；进料口Ⅰ1、进料口Ⅱ2、进料口Ⅱ3均位于传送带4的上方；传送带4的出口与混合器5的入口连通，混合器5的出口与反应罐7相连通；反应罐7底部斜面开口经阀门Ⅱ10、泵Ⅱ12接入两级沉淀罐23，两级沉淀罐23分为上级沉淀罐20和下级沉淀罐26，上级沉淀罐20的下端设有出口Ⅰ21，出口Ⅰ21通过泵Ⅲ16、管道Ⅲ17和反应罐7连通；下级沉淀罐26的下端出口通过泵Ⅲ16、管道Ⅲ17和反应罐7连通；下级沉淀罐26的底部斜面开口经阀门Ⅶ28和过滤器29的入口相连通，过滤器29的一个出口通过管道Ⅱ15与反应罐7接通；反应罐7的下端通过阀门Ⅲ11控制和压榨机13的入口接通，压榨机13、混合器14、缓冲罐18、制粒机19依次连通。
本实施例所述提纯生物柴油的装置的使用过程包括以下步骤：按玉米芯0.3%、木屑0.2%和白土0.5%的比例，分别由进料口Ⅰ1、进料口Ⅱ2、进料口Ⅲ3落到传送带4上，送入混合器5中与粗生物柴油进行预混，打开阀门Ⅰ6，将预混好的混合物放入反应罐7中，控制温度为60℃，在搅拌器的作用下，混合物进一步接触反应，反应时间为15分钟；主提纯反应完成后，打开阀门Ⅱ10，反应罐7中带悬浮物的生物柴油经泵Ⅱ12送入两级沉淀罐23中，在上级沉淀罐20中沉淀15分钟后，打开阀门Ⅳ24，液体部分由管Ⅱ22放出至下级沉淀罐26中，打开阀门Ⅴ25，上级沉淀罐20中沉淀下来的固体部分经管Ⅰ21由泵Ⅲ16泵回主反应罐7中，下级沉淀罐26中继续沉淀15分钟后，打开阀门Ⅶ28，液体部分进入过滤器29进行过滤，过滤得到纯净生物柴油和小部分杂质，得到的生物柴油纯度为98.86%由过滤器29排出，过滤出的杂质经管Ⅱ15再次回到主反应罐7中，打开阀门Ⅵ27，二级沉淀罐中固体部分进入管道Ⅲ17，由泵Ⅲ16泵回主反应罐7中；而主反应罐中反应完的固体物质进入压榨机13，经过压榨，分离出的生物柴油由泵Ⅰ8再次泵入主反应罐7，干固体部分进入混合器14，同时由外部连续经管Ⅰ9加入油桐籽油粨，油桐籽油粨和干固体部分以1:1比例混合均匀后进入缓冲罐18，然后进入制粒机19中制成颗粒状，此颗粒状燃料热值为3385kcal/kg。
实施例 3
本实施例所述提纯生物柴油的装置包括：进料口Ⅰ1、进料口Ⅱ2、进料口Ⅲ3、传送带4、混合器5、阀门Ⅰ6、反应罐7、泵Ⅰ8、管道Ⅰ9、阀门Ⅱ10、阀门Ⅲ11、泵Ⅱ12、压榨机13、混合器14、管道Ⅱ15、泵Ⅲ16、管道Ⅲ17、缓冲罐18、制粒机19、上级沉淀罐20、出口Ⅰ21、出口Ⅱ22、两级沉淀罐23、阀门Ⅳ24、阀门Ⅴ25、下级沉淀罐26、阀门Ⅵ27、阀门Ⅶ28、过滤器29；进料口Ⅰ1、进料口Ⅱ2、进料口Ⅱ3均位于传送带4的上方；传送带4的出口与混合器5的入口连通，混合器5的出口与反应罐7相连通；反应罐7底部斜面开口经阀门Ⅱ10、泵Ⅱ12接入两级沉淀罐23，两级沉淀罐23分为上级沉淀罐20和下级沉淀罐26，上级沉淀罐20的下端设有出口Ⅰ21，出口Ⅰ21通过泵Ⅲ16、管道Ⅲ17和反应罐7连通；下级沉淀罐26的下端出口通过泵Ⅲ16、管道Ⅲ17和反应罐7连通；下级沉淀罐26的底部斜面开口经阀门Ⅶ28和过滤器29的入口相连通，过滤器29的一个出口通过管道Ⅱ15与反应罐7接通；反应罐7的下端通过阀门Ⅲ11控制和压榨机13的入口接通，压榨机13、混合器14、缓冲罐18、制粒机19依次连通。
本实施例所述上级沉淀罐20的底部斜面上设有出口Ⅱ22，通过阀门Ⅳ24控制。
本实施例所述过滤器29设有一个与纯净生物柴油收集处相连通的出口。
按花生壳0.15%、刨花0.27%和白土0.8%的比例，分别由进料口Ⅰ1、进料口Ⅱ2、进料口Ⅱ3落到传送带4上，送入混合器5中与粗生物柴油进行预混，打开阀门6，将预混好的混合物放入反应罐7中，控制温度为65℃，在搅拌器的作用下，混合物进一步接触反应，反应时间为15分钟；主提纯反应完成后，打开阀门10，反应罐7中带悬浮物的生物柴油经泵12送入两级沉淀罐23中，在上级沉淀罐20中沉淀15分钟后，打开阀门24，液体部分由管22放出至下级沉淀罐26中，打开阀门25，上级沉淀罐20中沉淀下来的固体部分经管21由泵16泵回主反应罐7中，下级沉淀罐26中继续沉淀15分钟后，打开阀门28，液体部分进入过滤器29进行过滤，过滤得到纯净生物柴油和小部分杂质，得到的生物柴油纯度为98.4%由过滤器29排出，过滤出的杂质经管15再次回到主反应罐7中，打开阀门27，二级沉淀罐中固体部分进入管道17，由16泵回主反应罐7中；而主反应罐中反应完的固体物质进入压榨机13，经过压榨，分离出的生物柴油由泵8再次泵入主反应罐7，干固体部分进入混合器14，同时由外部连续经管9加入油桐籽油粨，油桐籽油粨和干固体部分以1:1比例混合均匀后进入缓冲罐1，然后进入制粒机19中制成颗粒状，此颗粒状燃料热值为3210kcal/kg。
Claims (4)
1.一种提纯生物柴油的装置，其特征在于：所述装置包括：进料口Ⅰ（1）、进料口Ⅱ（2）、进料口Ⅲ（3）、传送带（4）、混合器（5）、阀门Ⅰ（6）、反应罐（7）、泵Ⅰ（8）、管道Ⅰ（9）、阀门Ⅱ（10）、阀门Ⅲ（11）、泵Ⅱ（12）、压榨机（13）、混合器（14）、管道Ⅱ（15）、泵Ⅲ（16）、管道Ⅲ（17）、缓冲罐（18）、制粒机（19）、上级沉淀罐（20）、出口Ⅰ（21）、出口Ⅱ（22）、两级沉淀罐（23）、阀门Ⅳ（24）、阀门Ⅴ（25）、下级沉淀罐（26）、阀门Ⅵ（27）、阀门Ⅶ（28）、过滤器（29）；进料口Ⅰ（1）、进料口Ⅱ（2）、进料口Ⅱ（3）均位于传送带（4）的上方；传送带（4）的出口与混合器（5）的入口连通，混合器（5）的出口与反应罐（7）相连通；反应罐（7）底部斜面开口经阀门Ⅱ（10）、泵Ⅱ（12）接入两级沉淀罐（23），两级沉淀罐（23）分为上级沉淀罐（20）和下级沉淀罐（26），上级沉淀罐（20）的下端设有出口Ⅰ（21），出口Ⅰ（21）通过泵Ⅲ（16）、管道Ⅲ（17）和反应罐（7）连通；下级沉淀罐（26）的下端出口通过泵Ⅲ（16）、管道Ⅲ（17）和反应罐（7）连通；下级沉淀罐（26）的底部斜面开口经阀门Ⅶ（28）和过滤器（29）的入口相连通，过滤器（29）的一个出口通过管道Ⅱ（15）与反应罐（7）接通；反应罐（7）的下端通过阀门Ⅲ（11）控制和压榨机（13）的入口接通，压榨机（13）、混合器（14）、缓冲罐（18）、制粒机（19）依次连通。
2.根据权利要求1所述的提纯生物柴油的装置，其特征在于：所述上级沉淀罐（20）的底部斜面上设有出口Ⅱ（22），通过阀门Ⅳ（24）控制。
3.根据权利要求1所述的提纯生物柴油的装置，其特征在于：所述过滤器（29）设有一个与纯净生物柴油收集处相连通的出口。
4.根据权利要求1所述的提纯生物柴油的装置，其特征在于：本实用新型所述反应罐（7）自带搅拌装置和加热装置。
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