CN205353787U - 用于生物柴油和甘油连续分离的管道式可视液位控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于生物柴油分离领域，具体涉及一种用于生物柴油和甘油连续分离的管道式可视液位控制装置，包括液位控制开关、可视化管道视盅，其特征在于，所述的液位控制开关为密度不同的生物柴油浮球开关和甘油浮球开关，液位控制开关设置于可视化管道视盅内；甘油浮球开关与第一继电器和第一固态继电器串联连接，第一固态继电器与第一高温电磁阀和第一抽液泵串联连接；生物柴油浮球开关与第二继电器和第二固态继电器串联连接，第二固态继电器与第二高温电磁阀和第二抽液泵串联连接。本实用新型结构简单，操作方便；节省人力，效率高；自动化程度高，实现生物柴油和甘油连续分离的精确控制；分离效果好，并能实时观察生物柴油和甘油相液位变化。

Description

用于生物柴油和甘油连续分离的管道式可视液位控制装置

技术领域

本实用新型属于生物柴油分离领域，具体涉及一种用于生物柴油和甘油连续分离的管道式可视液控制装置。

背景技术

生物柴油因其良好的生物降解性、环境友好性和可再生性而被称为“液体太阳能”，被认为是最有价值的液体生物质能源之一。目前，主要通过低碳醇的甲氧基取代油脂主要成分甘油三酯上甘油基的酯交换反应获得，同时脱离的甘油基与甲醇剩余的氢结合生成甘油，其生成量约为生物柴油的1/10。然而，生物柴油中存在浓度过高的甘油不仅会使发动机内与之接触的橡胶零件如燃油管、密封圈和橡胶膜等逐渐降解，而且在油箱中储存过久还会生成沉淀，形成黏稠的混合物，进而堵塞发动机过滤器，使发动机难以正常启动。另外，甘油的存在也不利于正向反应的进行，影响生物柴油的转化效率，所以，必须将其从反应过程中分离出去。

目前，分离生物柴油和副产物甘油主要采用离心分离和沉降分离，其中离心分离为动设备，能连续、快速的完成分离。但需要消耗大量的能量，且离心机操作复杂，维护成本高。另外，普通离心机分离粘度较大的甘油副产物效果较差，若采用昂贵的高速离心机则会增加成本，降低生物柴油的市场竞争力。所以，大部分生产企业仍采用传统的沉降分离法，并对重力沉降分离只能进行批量生产，不能连续分离的缺点进行了改进。如中国实用新型专利（公布号：CN103013673A）公开了一种生物柴油生产甘油连续分离方法与装置，包括液体分布器、冷凝回流器、防震腔、一级沉降腔、一级水浴控温区、二级沉降腔、二级水浴温控区、分液器、生物柴油出口、甘油出口。通过连续沉降和控温方式，待分液器充满时，打开生物柴油出口和甘油出口并调节甘油相液体流量使分液器甘油相页面高度达到平衡。该方法可以实现生物柴油的连续分离，甘油分离程度高，操作也比较方便。但存在以下不足：密闭罐体很难观察到内部液位变化，难以确定混合液何时流入沉降腔和分液器内甘油相液面高度是否达到平衡；需要人员不断的进行液位监测，调节分布器内甘油相液位，自动化程度低，工作效率低。中国实用新型专利（公布号：CN201121181Y）公开了一种用于生物柴油和甘油的连续化分离装置，包括分离室、重相暂存室和轻相暂存室，并用导流管将分离室与重相暂存室和轻相暂存室联通，分离室顶部开设物料进料口和轻相溢流口，分离室底部留有排污口，内部设有多重格栅，同时，为了便于观察内部液位，在轻相暂存室上设有液位观测视镜。该装置结构简单，成本低，可以进行连续化的分离操作。其不足之处在于：重相暂存室没有液位观察视镜，难以确定其内部甘油相液位，随着液位的增加，容易导致甘油相进入轻相分离室，影响分离效果；虽然分离室和轻相暂存室安装有观测视镜，能够进行观察，但不能进行自动控制，液位高度调节需要人员不停进行手动操作，工作效率低下，且容易发生问题。中国实用新型专利（公告号：CN202909491U）公开了一种用于生物柴油生产的连续分离装置，包括分离罐，顶部设有轻相出口，底部设有重相出口，内部填有亲水性填料，并在重相沉积部分设有液位计以观察液位高度。该装置利用亲水性填料对混合液体中甘油和酸性废水等亲水性组分进行吸附，然后利用密度的不同，在重力的作用下实现生物柴油与甘油的分离。该方法操作简单，设备投入小，可以连续进行分离操作。缺点是:设置的液位计只能用于观察，不能进行自动控制，液位高度需要手动进行液位调节，工作效率低下。中国专利（公告号：CN201068443Y）公开了生物柴油生产过程中的甘油分离装置，该装置在生物柴油反应釜底部设甘油出料管，通过阀门与甘油分离罐进行连接，并在甘油分离罐和反应釜之间设立生物柴油回流管，从而实现定时定量或连续地将反应过程中生成的甘油分离出去。该装置在反应过程中将甘油除去，利于正向反应的进行，能够提高生物柴油的转化效率。缺点是：甘油分离罐没有液位观察视镜或液位计，无法确定合适进行放液，存在因放液不及时而导致部分甘油通过生物柴油回流管进入反应釜，影响生物柴油的转化效率的隐患；需要手动进行阀门的开启和关闭，不能进行自动放液，自动化程度低，人员手动操作，工作效率低且不利于大规模工业生产。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种结构简单，工作效率高，能够对生物柴油和甘油分离过程进行实时展示的用于生物柴油和甘油连续分离的管道式可视液位控制装置。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型所采取的技术方案为：用于生物柴油和甘油连续分离的管道式可视液位控制装置，包括液位控制开关、可视化管道视盅，其特征在于，所述的液位控制开关为密度不同的生物柴油浮球开关和设置于生物柴油浮球开关下方的甘油浮球开关，液位控制开关设置于可视化管道视盅内，生物柴油浮球和甘油浮球开关可上下活动使得生物柴油浮球开关和甘油浮球开关接通或断开；可视化管道视盅顶端与生物柴油和甘油分离罐上部连通，可视化管道视盅底部与生物柴油和甘油分离罐下部连通；甘油浮球开关与第一继电器和第一固态继电器串联连接，第一固态继电器与第一高温电磁阀和第一抽液泵串联连接；生物柴油浮球开关与第二继电器和第二固态继电器串联连接，第二固态继电器与第二高温电磁阀和第二抽液泵串联连接。

前述的用于生物柴油和甘油连续分离的管道式可视液位控制装置，甘油浮球开关和生物柴油浮球开关并联在内设电磁开关的不锈钢柱上，密度较大的甘油浮球的密度略小于甘油密度，但大于生物柴油密度；密度较小的生物柴油浮球的密度略小于生物柴油密度。

前述的用于生物柴油和甘油连续分离的管道式可视液位控制装置，可视化管道视盅顶端设有液位控制开关接口和上部连通管接口，上部连通管接口与生物柴油和甘油分离罐上部连通；可视化管道视盅底部的法兰盖上设有下部连通管接口，通过下部连通管接口与生物柴油和甘油分离罐下部连通。

前述的用于生物柴油和甘油连续分离的管道式可视液位控制装置，第一继电器和第二继电器、开关电源和第一固态继电器、第二固态继电器组成电路控制系统，其中第一继电器和第二继电器分别控制第一固态继电器和第二固态继电器的闭合，由开关电源对第一继电器和第二继电器供电；第一耐高温电磁阀、第二耐高温电磁阀和第一抽液泵、第二抽液泵组成自动放液系统，耐高温电磁阀为常闭电磁阀，由固态继电器控制通断；耐高温电磁阀位于抽液泵上游，与抽液泵同时进行工作。

前述的用于生物柴油和甘油连续分离的管道式可视液位控制装置，可视化管道视盅的玻璃筒和法兰封头通过紧固螺杆进行紧固，法兰封头分别位于可视化管道视盅下部及上部，紧固螺杆连接可视化管道视盅下部及上部的法兰封头，玻璃筒位于紧固螺杆内侧。

前述的用于生物柴油和甘油连续分离的管道式可视液位控制装置，开关电源与第一继电器和第二继电器并联连接。

本实用新型的工作原理：随着分离罐内液位升高，浮球不断上升，当液位达到设定高度时，浮球开关闭合，继而小型继电器通电吸合，接通固态继电器。固态继电器吸合后，电磁阀通电开启，抽液泵工作，从而将甘油和生物柴油抽出。其中，由于甘油量仅为生物柴油的1/10，故两者电磁阀和抽液泵开启为分开控制。当液位下降，浮球与内置电磁铁脱离后，电路自动断电，电磁继电器、固态继电器、耐高温电磁阀和抽液泵停止工作。通过浮球随液位的上升和下降，实现电磁阀和抽液泵的开启与关闭，达到自动控制液位的目的。而浮球开关位于玻璃筒内，不仅能够直接观察到液位变化和浮球的工作情况，而且可以有效的避免因进料引起液位波动而导致控制波动问题的发生。

本实用新型的有益效果是：结构简单，操作方便；不需手动操作，节省人力，工作效率高；自动化程度高，可实现生物柴油和甘油连续分离的精确控制；分离效果好，并能实时观察生物柴油和甘油相液位变化。

附图说明：

图1为本实用新型一种用于生物柴油和甘油连续分离的管道式可视液位控制装置示意图。

图2为本实用新型管道式可视液位控制装置结构图。

附图标记说明：1、生物柴油与甘油分离罐，2、可视化管道视盅，3、液位控制开关，4、第一高温电磁阀，5、第一抽液泵，6、第一继电器，7、第一固态继电器，8、开关电源，9、第二继电器，10、第二固态继电器，11、第二高温电磁阀，12、第二抽液泵，13、紧固螺杆，14、法兰封头，15、法兰盖，16、上部连通管接口，17、液位控制开关接口，18、下部连通管接口，19、玻璃筒，20、生物柴油浮球开关，21、甘油浮球开关。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行说明。

图1为本实用新型一种用于生物柴油和甘油连续分离的管道式可视液位自动控制装置示意图。图2为本实用新型管道式可视液位自动控制装置结构图。

一种用于生物柴油和甘油连续分离的管道式可视液位自动控制装置，包括液位控制开关3、可视化管道视盅2、电路控制系统、自动放液系统。管道视盅与生物柴油和甘油分离罐连通，其液位即为内部生物柴油和甘油的实际液位。所述液位控制开关为密度不同的2个不锈钢浮球开关，浮球固定在一根内置电磁开关的不锈钢柱上，浮球内置磁铁，不锈钢没有磁性，不锈钢柱内设铁质活动开关（即电磁开关），活动开关平时是断开的，浮球上浮则将其吸合，电路连通，下降则断开，电路也断路。电磁开关的位置均位于不锈钢柱上部，不锈钢柱上每个浮球的活动范围内上下都有拦阻板固定，具体的开关位置是以设定的分离罐内部在哪个位置放液而定，但均位于不锈钢柱的上端，平时浮球由于自身重力是落在各自下端的拦阻板上的。密度大的甘油浮球在下边，其浮球密度为略小于甘油密度，但大于生物柴油密度；密度小的生物柴油浮球在上边，其浮球密度为略小于生物柴油密度。每个浮球活动距离依据实际需要进行设置，以满足生物柴油和甘油分离要求为准。所述可视化管道视盅两端连接不锈钢法兰，不锈钢法兰盖上设有液位控制开关接口17和与罐体连接管螺纹接口（即上部连通管接口16和下部连通管接口18），底部设有的下部连通管接口18与生物柴油与甘油分离罐连通，以实现压力平衡，准确显示内部液位变化。上、下不锈钢法兰之间为透明耐高温硼硅酸玻璃筒19，通过紧固螺杆13与法兰封头14和法兰盖15进行连接固定，玻璃筒、法兰封头、法兰盖和紧固螺杆组成可视化管道视盅。所述电路控制系统由小型继电器，开关电源和固态继电器组成，其中小型继电器（如HH54P)为电压过渡，控制固态继电器的闭合，由开关电源对其供电。所述自动放液系统由耐高温电磁阀和抽液泵组成，其中耐高温电磁阀为常闭电磁阀，由固态继电器控制通断，电磁阀位于抽液泵上游，与抽液泵同时进行工作。

如图1-2所示，本实用新型中生物柴油和甘油连续分离的管道式可视液位自动控制装置，包括可视化管道视盅2、第一继电器6和第二继电器9及其配套的开关电源8、第一固态继电器7和第二固态继电器10、第一高温电磁阀4和第二高温电磁阀11，第一抽液泵5和第二抽液泵12。可视化管道视盅2顶端设有液位控制开关接口17和上部连通管接口16，上部连通管接口16与生物柴油和甘油分离罐1上部连通；可视化管道视盅2底部的法兰盖15上设有下部连通管接口18，通过下部连通管接口18与生物柴油和甘油分离罐1下部连通；甘油浮球开关21和生物柴油浮球开关20并联在一根不锈钢柱上，且与可视化管道视盅2顶端的液位控制开关接口17连接；可视化管道视盅2的玻璃筒19和法兰封头14通过紧固螺杆13进行紧固，法兰封头14和法兰盖15同时位于可视化管道视盅下部和上部，法兰盖位于法兰封头的下方或上方且位于整个装置的最下端或最上端，紧固螺杆13连接可视化管道视盅下部及上部的法兰封头14，玻璃筒19位于紧固螺杆内侧；所述的紧固螺杆前后左右对称设置为4个，甘油浮球开关21和生物柴油浮球开关20设置于可视化管道视盅2内；甘油浮球开关21和生物柴油浮球开关20均为磁性开关。甘油浮球开关21的导线与第一继电器6和第一固态继电器7串联连接，第一固态继电器7与第一高温电磁阀4和第一抽液泵5串联连接；生物柴油浮球开关20的导线与第二继电器9和第二固态继电器10串联连接，第二固态继电器10与第二高温电磁阀11和第二抽液泵12串联连接；开关电源8与第一继电器6和第二继电器9并联连接，开关电源与第一继电器串联，开关电源与第二继电器串联，第一继电器和第二继电器并联）。

使用的玻璃筒可以是钢化玻璃、石英玻璃和高硼硅玻璃中的一种。使用的不锈钢法兰封头和法兰盖也可以是碳钢、铬钢、锰钢、硼钢、硅锰钢、铬镍钢等。使用的电磁阀也可以是用电动机、电磁阀或其他电气装置操纵的阀门，或是借助液体(水、油等液体介质)或空气操纵的阀门。

结合图1和图2简述本实用新型的工作过程如下：

随着生物柴油和甘油分离罐1内液位不断升高，生物柴油浮球受到生物柴油的浮力而持续上升，升至设定位置后，生物柴油浮球开关20吸合，继而第二继电器9吸合，第二固态继电器10接通，第二高温电磁阀11和第二抽液泵12开始工作。当第二高温电磁阀11和第二抽液泵12工作一段时间后，生物柴油和甘油分离罐1内部生物柴油液面下降，生物柴油浮球随液面下降，当生物柴油浮球与不锈钢柱内部磁性开关的磁性弹片脱离后，生物柴油浮球开关20断开，第二继电器9断开，第二固态继电器10断路，第二高温电磁阀11和第二抽液泵12停止工作。当下部甘油液面升至设定位置时，甘油浮球上升，甘油浮球与不锈钢柱内部磁性开关的磁性弹片贴合，甘油浮球开关21闭合，继而第一继电器6吸合，第一固态继电器7接通，第一高温电磁阀4和第一抽液泵5开始工作。当第一高温电磁阀4和第一抽液泵5工作一段时间后，甘油层液面下降，甘油浮球开关21断开，第一继电器6断路，第一固态继电器7断开，第一高温电磁阀4和第一抽液泵5停止工作。随着浮球开关的不断闭合与断开，高温电磁阀和抽液泵不断启动和关闭，从而实现对生物柴油和甘油液位的自动控制，达到生物柴油和甘油自动分离的目的。而浮球开关位于玻璃筒内，可以直观的看到生物柴油和甘油分离罐内液位变化以及浮球开关的实际工作情况，实现了液位自动控制过程中的可视化监测。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.用于生物柴油和甘油连续分离的管道式可视液位控制装置，包括液位控制开关、可视化管道视盅，其特征在于，所述的液位控制开关为密度不同的生物柴油浮球开关和设置于生物柴油浮球开关下方的甘油浮球开关，液位控制开关设置于可视化管道视盅内，生物柴油浮球和甘油浮球开关可上下活动使得生物柴油浮球开关和甘油浮球开关接通或断开；可视化管道视盅顶端与生物柴油和甘油分离罐上部连通，可视化管道视盅底部与生物柴油和甘油分离罐下部连通；甘油浮球开关与第一继电器和第一固态继电器串联连接，第一固态继电器与第一高温电磁阀和第一抽液泵串联连接；生物柴油浮球开关与第二继电器和第二固态继电器串联连接，第二固态继电器与第二高温电磁阀和第二抽液泵串联连接；甘油浮球开关和生物柴油浮球开关并联在内设电磁开关的不锈钢柱上。

2.根据权利要求1所述的用于生物柴油和甘油连续分离的管道式可视液位控制装置，其特征在于，所述甘油浮球开关密度小于甘油密度而大于生物柴油密度；生物柴油浮球开关密度小于生物柴油密度。

3.根据权利要求1所述的用于生物柴油和甘油连续分离的管道式可视液位控制装置，其特征在于，可视化管道视盅顶端设有液位控制开关接口和上部连通管接口，上部连通管接口与生物柴油和甘油分离罐上部连通；可视化管道视盅底部的法兰盖上设有下部连通管接口，通过下部连通管接口与生物柴油和甘油分离罐下部连通。

4.根据权利要求1所述的用于生物柴油和甘油连续分离的管道式可视液位控制装置，其特征在于，第一继电器和第二继电器、开关电源和第一固态继电器、第二固态继电器组成电路控制系统，其中第一继电器和第二继电器分别控制第一固态继电器和第二固态继电器的闭合，由开关电源对第一继电器和第二继电器供电；第一耐高温电磁阀、第二耐高温电磁阀和第一抽液泵、第二抽液泵组成自动放液系统，耐高温电磁阀为常闭电磁阀，由固态继电器控制通断；耐高温电磁阀位于抽液泵上游，与抽液泵同时进行工作。

5.根据权利要求1所述的用于生物柴油和甘油连续分离的管道式可视液位控制装置，其特征在于，可视化管道视盅的玻璃筒和法兰封头通过紧固螺杆进行紧固，法兰封头分别位于可视化管道视盅下部及上部，紧固螺杆连接可视化管道视盅下部及上部的法兰封头，玻璃筒位于紧固螺杆内侧。

6.根据权利要求4所述的用于生物柴油和甘油连续分离的管道式可视液位控制装置，其特征在于，开关电源与第一继电器和第二继电器并联连接。