CN220393753U - 酶法预处理废弃动植物油脂生产生物航煤原料的酶反应罐 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了酶法预处理废弃动植物油脂生产生物航煤原料的酶反应罐，属于生物航煤技术领域，所述酶反应罐从酸反应罐接出，酶反应罐罐壁采用三层结构，内层为反应腔室、内层与中间层之间形成加热腔室、中间层与外层之间形成真空状态的保温腔室，所述反应腔室接入有从酸反应罐接出的油脂输入管、接出有油脂输出管和排渣管，所述加热腔室接入有蒸汽输入管、接出有蒸汽输出管，所述反应腔室还连接有循环管。本实用新型结构简单、设计科学合理，使用方便，采用酶反应罐对动植物油脂中的金属阳离子和非金属阴离子进行预处理，以保证后续生产出的生物航煤符合生产标准。
Description
技术领域
本实用新型属于生物航煤技术领域，具体涉及酶法预处理废弃动植物油脂生产生物航煤原料的酶反应罐。
背景技术
生物航煤原料，简称生物航煤，是指以可再生资源作为生产原料的航空煤油，原料的主要来源包括餐饮废油、动植物油脂、农林废弃物等。与石油基航煤等传统化石燃料制造的航煤相比，生物航煤燃烧虽然也会排放二氧化碳，但是其生产原材料在生长过程中可以吸收二氧化碳，在生产过程中除了精炼环节外，几乎不额外耗能，因此全周期中可以减少约50％的二氧化碳排放量。而且这样生产出来的生物航煤不需要对现有的飞机发动机进行改造，节省人力物力。
动植物油脂作为生物航煤生产的主要原料，但动植物油脂中杂质多种，特别是含有各种金属阳离子和非金属阴离子。由于大颗粒金属杂质会对航空发动机造成损伤，航空煤油对金属阳离子的要求格外苛刻，20多种金属阳离子含量都要控制在百万分之一的水平。比如，成品的生物航煤对铁离子的含量要求是在0.1PPM以下，相当于每千克生物航煤中铁离子的含量不得超过0.1毫克。除此之外，非金属阴离子大多以有机胶质存在于动植物油脂中，极难去除，致使氯离子难以达到10ppm以内、磷离子难以达到2ppm以内，同时硅离子和硫离子也难以满足生产生物航煤原料的要求。然而通过酶的生化反应可有效脱除有机胶质形式存在的各种非金属阴离子，并且在此过程中有机胶质还与金属阳离子形成螯合物，使金属阳离子一并脱除。由酶生化反应的特殊性，未出现对应的酶反应罐，已成为所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题。
因此，本实用新型提供了酶法预处理废弃动植物油脂生产生物航煤原料的酶反应罐，以至少解决上述部分技术问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供酶法预处理废弃动植物油脂生产生物航煤原料的酶反应罐，以至少解决上述部分技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
酶法预处理废弃动植物油脂生产生物航煤原料的酶反应罐，所述酶反应罐从酸反应罐接出，酶反应罐罐壁采用三层结构，内层为反应腔室、内层与中间层之间形成加热腔室、中间层与外层之间形成真空状态的保温腔室，所述反应腔室接入有从酸反应罐接出的油脂输入管、接出有油脂输出管和排渣管，所述加热腔室接入有蒸汽输入管、接出有蒸汽输出管，所述反应腔室还连接有循环管。
进一步地，所述油脂输入管从反应腔室下部接入，所述油脂输出管从反应腔室上部接出，油脂输入管上设有油脂输入泵和油脂输入阀，油脂输出管上设有油脂输出泵和油脂输出阀。
进一步地，所述循环管从反应腔室上部接出并接入反应腔室中部，循环管上设有循环泵、循环阀门和流量计。
进一步地，所述蒸汽输入管从加热腔室下部接入，所述蒸汽输出管从加热腔室顶部接出，蒸汽输入管上设有蒸汽输入阀，蒸汽输出管上设有蒸汽输出阀。
进一步地，所述加热腔室内设有第一温度计，蒸汽输出管内设有第二温度计。
进一步地，所述反应腔室内设有搅拌器，搅拌器包括与驱动电机相连接的搅拌轴、以及设于搅拌轴上的若干个错位分布的搅拌桨叶。
进一步地，所述反应腔室内设有液位计。
进一步地，所述反应腔室内设有一道滤网，滤网位于油脂输入管上方和油脂输出管下方。
进一步地，所述反应腔室底部为倒三角，排渣管从倒三角底部接出，排渣管上设有排渣阀门和排渣泵。
进一步地，所述加热腔室底部为倒三角，加热腔室底部连接有排水管，排水管上设有排水阀。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型结构简单、设计科学合理，使用方便，采用酶反应罐对动植物油脂中的金属阳离子和非金属阴离子进行预处理，以保证后续生产出的生物航煤符合生产标准。所述酶反应罐罐壁采用三层结构，内层为反应腔室，用于动植物油脂与酶的生化反应；内层与中间层之间形成加热腔室，用于充入蒸汽以保证酶反应罐反应温度需要；中间层与外层之间形成保温腔室，抽真空，一方面起保温作用以节能，另一方面保证外层用手触碰不会烫手，防止操作员烫伤。所述酶反应罐连接有排渣管和循环管，排渣管便于在反应结束后初步去除油水分离的水溶性杂质，而循环管的循环作用可保证酶反应的尽可能充分，可大大提高预处理效率。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
其中，附图标记对应的名称为：
1-酶反应罐，2-油脂输入管，3-油脂输出管，4-排渣管，5-蒸汽输入管，6-蒸汽输出管，7-循环管，8-第一温度计，9-第二温度计，10-搅拌器，11-反应腔室，12-加热腔室，13-保温腔室，14-液位计，15-滤网，21-油脂输入泵，22-油脂输入阀，31-油脂输出泵，32-油脂输出阀，41-排渣阀门，42-排渣泵，51-蒸汽输入阀，61-蒸汽输出阀，71-循环泵，72-循环阀门，73-流量计，101-搅拌轴，102-搅拌桨叶，121-排水管，122-排水阀。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1所示，本实用新型提供的酶法预处理废弃动植物油脂生产生物航煤原料的酶反应罐，所述酶反应罐1从酸反应罐接出，其特征在于，酶反应罐1罐壁采用三层结构，内层为反应腔室11、内层与中间层之间形成加热腔室12、中间层与外层之间形成真空状态的保温腔室13，所述反应腔室11接入有从酸反应罐接出的油脂输入管2、接出有油脂输出管3和排渣管4，所述加热腔室12接入有蒸汽输入管5、接出有蒸汽输出管6，所述反应腔室11还连接有循环管7。本实用新型采用酶反应罐对动植物油脂中的金属阳离子和非金属阴离子进行预处理，以保证后续生产出的生物航煤符合生产标准。所述酶反应罐罐壁采用三层结构，内层为反应腔室，用于动植物油脂与酶的生化反应；内层与中间层之间形成加热腔室，用于充入蒸汽以保证酶反应罐反应温度需要；中间层与外层之间形成保温腔室，抽真空，一方面起保温作用以节能，另一方面保证外层用手触碰不会烫手，防止操作员烫伤。所述酶反应罐连接有排渣管和循环管，排渣管便于在反应结束后初步去除油水分离的水溶性杂质，而循环管的循环作用可保证酶反应的尽可能充分，可大大提高预处理效率。
由于融化态动植物油脂处于油包水平衡状态，无机杂质和固体杂质包裹于油水中，必须打破水油平衡将内部各种杂质释放出来才能完成预处理除杂操作为此首先要通过酸反应罐的柠檬酸酸反应对融化态动植物油脂进行平衡破环。本实用新型所述油脂输入管2内的动植物油脂即从酸反应罐反应接出的、完成且打破水油平衡的动植物油脂。除此之外，通过油脂输入管2通过管道分别与储水罐和储酶罐相连接，酶和水的添加量分别为油脂质量的50ppm、2％-3％，使油脂在到达酶反应罐1之前与水、酶混合，相较于酶反应罐中的混合更加充分。
由于动植物油脂的密度小于水，为此油脂从酶反应罐1输入更利于油水分离和酶的生化反应。本实用新型所述油脂输入管2从反应腔室11下部接入，所述油脂输出管3从反应腔室11上部接出，油脂输入管2上设有油脂输入泵21和油脂输入阀22，油脂输出管3上设有油脂输出泵31和油脂输出阀32。采用低进高出，更利于上部油脂的排出，同时促进水溶性杂质的沉降。
基于酶反应罐1每次反应油脂的体积巨大，且反应时间较长，一般为4小时，为此通过循环管7定期将酶反应罐1上部的反应混合液泵入酶反应罐1中部，保证了混合液的持续均匀，进而避免油水分离而反应不充分。所述循环管7从反应腔室11上部接出并接入反应腔室11中部，循环管7上设有循环泵71、循环阀门72和流量计73，所述流量计73方便泵入量的控制。同理，还可通过反应腔室11内的搅拌器10定时都内部反应混合液进行混合。
酶反应罐1的酶反应温度为70摄氏度，本实用新型采用蒸汽加热的方式升温，蒸汽加热的热量更加均匀，并且可通过蒸汽流量快速调节加热温度。介于蒸汽的特殊性质，所述蒸汽输入管5从加热腔室12下部接入，所述蒸汽输出管6从加热腔室12顶部接出，如此，蒸汽从下往上运动，对反应腔室11的加热更加均匀。由于在加热过程中蒸汽会冷凝产生少量的冷凝水汇集至加热腔室12底部，为此所述加热腔室12底部为倒三角，加热腔室12底部连接有排水管121，排水管121上设有排水阀122，可通过排水管121定期排放积存的冷凝水。
为保证酶反应罐1内酶反应温度的准确性，加热腔室12内设有第一温度计8，第一温度计8用于实时监测加热腔室12内的加热温度，蒸汽输出管6内设有第二温度计9，第二温度计9用于实时监测排出蒸汽的温度。同时反应腔室11内设有液位计14，液位计14优选压力式液位计，用于监测内部液体的体积。
动植物油脂在酶生化反应后，会脱除以有机胶质形态存在的非金属阴离子，然后再使金属阳离子与有机胶质形成螯合物一并脱除，形成可见杂质，为降低反应完成油脂的杂质，采用滤网15初步隔离所述可见杂质，滤网15设于反应腔室11内内并位于油脂输入管2上方和油脂输出管3下方。所述可见杂质在反应结束后还会在反应腔室11进一步油水分离并沉积，上部的油脂通过油脂输出管3排出，而下部分离的水和沉积的可见杂质则可通过反应腔室11底部的排渣管4排出。所述油脂输出管3输出的初过滤油脂还可通过离心机进一步去除杂质。
本实用新型所用油脂输入泵21、油脂输入阀22、油脂输出泵31、油脂输出阀32、循环泵71、循环阀门72、流量计73、蒸汽输入阀51、蒸汽输出阀61、第一温度计8、第二温度计9、液位计14、排渣阀门41和排水阀122均为现有已知电气设备，并且均可在市场上直接购买使用，其结构、电路、以及控制原理均为现有已知技术，因此，关于所述装置的结构、电路、以及控制原理在此不赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本实用新型的较优实施例用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本实用新型的专利范围；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内；另外，将本实用新型的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.酶法预处理废弃动植物油脂生产生物航煤原料的酶反应罐，其特征在于，酶反应罐(1)罐壁采用三层结构，内层为反应腔室(11)、内层与中间层之间形成加热腔室(12)、中间层与外层之间形成真空状态的保温腔室(13)，所述反应腔室(11)接入有油脂输入管(2)、接出有油脂输出管(3)和排渣管(4)，所述加热腔室(12)接入有蒸汽输入管(5)、接出有蒸汽输出管(6)，所述反应腔室(11)还连接有循环管(7)。
2.根据权利要求1所述的酶法预处理废弃动植物油脂生产生物航煤原料的酶反应罐，其特征在于，所述油脂输入管(2)从反应腔室(11)下部接入，所述油脂输出管(3)从反应腔室(11)上部接出，油脂输入管(2)上设有油脂输入泵(21)和油脂输入阀(22)，油脂输出管(3)上设有油脂输出泵(31)和油脂输出阀(32)。
3.根据权利要求1所述的酶法预处理废弃动植物油脂生产生物航煤原料的酶反应罐，其特征在于，所述循环管(7)从反应腔室(11)上部接出并接入反应腔室(11)中部，循环管(7)上设有循环泵(71)、循环阀门(72)和流量计(73)。
4.根据权利要求1所述的酶法预处理废弃动植物油脂生产生物航煤原料的酶反应罐，其特征在于，所述蒸汽输入管(5)从加热腔室(12)下部接入，所述蒸汽输出管(6)从加热腔室(12)顶部接出，蒸汽输入管(5)上设有蒸汽输入阀(51)，蒸汽输出管(6)上设有蒸汽输出阀(61)。
5.根据权利要求1所述的酶法预处理废弃动植物油脂生产生物航煤原料的酶反应罐，其特征在于，所述加热腔室(12)内设有第一温度计(8)，蒸汽输出管(6)内设有第二温度计(9)。
6.根据权利要求1所述的酶法预处理废弃动植物油脂生产生物航煤原料的酶反应罐，其特征在于，所述反应腔室(11)内设有搅拌器(10)，搅拌器(10)包括与驱动电机相连接的搅拌轴(101)、以及设于搅拌轴(101)上的若干个错位分布的搅拌桨叶(102)。
7.根据权利要求1所述的酶法预处理废弃动植物油脂生产生物航煤原料的酶反应罐，其特征在于，所述反应腔室(11)内设有液位计(14)。
8.根据权利要求1所述的酶法预处理废弃动植物油脂生产生物航煤原料的酶反应罐，其特征在于，所述反应腔室(11)内设有一道滤网(15)，滤网(15)位于油脂输入管(2)上方和油脂输出管(3)下方。
9.根据权利要求1所述的酶法预处理废弃动植物油脂生产生物航煤原料的酶反应罐，其特征在于，所述反应腔室(11)底部为倒三角，排渣管(4)从倒三角底部接出，排渣管(4)上设有排渣阀门(41)和排渣泵(42)。
10.根据权利要求1所述的酶法预处理废弃动植物油脂生产生物航煤原料的酶反应罐，其特征在于，所述加热腔室(12)底部为倒三角，加热腔室(12)底部连接有排水管(121)，排水管(121)上设有排水阀(122)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |