[實(shí)用新型]一種多頻超聲輻射溢流槽連續(xù)式生物柴油生產(chǎn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220519793.4
• 申請(qǐng)日: 2012-10-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202865206U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒華生;熊喬興;雷敏
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C11C3/04
• 分類(lèi)號(hào): C11C3/04;C11C3/10;C11B3/00;C11B3/12;C10L1/02
• 代理公司: 廣州粵高專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及生物柴油生產(chǎn)裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多頻超聲溢流槽連續(xù)式生物柴油生產(chǎn)裝置。?

背景技術(shù)

生物柴油是以各種天然動(dòng)植物油為原料，通過(guò)各種物理及化學(xué)方法轉(zhuǎn)化的可替代石化柴油的新型清潔能源，它的主要成分是脂肪酸甲酯。與傳統(tǒng)燃料油相比，生物柴油由于具有硫含量低、冷濾點(diǎn)低、潤(rùn)滑性能好、閃點(diǎn)高、十六烷值高、環(huán)境友好及可再生等性能而具有廣闊的應(yīng)用前景。?

目前，制備生物柴油的方法主要分為物理法和化學(xué)法。其中，化學(xué)法中的酯交換法操作簡(jiǎn)單、工藝成熟、產(chǎn)品性質(zhì)優(yōu)良、應(yīng)用最為廣泛。酯交換反應(yīng)是指油脂和短鏈醇（一般為甲醇）在催化劑的作用下轉(zhuǎn)化為脂肪酸單酯及甘油的反應(yīng)。由于油脂和甲醇互溶性差，酯交換反應(yīng)只在界面緩慢進(jìn)行，為了強(qiáng)化醇油兩相傳質(zhì)，提高反應(yīng)速率，通常會(huì)采用一些過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)來(lái)強(qiáng)化酯交換反應(yīng)。其中，超聲波輻射操作方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，是一種效果顯著的強(qiáng)化技術(shù)。?

當(dāng)超聲波作用在反應(yīng)體系時(shí)，超聲的空化作用會(huì)使反應(yīng)體系內(nèi)形成大量的空化泡。空化泡快速地形成、生長(zhǎng)、崩潰使空化泡周?chē)囊后w高速?zèng)_入空化泡中心，擾動(dòng)相界面，乳化反應(yīng)體系，有效強(qiáng)化兩相傳質(zhì)。另外，超聲的空化效應(yīng)還能引起局部的高溫高壓，提高反應(yīng)速率。與傳統(tǒng)的機(jī)械攪拌相比，超聲強(qiáng)化作用可以有效的減少反應(yīng)時(shí)間，降低醇油比、催化劑用量和反應(yīng)溫度，加速酯交換反應(yīng)的進(jìn)程。另外，超聲輻射消耗的能量?jī)H為機(jī)械攪拌條件下所消耗能量1/3～1/2，是一種高效、節(jié)能的強(qiáng)化方法。?

目前，生物柴油生產(chǎn)裝置大多為間歇式、半間歇式反應(yīng)器或單頻超聲輻射管式反應(yīng)器。這樣的反應(yīng)器存在著傳質(zhì)速率低、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)過(guò)程能耗大、成本高及產(chǎn)物質(zhì)量不穩(wěn)定等一系列缺陷。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的發(fā)明目的是針對(duì)現(xiàn)有生物柴油生產(chǎn)裝置的技術(shù)不足，提供一種低能耗及低成本的多頻超聲溢流槽連續(xù)式生物柴油生產(chǎn)裝置；利用該裝置可以高效、節(jié)能、低耗地生產(chǎn)生物柴油。?

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：?

提供一種多頻超聲輻射溢流槽連續(xù)式生物柴油生產(chǎn)裝置，包括原料油罐、甲醇-催化劑溶解罐、甘油分離槽、甘油罐、產(chǎn)物洗滌槽、熱水罐、粗甲酯儲(chǔ)罐、分餾裝置及廢水罐；還設(shè)有預(yù)酯化反應(yīng)釜與逐級(jí)溢流多頻超聲反應(yīng)器；原料油罐與甲醇-催化劑溶解罐分別通過(guò)管道與預(yù)酯化反應(yīng)釜的入口連接；預(yù)酯化反應(yīng)釜的出口和甲醇-催化劑溶解罐分別通過(guò)管道與逐級(jí)溢流多頻超聲反應(yīng)器的入口連接；逐級(jí)溢流多頻超聲反應(yīng)器的出口與油泵的一端連接，油泵的另一端通過(guò)管道與甘油分離槽的入口連接；甘油分離槽設(shè)有兩個(gè)出口，兩個(gè)出口分別通過(guò)管道與甘油罐及產(chǎn)物洗滌槽的入口連接；產(chǎn)物洗滌槽還設(shè)有另一入口，該入口通過(guò)管道與熱水罐連接；產(chǎn)物洗滌槽底部也設(shè)有兩個(gè)出口，該兩個(gè)出口分別通過(guò)管道與粗甲酯儲(chǔ)罐及廢水罐連接；粗甲酯儲(chǔ)罐底部設(shè)有一個(gè)出口，該出口通過(guò)管道與分餾裝置入口連接。

優(yōu)選地，所述逐級(jí)溢流多頻超聲反應(yīng)器由四個(gè)獨(dú)立的超聲反應(yīng)槽通過(guò)溢流管串聯(lián)形成四級(jí)溢流多頻超聲反應(yīng)器；每個(gè)超聲反應(yīng)槽前后兩側(cè)面沿槽裝有3組功率無(wú)級(jí)可調(diào)的超聲換能器，兩側(cè)正對(duì)的兩個(gè)超聲換能器為一組，同組的兩個(gè)超聲換能器偏心60mm～70mm安裝；每個(gè)超聲反應(yīng)槽換能器由一個(gè)獨(dú)立開(kāi)關(guān)控制。這樣使得每個(gè)超聲槽的超聲換能器可單獨(dú)工作，也可與其他組合輻射。?

優(yōu)選地,所述多頻超聲輻射反應(yīng)器由四個(gè)獨(dú)立的超聲反應(yīng)槽通過(guò)溢流管連接形成串聯(lián)4級(jí)；每個(gè)超聲反應(yīng)槽前后兩側(cè)面沿槽裝有3組功率無(wú)級(jí)可調(diào)的超聲換能器，兩側(cè)正對(duì)的兩個(gè)超聲換能器為一組，同組的兩個(gè)超聲換能器偏心60mm～70mm安裝；每個(gè)超聲反應(yīng)槽換能器由一個(gè)獨(dú)立開(kāi)關(guān)控制。?

優(yōu)選地,所述四個(gè)反應(yīng)槽上安裝的超聲換能器的頻率依次為15kHz、25kHz、35?kHz及40?kHz。?

優(yōu)選地,每個(gè)超聲反應(yīng)槽為扁平形幾何構(gòu)形，第一、二級(jí)超聲反應(yīng)槽換能器安裝側(cè)面寬175mm～185mm，輻射間距50mm～60mm；第三、四級(jí)超聲反應(yīng)槽換能器安裝側(cè)面寬115mm～125mm，輻射間距80mm～90mm。?

優(yōu)選地,原料油罐與預(yù)酯化反應(yīng)釜之間的管道設(shè)有轉(zhuǎn)子流量計(jì)；甲醇-催化劑溶解罐與預(yù)酯化反應(yīng)釜之間設(shè)有轉(zhuǎn)子流量計(jì)；預(yù)酯化反應(yīng)釜與超聲反應(yīng)槽之間設(shè)有轉(zhuǎn)子流量計(jì)；第四級(jí)超聲反應(yīng)槽與甘油分離槽之間的管道設(shè)有轉(zhuǎn)子流量計(jì)。?