一种生物柴油生产系统及装置.pdf

上传人:00****42 文档编号:801201 上传时间:2018-03-12 格式:PDF 页数:16 大小:734.85KB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN200980110110.0

申请日:

2009.01.16

公开号:

CN101978027A

公开日:

2011.02.16

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||著录事项变更IPC(主分类):C10G 3/00变更事项:申请人变更前:生物燃料合伙有限公司变更后:BIOCUBE有限公司变更事项:地址变更前:澳大利亚昆士兰州变更后:澳大利亚昆士兰州|||实质审查的生效IPC(主分类):C10G 3/00申请日:20090116|||公开

IPC分类号:

C10G3/00; B01J19/00; C11C3/10; B01F17/00; C10L1/18; B01J8/00; C11C3/02

主分类号:

C10G3/00

申请人:

生物燃料合伙有限公司

发明人:

桑迪·凯利; 劳伦斯·鲍姆

地址:

澳大利亚昆士兰州

优先权:

2008.01.16 AU 2008900210

专利代理机构:

广州华进联合专利商标代理有限公司 44224

代理人:

曾旻辉;何冲

PDF下载: PDF下载
内容摘要

一种生物柴油生产装置,其特征在于:包括内部设有发电机的外壳、用于覆盖原料以从该原料中提取原油的榨油器、用于将所述原油与催化剂材料混合在一起的混合/反应容器、以及至少一个将甲酯从其他产物中分离出来的分离装置。

权利要求书

1: 一种生物柴油生产装置, 其特征在于 : 包括内部设有发电机的外壳、 用于覆盖原料 以从该原料中提取原油的榨油器、 用于将所述原油与催化剂材料混合在一起的混合 / 反应 容器、 以及至少一个将甲酯从其他产物中分离出来的分离装置。
2: 根据权利要求 1 所述的生物柴油生产装置, 其特征在于 : 利用醇解反应或者酯交换 反应。
3: 根据权利要求 1 或 2 所述的生物柴油生产装置, 其特征在于 : 其中所述外壳是独立 的运输容器。
4: 根据上述任意一项权利要求所述的生物柴油生产装置, 其特征在于 : 所述容器分为 至少两个隔室, 其中大隔室约是小隔室空间的两倍, 划定危害区域, 并将该区域与热的区域 隔离开。
5: 根据上述任意一项权利要求所述的生物柴油生产装置, 其特征在于 : 所述外壳设置 有多个通风口, 该通风口可完全被密封与外界环境隔离。
6: 根据权利要求 5 所述的生物柴油生产装置, 其特征在于 : 通过在底层壁或侧壁的下 面区域设置开口, 利用自然风驱动的通风, 以使得比空气重的气体被排出, 通过在上面区域 设置边孔以使得比空气轻的气体被排出。
7: 根据权利要求 6 所述的生物柴油生产装置, 其特征在于, 所述容器间隔地设置在支 架表面上方, 以促进容器下方的自然流动和容器内部的循环。
8: 根据上述任意一项权利要求所述的生物柴油生产装置, 其特征在于 : 所述容器设有 只可从所述容器内部进入的吊起点 / 固定点 / 运输点。
9: 根据上述任意一项权利要求所述的生物柴油生产装置, 其特征在于 : 其中所述装置 的部件按如下方式置于所述外壳中, a. 发电机安装在所述容器的一端 ; b. 榨油器安装在所述发电机的下方 ; c. 原料漏斗安装在所述容器的一个侧面上并与所述榨油器相连通 ; d. 在所述容器侧面对面的覆盖物排出口与所述原材料漏斗相连通 ; e. 原油集液盘安装在所述榨油器下面 ; f. 与原油集液盘流体连通的原油存储槽 ; g. 成品生物柴油存储槽安装所述容器尾部的下部, 与发电机相对 ; h. 隔室置于朝着所述容器中间的方位, 处于所述发电机与所述成品生物柴油剩放槽之 间, 用于容纳生产生物柴油的化学反应装置。
10: 根据上述任意一项权利要求所述的生物柴油生产装置, 其特征在于 : 将从榨油器 排出的原油注入第一加热器中, 然后进入混合有催化剂的混合器, 再通过第二加热器, 到达 沉降柱以使甲醇蒸汽从所述沉淀槽的顶部和底部进入, 脱除甘油, 不是在底部或顶部的所 述主要反应材料通过进一步的分离步骤分离出, 至少其中一部分排出至甲醛收集器, 通过 PH 值调节步骤进入到成品生物柴油存储槽。
11: 根据上述任意一项权利要求所述的生物柴油生产装置, 其特征在于 : 发电机位于 所述外壳内部的独立的隔室中。
12: 根据权利要求 11 所述的生物柴油生产装置, 其特征在于 : 所述发电机产生的废热 用来加热其他反应装置或反应流体。 2
13: 根据上述任意一项权利要求所述的生物柴油生产装置, 其特征在于 : 其包括榨油 器, 用来将未加工的原料捣烂, 以通过原油的物理析出作用来生产原油。
14: 根据权利要求 13 所述的生物柴油生产装置, 其特征在于 : 其包括混合器用于混合 催化剂与所述原油, 其中通过加热或搅拌所述原油处于活性状态。
15: 根据权利要求 14 所述的生物柴油生产装置, 其特征在于 : 所述混合器设有一体化 的加热装置, 用来维持混合器中混合物的热度。
16: 根据权利要求 15 所述的生物柴油生产装置, 其特征在于 : 至少包括分离甘油的步 骤和分离甲醇的步骤。
17: 根据权利要求 16 所述的生物柴油生产装置, 其特征在于 : 其中所述分离甘油的步 骤包括从所述产品混合物中去除甲酯以及甘油。
18: 根据权利要求 16 或 17 所述的生物柴油生产装置, 其特征在于 : 所述分离甲醇的 步骤发生在机械设备中, 该机械设备利用压差而非加热将所述甲醇从产品混合物中闪蒸出 来。
19: 根据权利要求 16 至 18 中任意一项所述的生物柴油生产装置, 其特征在于 : 任何甲 酯经过过滤以使得最终的过滤尺寸为大约 1 微米, 以吸收任何残余物。
20: 根据权利要求 16 至 19 中任意一项所述的生物柴油生产装置, 其特征在于 : 其中设 有 PH 值调节系统, 以确保产品生物柴油的 PH 值约为 7。

说明书


一种生物柴油生产系统及装置

    【技术领域】
     本发明涉及一种替换的可持续性的燃料资源, 特别涉及一种生物柴油生产系统及装置。 背景技术 生物柴油涉及一种由短链烷基 ( 甲基或乙基 ) 酯组成的柴油相当的加工燃料, 通 过植物油或动物脂肪的酯交换反应而得到, 其能够用于 ( 单独或与传统的柴油燃料混合 ) 未改型的柴油发动机运输工具。
     在 1937 年 8 月 31 日, 布鲁塞尔大学的 G.Chavanne( 比利时 ) 获得了一项专利 “植 物油用于燃料的转换方法” (fr′ Procede de Transformation d′ Huiles Vegetales en Vue de LeurUtilisation comme Carburants1), 其比利时的专利号为 : 422,877。 该专利描 述了使用乙醇 ( 并提到甲醇 ) 和植物油进行醇解反应 ( 通常称为酯交换反应 ), 从而通过用 短链醇替代甘油, 使脂肪酸从甘油中分离出来。这似乎是今天大家所熟知的 “生物柴油” 的
     制备方法的第一次描述。
     生物柴油的共同国际标准是 EN 14214。 也有其他的国家规格。 在美国和加拿大最 通用的标准是 ASTM D 6751。在德国, 生物柴油的要求列入 DIN EN 14214 标准中 ; 在英国, 生物柴油的要求列入 BS EN 14214 标准中。尽管如此, 后两个标准实质上与 EN 14214 是一 样的, 只是在其前面加入相应国家标准机构代码而已。
     由不同油制成的三种不同种类的生物柴油, 有三种不同的标准 :
     RME( 油菜籽甲酯, 依据 DIN E 51606)
     PME( 植物甲酯, 纯粹的植物产物, 依据 DIN E 51606)
     FME( 脂肪酸甲酯, 植物与动物的产物, 依据 DIN V 51606)
     这些标准确保在燃料生产过程中, 满足以下重要的因素 :
     完全反应 ;
     脱除甘油 ;
     脱除催化剂 ;
     脱除醇
     没有游离的脂肪酸 ;
     低硫含量。
     虽然传统生物柴油的生产方法和设备是足够的, 然而这样的设备通常是大型的、 复杂的、 固定的化学处理设备, 需要大量的操作人员来操作该设备, 以及大量的运输成本, 而且还需要将生物柴油运送到最终使用者。
     应该清楚地理解, 如果在先技术涉及上述内容, 在澳大利亚或者其他任何国家, 上 述引用不会构成该领域的公知技术的公布形式部分。发明内容 本发明涉及一种生物柴油生产系统及装置, 其至少克服了一个上述提到的技术缺 陷, 或者给消费者提供了一种有用的或者商业的选择。
     根据上述内容, 本发明广义上归于一种生物柴油生产装置, 包括内部设有发电机 的外壳、 用于覆盖原料以从这些原料中提取原油的榨油器、 用于将所述原油与催化材料混 合在一起的混合 / 反应容器、 以及至少一个将甲酯从其他产物中分离出来的分离装置。
     本发明的生产装置可以采用大多数含油的果实 - 麻风树、 棕榈树、 油菜籽等等诸 如此类, 通过对这些果实进行处理以生产符合欧洲标准的生物柴油燃料。这意味着该装置 的输出产物能够直接进入现代柴油发动机储槽中而不需要对这些发动机进行改造。 上述处 理过程通常为醇解反应 ( 常常称之为酯交换反应 ), 如图 1 所示的一般反应。
     上述装置的输出量对于想要使用燃料的小社区是理想的。特别适合于 100 公顷的 农场, 每天产量在 1500 至 2000 升之间, 其成本是矿物柴油燃料通常花费的一部分而已。
     所述外壳优选为一个容器, 一般来说是运输容器或者其他类似物。通常将该容器 分成许多隔室以容纳所述生产装置的特定元器件。根据优选实施方式, 通常将所述容器分成 两个隔室, 其中大隔室是小隔室空间的两倍, 从而划定危险区, 并将该区域与热区域隔离开。
     优选地, 所述外壳为矩形, 并由底层壁、 若干个侧壁和顶盖构成。 更佳地, 所述外壳 设有防腐蚀防水的隔热壳体。特别优选的所述外壳的结构材料是一种相对经久耐用的塑 胶。
     优选地, 所述外壳与外界环境完全密封, 但是通常设置若干个通风口。优选地, 选 用受自然风驱动的通风口。 为设置这样的通风口, 可在底层壁或侧壁的较低部开孔, 以使比 空气重的气体便于排出 ; 在上部设置边孔, 以使比空气轻的气体排出。
     所述容器通常设置在地面上或者支架表面的上方, 以促进容器下方的自然流动和 容器内部的循环。
     可设置辅助的循环促进设备, 比如安装在发电机上的风扇。 该风扇可与管道连接, 以将隔室之间的空气流动分开及连通, 从而提供一个正压力以阻挡任何气体。
     所述容器通常设有吊起 / 固定 / 运输点或连接点。优选地, 这些连接点只能从所 述容器内部进入, 所以在该容器固定在适当的位置或被拆除前, 通常需要进入容器的内部。
     通常情况下, 将吊起点设置在至少所述容器上方的若干个角落, 通常在上方 4 个 角落的每个角落设置。将锚定点设置在至少所述容器的若干下方角落, 通常在下方 4 个角 落的每个角落设置。
     如上所述, 所述容器优选地安装在高于地面处。 通常, 将该容器安装在若干个支脚 上。 特别优选的高度是距离地面或者支架表面 450mm。 优选地, 所述用于支撑容器的支脚可 调节容器的高度, 而且可进行水平调整。
     所述容器和 / 或其支脚通常安装在地面上放置的底座或厚板上。优选地, 所述厚 板为混凝土结构或含有混凝土, 并通常得到加固。
     可利用声音吸收和 / 或震动吸收材料进行安装容器。通常至少有一个通道门进入 该容器内部。优选地, 这个门上至少有部分的透明部以使得用户不需要打开通道门就可以 看见容器内部。进一步优选地, 当密封时, 气体不可从该通道门进出。
     关于容器内部的元器件的结构与布局, 优选地, 将发电机安装于容器的一端, 榨油
     器安装在发电机下方。 通常将原料漏斗安装在容器的一个侧面上, 与该榨油器相连通, 并与 容器相反侧面上的排出口相连通。通常将原油集液盘安装于榨油器下面。该集液盘通常配 置为大尺寸的过滤器, 以去除较大颗粒或从榨油器中掉出的植物物质。该原油集液盘与原 油存储槽相连通。
     通常将成品生物柴油存储槽安装于与发电机相对的容器下端。 朝着所述容器中间 方位的隔室, 其处于安装有所述发电机的隔室与安装有所述成品生物柴油存储槽的隔室之 间, 优选的用于容纳生产成品生物柴油的化学反应装置。
     根据本发明的一个优选实施例, 将从榨油器排出的原油注入第一加热器中, 然后 进入混合有催化剂的混合器, 再通过第二加热器, 到达沉降柱。优选地, 所述沉降柱使得甲 醇蒸汽收集于沉降槽中。在该沉降槽的底部, 脱除甘油, 并排放至设备外部的收集槽。然后 将该生物柴油注入进一步的分离步骤, 至少其中一部分排放至甲醇收集器, 通常进入沸石 柱, 然后进入精制过滤器, 通过 PH 计, 最后进入到成品生物柴油存储槽。
     本发明的生物柴油生产装置包括发电机, 通常其安装在所述容器内上部, 朝向该 容器的一端。
     所述发电机通常包括柴油发电机组或柴油电源箱。通常, 该发电机产生液压动力 或电力, 为其他处理元件提供能量。优选地, 该发电机设于所述容器内的独立隔室里。这可 以帮助限制反应和 / 或原油或成品生物柴油造成的污染。 通常, 发电机在其运行期间将产生热量。所述发电机产生的废热用于加热原油或 加热其他反应设备。
     发电机通常与泵连接, 用以传送原油, 中间产物及成品生物柴油进入、 输出以及通 过反应步骤。优选的泵为螺杆泵, 而且通常设置多个螺杆泵。
     上述系统包括榨油器, 其用来将未加工的原料捣烂, 并产生原油。 可采用任何结构 形式的榨油器。优选的榨油器是可调制原料的筛除。也可通过连接部件的运动来控制该榨 油器的调节性能。
     所述榨油器设有可旋转的中心轴, 其周围安装有搅拌主体与四周叶片相互作用, 以捣碎原料, 从而释放出原油。 通常利用电力或液压马达驱动所述榨油器轴, 该能量由所述 发电机提供。
     通常本发明还包括原油收集槽。 介于榨油器输出端和原油收集槽之间的是分离或 过滤装置, 通常包含溢流堰和过滤网。所述原油收集槽通常位在榨油器下方。
     根据一个更加优选的实施方式, 所述槽的容量为约 600L。 当然, 不同尺寸的设备可 以设置不同尺寸的槽。
     优选地, 所述原油收集槽利用迂回排放器件通往所述容器反应区域的内部。该排 放器件通常设置有火花防止器, 通常是网纱火花防止器。 一般情况下, 所述迂回排放器件上 升至所述容器内层上方的一个水平面, 通常大约高于该内层 300mm。
     通常利用泵从原油存储槽中抽取原油。通常, 原油收集槽的原油输出口位于槽底 部的上方, 优选为槽底部上方约 50mm。
     通常的, 原油收集槽下方设有排放阀, 以排除蒸汽或者将槽排干。
     当原油离开原油收集箱后, 经过加热器, 通常是热交换器。所述热交换器通常紧 邻泵的输出侧边。优选地, 所述热交换器提供足够的热量以使所述原油的温度上升至大约
     45℃。 热量通常由热水来提供, 热水可利用转移发电机中冷却剂的流动来进行加热。
     在优选实施例中, 用于本发明酯交换反应的催化剂也被存储在容器内部。 通常, 将 催化剂存储在一个或若干催化剂槽中。优选地, 可从该容器外面的入口将这些槽填满。所 述催化剂槽优选通过安装带花火防止器的迂回排放器件来通风。
     在加热原油后, 通常将催化剂与原油混合于混合器中。该催化剂通常为甲醇与氢 氧化钠或氢氧化钾按 12 ∶ 1 的质量比混合的无水混合物, 例如甲醇钠。通常用计量泵将该 混合物注入到在混合器中搅拌的原油中。 该混合器优选配置为使催化剂与原油充分混合的 构造。
     通常紧邻混合器设置有进一步的加热器, 使得从混合器输出的液体能够被加热至 大约 90℃。 该加热器通过流经排气管的空气流获得热空气的方式来利用从供电装置回收的 废热。这种利用废热的做法的另一个好处是可以冷却供电装置的排气管 ( 至大约 150℃ )。
     所述混合器设有一体化的加热装置, 用来维持混合器中混合物的热度。 例如, 可通 过利用热水夹套将混合器包裹起来以达到上述目的。
     当混合物的温度逐渐上升至 60℃以上时, 甲醇气体从混合物中蒸发出来。这些气 体将浓缩冷凝并收集在与防止虹吸 / 脱气塔相连接的容器中。在该处理位置去除上述气体 将更好地使得所有其后的处理容器是气密的。
     通常至少有一个分离装置, 用来将甲酯从反应混合物中的其他材料中分离出来。 其分离的步骤包括除气、 沉淀和脱甘油, 最后脱甲醇、 过滤和最终的精制。
     优选地, 沉淀和脱甘油步骤包括去除甲酯, 通常将从产品混合物种脱出的甘油排 至外部收集容器。优选地, 将甲酯排至流量稳定柱, 以用于最终的脱甲醇步骤。
     优选地, 最终的脱甲醇 / 甲酯在甲醇分离器中发生。脱甲醇发生在利用差压而非 加热方式将所述甲醇从产品混合物中闪蒸出来的机械设备中。优选地, 甲醇受空气流驱动 流入冷凝柱, 再从冷凝柱至收集器。
     优选地, 将所述甲酯收集在甲醇分离器中并流经流量稳定柱, 在该柱中汇入于沉 淀和脱甘油过程中分离出来的甲酯。
     优选地, 在过滤和精制步骤中, 通过泵传送所述甲酯。 该甲酯优选经过一串过滤器 以减小其横截面积, 以获得最终优选的过滤尺寸, 为大约 1 微米, 也可将所述甲酯泵入沸石 柱和 / 或活性炭柱, 以吸收残余杂物。
     设置 PH 值调节系统以确保产品生物柴油的 PH 值约等于 7。该调节系统通过增加 硫酸的量以符合欧洲标准。
     按照上述步骤, 优选地, 将生物柴油排入生物柴油存储槽。根据更佳的实施方式, 所述存储槽的容积约为 2000(m) 升, 其位于容器的下端。通常, 再次利用一个迂回排放器 件作为所述存储槽的通风装置, 该通风装置设置有火花防止器并延伸至存储槽顶部上面 300mm 处。
     本发明的装置通常设置一个综合的液压控制系统。通常, 将所有受发电机驱动的 液压或电力马达设置在反应区域的外面。 线路控制及伺服阀操作优选为带有隐藏线路的低 电压, 而且通过气密盖与控制面板连接。
     优选地, 将上述控制面板设置在反应区域外围。
     本发明所用的原料可以采用大多数含油的果实或者植物 - 麻风树、 棕榈树、 油菜 籽等等。通过适当地调整反应条件或者参数, 也能采用其他原料。 附图说明
     本发明的各种实施方式将参照以下附图进行描述 : 图 1 是本发明系统在优选具体实施例中酯交换反应的原理图 ; 图 2 是本发明的容器在一种特别优选的实施方式中的结构俯视图 ( 去除了顶 图 3 是图 2 中所示容器的透视图 ; 图 4 是图 2 和 3 中所示容器等轴测视图。盖);
     具体实施方式
     根据优选实施例, 提供一种便携的生物柴油生产装置 10。 根据该优选实施例, 该系 统具备以下特征 :
     发电机组或动力装置 发电设备是 Kubota SQ-3200, 其操作参数如下 :
     发动机速度 : 1500rpm
     功率 : 20kVA
     电压 : 415Volt
     相位 : 3 相位
     发电机 : 4极
     绝缘性 : H级
     发动机是 Kubota V2203-EBG, 具有以下尺寸 :
     设计 : 4 个成直线排列的汽缸, 4 冲程循环, 水冷却
     喷射 : 间接式
     孔腔 : 87mm
     冲程 : 92.4mm
     排量 : 2,197cc
     所述发电设备完全是封闭的, 其符合所有现行法规的关于声响噪音的限定。其被 设置在所示实施例的容器一端的上部 11。特征如下 :
     耗油量 : 5.3 升 / 小时
     油箱 : 62 升
     启动方式 : 电力
     长x宽x高: 1675x780x970mm
     重量 : 730 公斤
     噪音值 : 63dB(A)
     除了标准的发电机组, 从夹套冷却系统出来的冷却剂经过恒温器, 进入油料系统 周围的加热器。
     在排气系统的周围安装有热回收系统, 以提供给原油进一步加热的能量。
     在发动机的前面, 有两个 B- 型皮带轮通过电动离合器分别驱动单螺杆式泵。将每 个泵调节为每小时处理 250L 的流量。
     柴油动力液压动力箱提供电力。 这种发动机水冷柴油发动机高速运转约 2600rpm。 通过 3 个液压泵提供动力从而产生电力 :
     工艺泵
     榨油器发动机
     交流电发电机
     该交流电发电机满足三个加热原件 (15kW), 由转速为 1500rpm 的液压马达驱动。
     为适应随液压马达转速的变动引起的电流的增加, 液压油产生出热量, 造成粘度 下降, 这种现象称为发电机低温上升 (40℃ )。故而在发动机散热器外面也安装有液压油冷 却机体。
     该电气系统包括简单的配电板, 带有三相隔离器, 绝缘开关及恒温接触器。
     进入散热器的空气流部分转移, 以提供气流产生必要的压差, 从而可通过蘑菇状 器件 (Chantrelle) 吸入空气。
     通常原料需要经分解处理, 为符合最终材料的物理尺寸及 / 或化学可用性。最初 可使用″ squidger″切割机。″ squidger″切割机是为适应木材切割机, 其广泛用于将木 材变成更容易的处理木材碎屑。该″ squidger″切割机是液压驱动, 其转动带有刀片的圆 盘, 并设置于金属板外壳内部。
     从″ squidger″切割机出来的材料然后经切碎机处理。切碎机的目的是压碎原 料, 以使榨油器消耗较少的能量压碎原料, 从而使榨油的效率更高。
     优选地, 该切碎机包括一对啮合的齿轮, 其安装于面板之间。 从动齿轮安装于衬套 式轴承上, 作为与摩擦部分与端板相对应。 该齿轮被液压马达驱动, 通过减速齿轮可允许切 碎机齿轮运行发动机速度的一半。
     切碎机齿轮通常是淬火钢, 并且具有足够的长度以覆盖整个榨油器的进口宽度。
     空转齿轮通常安装于类似的衬套轴承上作为从动齿轮, 然而, 该衬套安装于每个 面板的可调滑块上, 以使得齿轮轴之间的距离可调。
     优选地, 侧面板固定在与旋转轴平行的两个板上。
     侧面上方通常设有锥形降落伞形的装置, 以接受加载的原料。 在切碎机下面, 设有 金属槽以引导碎的原料进入榨油器。
     榨油器
     榨油器的目的是从原料中提取原油。
     该榨油器具有锥形螺杆装置。 通过与液压马达灵活的直接接合驱动所述锥形螺杆 装置, 并且其具有可调节的正压力装置。
     通过液压马达上的速度控制器控制轴的速度, 该液压马达的运转速度限制在 0-120rpm。
     该轴包括两部分, 平行部分提供强制进料, 锥形部分控制压缩原料。 该轴为以钢轴 为基体的玻璃填充尼龙复合结构。
     该轴在锥形孔中旋转, 该孔形成在一系列的板中, 这些板在高强度钢中通过拉杆 绑在一起。在榨油器的出料口端, 所述轴将压缩的原料排入阻风装置, 其可调节流量的变动, 从而控制榨油器中压力。
     这些板上有清理通道, 以排出原油。将原油排至热油槽。热油收集槽
     清油流过溢流堰和过滤网, 被收集于安装于榨油器 12 下面的塑料槽中。该槽的容 积约为 600L。 该槽经带有网状火花防止器的鹅颈管进口通向反应区的内部。 该鹅颈管处于 地面上 300mm 处。
     用单螺杆泵将油从储槽中抽出, 通过燃料级软管输送到从高于储槽约 50mm 处。该 储槽在其底部设有排液阀, 以使冷凝液排出。
     初级原油加热器
     从泵中排出的油立即通过生产设备中的船用热交换器。该热交换器将提供 5kW 的 能量, 以供油温升至约 45℃。 夹套水中的热量将被提供, 通过转移冷却剂在散热器与发动机 水套之间的流动, 二者之间的流动通过三通件及恒温器连接, 符合船用惯例。
     催化剂槽
     催化剂槽 17 是分隔的隔框内在组成部分, 可盛放 300L 预混催化剂。在本发明设 备的外部用 200L 的桶手动装满该槽, 并通过带有火花防止器的鹅颈管进行通风。
     混合器
     油经初级油加热器进入混合器。 在混合器中, 将催化剂, 甲醇和氢氧化钠或氢氧化 钾按 12 ∶ 1 的质量比的混合物, 通过 Prominent Fluid Controls Ltd 公司的计量泵加入 到搅动的原油中。 在混合器中具有轮子, 这是能够确保理想混合的另一个特有的设备性能。
     在可供替换的实施例中, 混合器将原植物油与甲醇钠 / 甲醇试剂混合在一起。
     控制催化剂和原植物油的流动, 以提供必要的混合比率。进入混合器的油温不低 于 65℃。
     通过逆止阀将催化剂加入混合器中。
     混合是通过平面剪切和湍流混合组成。
     二级油加热器
     利用发电机排气管的废热将从混合器流出的流体加热到约 90℃。通过使废热流 经管道的方式, 来加热管组中的水, 从而将废热收集起来。 这样做的好处是将排气管冷却至 150℃。
     大约可从排气管中获得 16kW 的能量。
     将混合器包裹在水夹套中, 以保温。
     脱气
     当温度逐步升至 600C, 甲醇蒸汽将会蒸发出来。这些气体将浓缩冷凝并收集在与 防止虹吸 / 脱气塔相连接的容器中, 使得所有其后的处理容器是气密的。
     沉淀及脱除甘油
     沉淀和分离是通过液压剪床 (HydraShear)13 来进行的, 其为在澳大利亚建立和 开发的加工和液压传动专利技术。该专利系统可脱出甲酯以及甘油至外部收集器。
     通过最终脱除甲酯过程, 将甲酯脱除至流量稳定柱, 在其中还要进过剩下的精制 和过滤处理。
     最终脱除甲醇甲醇分离器 14 是一种利用压差而非加热将甲醇闪的蒸出机械设备。通过空气的 驱动使甲醇进入到冷凝柱, 然后进入收集器。
     将甲酯收集于分离室中, 然后流入流量稳定柱 16。
     过滤
     通过第二单螺杆泵将甲酯从甲醇分离器中抽出, 经过含有沸石和活性炭的两个柱 15, 其可吸收其他杂质。
     在预混阶段, 将沸石与珍珠岩按最能吸收水的比例混合。而在离开蘑菇状器件 (Chantrelle) 之后, 使用不带有任何添加物的沸石。
     一般脂肪酸甲酯离开蘑菇状器件 (Chantrelle) 时的 pH 值为 8.5。通过离子交换 介质后该 PH 值会降低, 随后通过向脂肪酸甲酯中加入适量的磷酸, 以使生物柴油的 PH 值为 + 7.0 /-0.2, 这个值处于所预想的参数范围内。
     中和之后, 精制过滤器为 5μm 过滤网。
     进行完该过程的产品为生物柴油。
     精制
     从沸石柱中出来的生物柴油, 经过一系列滤网, 不断减小横截面, 以提供最终过滤 尺寸为 1 微米的产物。 存储槽
     从存储槽排出的生物柴油通过 PH 计, 以保证该燃料满足 EN 14214 标准, 其 PH 值 为 7。如果它不能满足上述标准, 将加入微量的硫酸来调节 PH, 以满足上述标准。
     之后将该中性燃料排入存储容量为 2,000L 的存储槽, 其置于机器的地板上, 并穿 有大的孔。
     通风采用带有火花防止器鹅颈通风筒, 延伸至槽底部上方约 300mm 处。
     连接
     因为都是组件容器, 故该结构一般为一种合适的塑料。软管为带有塑料或金属配 件的燃料级柔性材料。
     所有组件通过连接线连接起来, 以确保零电阻, 整个结构通过容器固定锚连接在 一起。
     电气系统
     所有电力发动机都安装于反应区外部。 控制线路及伺服阀是带有隐藏线路的低电 压, 而且通过气密盖控制控制面板。
     所有的灯及预警指示灯都是 LED 或 LCD。控制面板安装于反应区外面。
     通风
     如有可能, 鼓励采用自然通风。 组成机器底板的存储槽上有大口径的穿孔, 以便重 气体能进入机器外部的水槽内。通风口位于机器反应区域顶部的两侧。
     容器本身安装在约 450mm 高的混凝土基座上, 以确保机器下面空气的自然流通, 加速反应区空气循环。
     经发动机冷却风扇的空气被导入用于提供必要的空气流动, 驱赶甲醇蒸汽, 并可 提供积极的空气流通。由于该风扇并不是由任何电力设备所驱动, 火花的危险便可自然消 除。
     在优选实施例中, 可设置 “锅” , 既可作为热油罐也可作为甘油分离器槽。
     本质说, 它通常是内部有三个加热元件的大油槽。将油加热到 110℃, 温度的下限 为 100℃。甘油分离槽嵌入于热油槽中, 并与角截面的项圈紧密相连, 保证接头的气密性。 甘油分离槽包括四个体积逐渐减小的腔体。
     槽的顶部可用密封盖子密封。槽的底部设有歧管, 允许根据需要排出甘油。
     容器
     容器由塑料构成, 设有只能从容器内部进入的固定点。 吊起点位于顶部的四角, 锚 固点位于 4 个较低的角落。
     将容器安装在距离地面 450mm 高度, 调节锚腿确保水平。
     在榨油器的任何一侧设置槽, 在输入端可用于加载, 输出端可方便排出。
     将发动机安装在安装平台上四周配有密封橡胶的吸音容器内。
     通道门是气密的, 其带有清晰的观看面板。进入容器可分为两个步骤。
     本机可用于处理目前使用的绝大多数原料。
     安装
     本发明的设备仅需最简单的准备 - 水平混凝土底座约为 3mx6mx150mm。通路方面 可提供辅助, 但不是必需的。
     检修 维修制度是极少的, 但某些项目却很重要。 要严格遵守发动机制造商的建议。必须在机油失效前每 250 小时更换一次。 应该按照制造商的建议来混合冷却液。 必须每天清洗榨油器上的供油过滤器。 必须每天清洗沸石柱, 且每当 10,000 升时更换。 必须每天清洗精制系统中的过滤元件。 每天早上启用前应该排空油罐中的冷凝水或水。 每天应该排空燃料存储槽中的水汽。 每 1750 小时应该更换一次榨油器的轴。 步骤 1. 装入原料 ; 2. 将原料浸渍 a. 如果是椰子或澳洲坚果壳, 通过″ squidger″切割机 ; b. 通过切碎机 ; 3. 从原料中榨油 a. 收集油 ; b. 去除覆盖物 ; 4. 加热油 ; 5. 过滤油 ; 6. 混合催化剂和油 ; 7. 从脂肪酸甲酯中脱除甘油和其它副产物 ; 8. 脱除过量的甲醇 ;9. 通过过滤 / 离子交换降低 PH 至 ;
     10. 中和使 PH 至 7+/.0.2
     11. 过滤精制
     12. 传送生物柴油
     在本发明的说明书及权利要求书中, 单词 “含有” 及其衍生词, 包括每个指定的部 分, 但不排除一个或多个部分的进一步纳入。
     本说明书中的 “一个具体实施例” 或 “具体实施例” 指的是与本发明至少一个具体 实施例相关的特别的性能、 结构或特征。因此, 出现在说明书不同位置的词组 “在一个具体 实施例中” 或 “在具体实施例中” 不是指相同的具体实施例。进一步地, 在一个或更多的组 合中, 可将特别的性能、 结构或特征以合适的方式结合起来。

一种生物柴油生产系统及装置.pdf_第1页
第1页 / 共16页
一种生物柴油生产系统及装置.pdf_第2页
第2页 / 共16页
一种生物柴油生产系统及装置.pdf_第3页
第3页 / 共16页
点击查看更多>>
资源描述

《一种生物柴油生产系统及装置.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《一种生物柴油生产系统及装置.pdf(16页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

1、10申请公布号CN101978027A43申请公布日20110216CN101978027ACN101978027A21申请号200980110110022申请日20090116200890021020080116AUC10G3/00200601B01J19/00200601C11C3/10200601B01F17/00200601C10L1/18200601B01J8/00200601C11C3/0220060171申请人生物燃料合伙有限公司地址澳大利亚昆士兰州72发明人桑迪凯利劳伦斯鲍姆74专利代理机构广州华进联合专利商标代理有限公司44224代理人曾旻辉何冲54发明名称一种生物柴油生产系。

2、统及装置57摘要一种生物柴油生产装置,其特征在于包括内部设有发电机的外壳、用于覆盖原料以从该原料中提取原油的榨油器、用于将所述原油与催化剂材料混合在一起的混合/反应容器、以及至少一个将甲酯从其他产物中分离出来的分离装置。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010091686PCT申请的申请数据PCT/AU2009/0000512009011687PCT申请的公布数据WO2009/089591EN2009072351INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书10页附图3页CN101978032A1/2页21一种生物柴油生产装置,其特征在于包括内部设有发。

3、电机的外壳、用于覆盖原料以从该原料中提取原油的榨油器、用于将所述原油与催化剂材料混合在一起的混合/反应容器、以及至少一个将甲酯从其他产物中分离出来的分离装置。2根据权利要求1所述的生物柴油生产装置,其特征在于利用醇解反应或者酯交换反应。3根据权利要求1或2所述的生物柴油生产装置,其特征在于其中所述外壳是独立的运输容器。4根据上述任意一项权利要求所述的生物柴油生产装置,其特征在于所述容器分为至少两个隔室,其中大隔室约是小隔室空间的两倍,划定危害区域,并将该区域与热的区域隔离开。5根据上述任意一项权利要求所述的生物柴油生产装置,其特征在于所述外壳设置有多个通风口,该通风口可完全被密封与外界环境隔离。

4、。6根据权利要求5所述的生物柴油生产装置,其特征在于通过在底层壁或侧壁的下面区域设置开口,利用自然风驱动的通风,以使得比空气重的气体被排出,通过在上面区域设置边孔以使得比空气轻的气体被排出。7根据权利要求6所述的生物柴油生产装置,其特征在于,所述容器间隔地设置在支架表面上方,以促进容器下方的自然流动和容器内部的循环。8根据上述任意一项权利要求所述的生物柴油生产装置,其特征在于所述容器设有只可从所述容器内部进入的吊起点/固定点/运输点。9根据上述任意一项权利要求所述的生物柴油生产装置,其特征在于其中所述装置的部件按如下方式置于所述外壳中,A发电机安装在所述容器的一端;B榨油器安装在所述发电机的下。

5、方;C原料漏斗安装在所述容器的一个侧面上并与所述榨油器相连通;D在所述容器侧面对面的覆盖物排出口与所述原材料漏斗相连通;E原油集液盘安装在所述榨油器下面;F与原油集液盘流体连通的原油存储槽;G成品生物柴油存储槽安装所述容器尾部的下部,与发电机相对;H隔室置于朝着所述容器中间的方位,处于所述发电机与所述成品生物柴油剩放槽之间,用于容纳生产生物柴油的化学反应装置。10根据上述任意一项权利要求所述的生物柴油生产装置,其特征在于将从榨油器排出的原油注入第一加热器中,然后进入混合有催化剂的混合器,再通过第二加热器,到达沉降柱以使甲醇蒸汽从所述沉淀槽的顶部和底部进入,脱除甘油,不是在底部或顶部的所述主要反。

6、应材料通过进一步的分离步骤分离出,至少其中一部分排出至甲醛收集器,通过PH值调节步骤进入到成品生物柴油存储槽。11根据上述任意一项权利要求所述的生物柴油生产装置,其特征在于发电机位于所述外壳内部的独立的隔室中。12根据权利要求11所述的生物柴油生产装置,其特征在于所述发电机产生的废热用来加热其他反应装置或反应流体。权利要求书CN101978027ACN101978032A2/2页313根据上述任意一项权利要求所述的生物柴油生产装置,其特征在于其包括榨油器,用来将未加工的原料捣烂,以通过原油的物理析出作用来生产原油。14根据权利要求13所述的生物柴油生产装置,其特征在于其包括混合器用于混合催化剂。

7、与所述原油,其中通过加热或搅拌所述原油处于活性状态。15根据权利要求14所述的生物柴油生产装置,其特征在于所述混合器设有一体化的加热装置,用来维持混合器中混合物的热度。16根据权利要求15所述的生物柴油生产装置,其特征在于至少包括分离甘油的步骤和分离甲醇的步骤。17根据权利要求16所述的生物柴油生产装置,其特征在于其中所述分离甘油的步骤包括从所述产品混合物中去除甲酯以及甘油。18根据权利要求16或17所述的生物柴油生产装置,其特征在于所述分离甲醇的步骤发生在机械设备中,该机械设备利用压差而非加热将所述甲醇从产品混合物中闪蒸出来。19根据权利要求16至18中任意一项所述的生物柴油生产装置,其特征。

8、在于任何甲酯经过过滤以使得最终的过滤尺寸为大约1微米,以吸收任何残余物。20根据权利要求16至19中任意一项所述的生物柴油生产装置,其特征在于其中设有PH值调节系统,以确保产品生物柴油的PH值约为7。权利要求书CN101978027ACN101978032A1/10页4一种生物柴油生产系统及装置技术领域0001本发明涉及一种替换的可持续性的燃料资源,特别涉及一种生物柴油生产系统及装置。背景技术0002生物柴油涉及一种由短链烷基甲基或乙基酯组成的柴油相当的加工燃料,通过植物油或动物脂肪的酯交换反应而得到,其能够用于单独或与传统的柴油燃料混合未改型的柴油发动机运输工具。0003在1937年8月31。

9、日,布鲁塞尔大学的GCHAVANNE比利时获得了一项专利“植物油用于燃料的转换方法”FRPROCEDEDETRANSFORMATIONDHUILESVEGETALESENVUEDELEURUTILISATIONCOMMECARBURANTS1,其比利时的专利号为422,877。该专利描述了使用乙醇并提到甲醇和植物油进行醇解反应通常称为酯交换反应,从而通过用短链醇替代甘油,使脂肪酸从甘油中分离出来。这似乎是今天大家所熟知的“生物柴油”的制备方法的第一次描述。0004生物柴油的共同国际标准是EN14214。也有其他的国家规格。在美国和加拿大最通用的标准是ASTMD6751。在德国,生物柴油的要求列。

10、入DINEN14214标准中;在英国,生物柴油的要求列入BSEN14214标准中。尽管如此,后两个标准实质上与EN14214是一样的,只是在其前面加入相应国家标准机构代码而已。0005由不同油制成的三种不同种类的生物柴油,有三种不同的标准0006RME油菜籽甲酯,依据DINE516060007PME植物甲酯,纯粹的植物产物,依据DINE516060008FME脂肪酸甲酯,植物与动物的产物,依据DINV516060009这些标准确保在燃料生产过程中,满足以下重要的因素0010完全反应;0011脱除甘油;0012脱除催化剂;0013脱除醇0014没有游离的脂肪酸;0015低硫含量。0016虽然传统。

11、生物柴油的生产方法和设备是足够的,然而这样的设备通常是大型的、复杂的、固定的化学处理设备,需要大量的操作人员来操作该设备,以及大量的运输成本,而且还需要将生物柴油运送到最终使用者。0017应该清楚地理解,如果在先技术涉及上述内容,在澳大利亚或者其他任何国家,上述引用不会构成该领域的公知技术的公布形式部分。说明书CN101978027ACN101978032A2/10页5发明内容0018本发明涉及一种生物柴油生产系统及装置,其至少克服了一个上述提到的技术缺陷,或者给消费者提供了一种有用的或者商业的选择。0019根据上述内容,本发明广义上归于一种生物柴油生产装置,包括内部设有发电机的外壳、用于覆盖。

12、原料以从这些原料中提取原油的榨油器、用于将所述原油与催化材料混合在一起的混合/反应容器、以及至少一个将甲酯从其他产物中分离出来的分离装置。0020本发明的生产装置可以采用大多数含油的果实麻风树、棕榈树、油菜籽等等诸如此类,通过对这些果实进行处理以生产符合欧洲标准的生物柴油燃料。这意味着该装置的输出产物能够直接进入现代柴油发动机储槽中而不需要对这些发动机进行改造。上述处理过程通常为醇解反应常常称之为酯交换反应,如图1所示的一般反应。0021上述装置的输出量对于想要使用燃料的小社区是理想的。特别适合于100公顷的农场,每天产量在1500至2000升之间,其成本是矿物柴油燃料通常花费的一部分而已。0。

13、022所述外壳优选为一个容器,一般来说是运输容器或者其他类似物。通常将该容器分成许多隔室以容纳所述生产装置的特定元器件。根据优选实施方式,通常将所述容器分成两个隔室,其中大隔室是小隔室空间的两倍,从而划定危险区,并将该区域与热区域隔离开。0023优选地,所述外壳为矩形,并由底层壁、若干个侧壁和顶盖构成。更佳地,所述外壳设有防腐蚀防水的隔热壳体。特别优选的所述外壳的结构材料是一种相对经久耐用的塑胶。0024优选地,所述外壳与外界环境完全密封,但是通常设置若干个通风口。优选地,选用受自然风驱动的通风口。为设置这样的通风口,可在底层壁或侧壁的较低部开孔,以使比空气重的气体便于排出;在上部设置边孔,以。

14、使比空气轻的气体排出。0025所述容器通常设置在地面上或者支架表面的上方,以促进容器下方的自然流动和容器内部的循环。0026可设置辅助的循环促进设备,比如安装在发电机上的风扇。该风扇可与管道连接,以将隔室之间的空气流动分开及连通,从而提供一个正压力以阻挡任何气体。0027所述容器通常设有吊起/固定/运输点或连接点。优选地,这些连接点只能从所述容器内部进入,所以在该容器固定在适当的位置或被拆除前,通常需要进入容器的内部。0028通常情况下,将吊起点设置在至少所述容器上方的若干个角落,通常在上方4个角落的每个角落设置。将锚定点设置在至少所述容器的若干下方角落,通常在下方4个角落的每个角落设置。00。

15、29如上所述,所述容器优选地安装在高于地面处。通常,将该容器安装在若干个支脚上。特别优选的高度是距离地面或者支架表面450MM。优选地,所述用于支撑容器的支脚可调节容器的高度,而且可进行水平调整。0030所述容器和/或其支脚通常安装在地面上放置的底座或厚板上。优选地,所述厚板为混凝土结构或含有混凝土,并通常得到加固。0031可利用声音吸收和/或震动吸收材料进行安装容器。通常至少有一个通道门进入该容器内部。优选地,这个门上至少有部分的透明部以使得用户不需要打开通道门就可以看见容器内部。进一步优选地,当密封时,气体不可从该通道门进出。0032关于容器内部的元器件的结构与布局,优选地,将发电机安装于。

16、容器的一端,榨油说明书CN101978027ACN101978032A3/10页6器安装在发电机下方。通常将原料漏斗安装在容器的一个侧面上,与该榨油器相连通,并与容器相反侧面上的排出口相连通。通常将原油集液盘安装于榨油器下面。该集液盘通常配置为大尺寸的过滤器,以去除较大颗粒或从榨油器中掉出的植物物质。该原油集液盘与原油存储槽相连通。0033通常将成品生物柴油存储槽安装于与发电机相对的容器下端。朝着所述容器中间方位的隔室,其处于安装有所述发电机的隔室与安装有所述成品生物柴油存储槽的隔室之间,优选的用于容纳生产成品生物柴油的化学反应装置。0034根据本发明的一个优选实施例,将从榨油器排出的原油注入。

17、第一加热器中,然后进入混合有催化剂的混合器,再通过第二加热器,到达沉降柱。优选地,所述沉降柱使得甲醇蒸汽收集于沉降槽中。在该沉降槽的底部,脱除甘油,并排放至设备外部的收集槽。然后将该生物柴油注入进一步的分离步骤,至少其中一部分排放至甲醇收集器,通常进入沸石柱,然后进入精制过滤器,通过PH计,最后进入到成品生物柴油存储槽。0035本发明的生物柴油生产装置包括发电机,通常其安装在所述容器内上部,朝向该容器的一端。0036所述发电机通常包括柴油发电机组或柴油电源箱。通常,该发电机产生液压动力或电力,为其他处理元件提供能量。优选地,该发电机设于所述容器内的独立隔室里。这可以帮助限制反应和/或原油或成品。

18、生物柴油造成的污染。0037通常,发电机在其运行期间将产生热量。所述发电机产生的废热用于加热原油或加热其他反应设备。0038发电机通常与泵连接,用以传送原油,中间产物及成品生物柴油进入、输出以及通过反应步骤。优选的泵为螺杆泵,而且通常设置多个螺杆泵。0039上述系统包括榨油器,其用来将未加工的原料捣烂,并产生原油。可采用任何结构形式的榨油器。优选的榨油器是可调制原料的筛除。也可通过连接部件的运动来控制该榨油器的调节性能。0040所述榨油器设有可旋转的中心轴,其周围安装有搅拌主体与四周叶片相互作用,以捣碎原料,从而释放出原油。通常利用电力或液压马达驱动所述榨油器轴,该能量由所述发电机提供。004。

19、1通常本发明还包括原油收集槽。介于榨油器输出端和原油收集槽之间的是分离或过滤装置,通常包含溢流堰和过滤网。所述原油收集槽通常位在榨油器下方。0042根据一个更加优选的实施方式,所述槽的容量为约600L。当然,不同尺寸的设备可以设置不同尺寸的槽。0043优选地,所述原油收集槽利用迂回排放器件通往所述容器反应区域的内部。该排放器件通常设置有火花防止器,通常是网纱火花防止器。一般情况下,所述迂回排放器件上升至所述容器内层上方的一个水平面,通常大约高于该内层300MM。0044通常利用泵从原油存储槽中抽取原油。通常,原油收集槽的原油输出口位于槽底部的上方,优选为槽底部上方约50MM。0045通常的,原。

20、油收集槽下方设有排放阀,以排除蒸汽或者将槽排干。0046当原油离开原油收集箱后,经过加热器,通常是热交换器。所述热交换器通常紧邻泵的输出侧边。优选地,所述热交换器提供足够的热量以使所述原油的温度上升至大约说明书CN101978027ACN101978032A4/10页745。0047热量通常由热水来提供,热水可利用转移发电机中冷却剂的流动来进行加热。0048在优选实施例中,用于本发明酯交换反应的催化剂也被存储在容器内部。通常,将催化剂存储在一个或若干催化剂槽中。优选地,可从该容器外面的入口将这些槽填满。所述催化剂槽优选通过安装带花火防止器的迂回排放器件来通风。0049在加热原油后,通常将催化剂。

21、与原油混合于混合器中。该催化剂通常为甲醇与氢氧化钠或氢氧化钾按121的质量比混合的无水混合物,例如甲醇钠。通常用计量泵将该混合物注入到在混合器中搅拌的原油中。该混合器优选配置为使催化剂与原油充分混合的构造。0050通常紧邻混合器设置有进一步的加热器,使得从混合器输出的液体能够被加热至大约90。该加热器通过流经排气管的空气流获得热空气的方式来利用从供电装置回收的废热。这种利用废热的做法的另一个好处是可以冷却供电装置的排气管至大约150。0051所述混合器设有一体化的加热装置,用来维持混合器中混合物的热度。例如,可通过利用热水夹套将混合器包裹起来以达到上述目的。0052当混合物的温度逐渐上升至60。

22、以上时,甲醇气体从混合物中蒸发出来。这些气体将浓缩冷凝并收集在与防止虹吸/脱气塔相连接的容器中。在该处理位置去除上述气体将更好地使得所有其后的处理容器是气密的。0053通常至少有一个分离装置,用来将甲酯从反应混合物中的其他材料中分离出来。其分离的步骤包括除气、沉淀和脱甘油,最后脱甲醇、过滤和最终的精制。0054优选地,沉淀和脱甘油步骤包括去除甲酯,通常将从产品混合物种脱出的甘油排至外部收集容器。优选地,将甲酯排至流量稳定柱,以用于最终的脱甲醇步骤。0055优选地,最终的脱甲醇/甲酯在甲醇分离器中发生。脱甲醇发生在利用差压而非加热方式将所述甲醇从产品混合物中闪蒸出来的机械设备中。优选地,甲醇受空。

23、气流驱动流入冷凝柱,再从冷凝柱至收集器。0056优选地,将所述甲酯收集在甲醇分离器中并流经流量稳定柱,在该柱中汇入于沉淀和脱甘油过程中分离出来的甲酯。0057优选地,在过滤和精制步骤中,通过泵传送所述甲酯。该甲酯优选经过一串过滤器以减小其横截面积,以获得最终优选的过滤尺寸,为大约1微米,也可将所述甲酯泵入沸石柱和/或活性炭柱,以吸收残余杂物。0058设置PH值调节系统以确保产品生物柴油的PH值约等于7。该调节系统通过增加硫酸的量以符合欧洲标准。0059按照上述步骤,优选地,将生物柴油排入生物柴油存储槽。根据更佳的实施方式,所述存储槽的容积约为2000M升,其位于容器的下端。通常,再次利用一个迂。

24、回排放器件作为所述存储槽的通风装置,该通风装置设置有火花防止器并延伸至存储槽顶部上面300MM处。0060本发明的装置通常设置一个综合的液压控制系统。通常,将所有受发电机驱动的液压或电力马达设置在反应区域的外面。线路控制及伺服阀操作优选为带有隐藏线路的低电压,而且通过气密盖与控制面板连接。0061优选地,将上述控制面板设置在反应区域外围。说明书CN101978027ACN101978032A5/10页80062本发明所用的原料可以采用大多数含油的果实或者植物麻风树、棕榈树、油菜籽等等。通过适当地调整反应条件或者参数,也能采用其他原料。附图说明0063本发明的各种实施方式将参照以下附图进行描述0。

25、064图1是本发明系统在优选具体实施例中酯交换反应的原理图;0065图2是本发明的容器在一种特别优选的实施方式中的结构俯视图去除了顶盖;0066图3是图2中所示容器的透视图;0067图4是图2和3中所示容器等轴测视图。具体实施方式0068根据优选实施例,提供一种便携的生物柴油生产装置10。根据该优选实施例,该系统具备以下特征0069发电机组或动力装置0070发电设备是KUBOTASQ3200,其操作参数如下0071发动机速度1500RPM0072功率20KVA0073电压415VOLT0074相位3相位0075发电机4极0076绝缘性H级0077发动机是KUBOTAV2203EBG,具有以下尺。

26、寸0078设计4个成直线排列的汽缸,4冲程循环,水冷却0079喷射间接式0080孔腔87MM0081冲程924MM0082排量2,197CC0083所述发电设备完全是封闭的,其符合所有现行法规的关于声响噪音的限定。其被设置在所示实施例的容器一端的上部11。特征如下0084耗油量53升/小时0085油箱62升0086启动方式电力0087长X宽X高1675X780X970MM0088重量730公斤0089噪音值63DBA0090除了标准的发电机组,从夹套冷却系统出来的冷却剂经过恒温器,进入油料系统周围的加热器。0091在排气系统的周围安装有热回收系统,以提供给原油进一步加热的能量。说明书CN101。

27、978027ACN101978032A6/10页90092在发动机的前面,有两个B型皮带轮通过电动离合器分别驱动单螺杆式泵。将每个泵调节为每小时处理250L的流量。0093柴油动力液压动力箱提供电力。这种发动机水冷柴油发动机高速运转约2600RPM。通过3个液压泵提供动力从而产生电力0094工艺泵0095榨油器发动机0096交流电发电机0097该交流电发电机满足三个加热原件15KW,由转速为1500RPM的液压马达驱动。0098为适应随液压马达转速的变动引起的电流的增加,液压油产生出热量,造成粘度下降,这种现象称为发电机低温上升40。故而在发动机散热器外面也安装有液压油冷却机体。0099该电气。

28、系统包括简单的配电板,带有三相隔离器,绝缘开关及恒温接触器。0100进入散热器的空气流部分转移,以提供气流产生必要的压差,从而可通过蘑菇状器件CHANTRELLE吸入空气。0101通常原料需要经分解处理,为符合最终材料的物理尺寸及/或化学可用性。最初可使用SQUIDGER切割机。SQUIDGER切割机是为适应木材切割机,其广泛用于将木材变成更容易的处理木材碎屑。该SQUIDGER切割机是液压驱动,其转动带有刀片的圆盘,并设置于金属板外壳内部。0102从SQUIDGER切割机出来的材料然后经切碎机处理。切碎机的目的是压碎原料,以使榨油器消耗较少的能量压碎原料,从而使榨油的效率更高。0103优选地。

29、,该切碎机包括一对啮合的齿轮,其安装于面板之间。从动齿轮安装于衬套式轴承上,作为与摩擦部分与端板相对应。该齿轮被液压马达驱动,通过减速齿轮可允许切碎机齿轮运行发动机速度的一半。0104切碎机齿轮通常是淬火钢,并且具有足够的长度以覆盖整个榨油器的进口宽度。0105空转齿轮通常安装于类似的衬套轴承上作为从动齿轮,然而,该衬套安装于每个面板的可调滑块上,以使得齿轮轴之间的距离可调。0106优选地,侧面板固定在与旋转轴平行的两个板上。0107侧面上方通常设有锥形降落伞形的装置,以接受加载的原料。在切碎机下面,设有金属槽以引导碎的原料进入榨油器。0108榨油器0109榨油器的目的是从原料中提取原油。01。

30、10该榨油器具有锥形螺杆装置。通过与液压马达灵活的直接接合驱动所述锥形螺杆装置,并且其具有可调节的正压力装置。0111通过液压马达上的速度控制器控制轴的速度,该液压马达的运转速度限制在0120RPM。0112该轴包括两部分,平行部分提供强制进料,锥形部分控制压缩原料。该轴为以钢轴为基体的玻璃填充尼龙复合结构。0113该轴在锥形孔中旋转,该孔形成在一系列的板中,这些板在高强度钢中通过拉杆绑在一起。说明书CN101978027ACN101978032A7/10页100114在榨油器的出料口端,所述轴将压缩的原料排入阻风装置,其可调节流量的变动,从而控制榨油器中压力。0115这些板上有清理通道,以排。

31、出原油。将原油排至热油槽。热油收集槽0116清油流过溢流堰和过滤网,被收集于安装于榨油器12下面的塑料槽中。该槽的容积约为600L。该槽经带有网状火花防止器的鹅颈管进口通向反应区的内部。该鹅颈管处于地面上300MM处。0117用单螺杆泵将油从储槽中抽出,通过燃料级软管输送到从高于储槽约50MM处。该储槽在其底部设有排液阀,以使冷凝液排出。0118初级原油加热器0119从泵中排出的油立即通过生产设备中的船用热交换器。该热交换器将提供5KW的能量,以供油温升至约45。夹套水中的热量将被提供,通过转移冷却剂在散热器与发动机水套之间的流动,二者之间的流动通过三通件及恒温器连接,符合船用惯例。0120催。

32、化剂槽0121催化剂槽17是分隔的隔框内在组成部分,可盛放300L预混催化剂。在本发明设备的外部用200L的桶手动装满该槽,并通过带有火花防止器的鹅颈管进行通风。0122混合器0123油经初级油加热器进入混合器。在混合器中,将催化剂,甲醇和氢氧化钠或氢氧化钾按121的质量比的混合物,通过PROMINENTFLUIDCONTROLSLTD公司的计量泵加入到搅动的原油中。在混合器中具有轮子,这是能够确保理想混合的另一个特有的设备性能。0124在可供替换的实施例中,混合器将原植物油与甲醇钠/甲醇试剂混合在一起。0125控制催化剂和原植物油的流动,以提供必要的混合比率。进入混合器的油温不低于65。01。

33、26通过逆止阀将催化剂加入混合器中。0127混合是通过平面剪切和湍流混合组成。0128二级油加热器0129利用发电机排气管的废热将从混合器流出的流体加热到约90。通过使废热流经管道的方式,来加热管组中的水,从而将废热收集起来。这样做的好处是将排气管冷却至150。0130大约可从排气管中获得16KW的能量。0131将混合器包裹在水夹套中,以保温。0132脱气0133当温度逐步升至600C,甲醇蒸汽将会蒸发出来。这些气体将浓缩冷凝并收集在与防止虹吸/脱气塔相连接的容器中,使得所有其后的处理容器是气密的。0134沉淀及脱除甘油0135沉淀和分离是通过液压剪床HYDRASHEAR13来进行的,其为在澳。

34、大利亚建立和开发的加工和液压传动专利技术。该专利系统可脱出甲酯以及甘油至外部收集器。0136通过最终脱除甲酯过程,将甲酯脱除至流量稳定柱,在其中还要进过剩下的精制和过滤处理。0137最终脱除甲醇说明书CN101978027ACN101978032A8/10页110138甲醇分离器14是一种利用压差而非加热将甲醇闪的蒸出机械设备。通过空气的驱动使甲醇进入到冷凝柱,然后进入收集器。0139将甲酯收集于分离室中,然后流入流量稳定柱16。0140过滤0141通过第二单螺杆泵将甲酯从甲醇分离器中抽出,经过含有沸石和活性炭的两个柱15,其可吸收其他杂质。0142在预混阶段,将沸石与珍珠岩按最能吸收水的比例。

35、混合。而在离开蘑菇状器件CHANTRELLE之后,使用不带有任何添加物的沸石。0143一般脂肪酸甲酯离开蘑菇状器件CHANTRELLE时的PH值为85。通过离子交换介质后该PH值会降低,随后通过向脂肪酸甲酯中加入适量的磷酸,以使生物柴油的PH值为70/02,这个值处于所预想的参数范围内。0144中和之后,精制过滤器为5M过滤网。0145进行完该过程的产品为生物柴油。0146精制0147从沸石柱中出来的生物柴油,经过一系列滤网,不断减小横截面,以提供最终过滤尺寸为1微米的产物。0148存储槽0149从存储槽排出的生物柴油通过PH计,以保证该燃料满足EN14214标准,其PH值为7。如果它不能满足。

36、上述标准,将加入微量的硫酸来调节PH,以满足上述标准。0150之后将该中性燃料排入存储容量为2,000L的存储槽,其置于机器的地板上,并穿有大的孔。0151通风采用带有火花防止器鹅颈通风筒,延伸至槽底部上方约300MM处。0152连接0153因为都是组件容器,故该结构一般为一种合适的塑料。软管为带有塑料或金属配件的燃料级柔性材料。0154所有组件通过连接线连接起来,以确保零电阻,整个结构通过容器固定锚连接在一起。0155电气系统0156所有电力发动机都安装于反应区外部。控制线路及伺服阀是带有隐藏线路的低电压,而且通过气密盖控制控制面板。0157所有的灯及预警指示灯都是LED或LCD。控制面板安。

37、装于反应区外面。0158通风0159如有可能,鼓励采用自然通风。组成机器底板的存储槽上有大口径的穿孔,以便重气体能进入机器外部的水槽内。通风口位于机器反应区域顶部的两侧。0160容器本身安装在约450MM高的混凝土基座上,以确保机器下面空气的自然流通,加速反应区空气循环。0161经发动机冷却风扇的空气被导入用于提供必要的空气流动,驱赶甲醇蒸汽,并可提供积极的空气流通。由于该风扇并不是由任何电力设备所驱动,火花的危险便可自然消除。说明书CN101978027ACN101978032A9/10页120162在优选实施例中,可设置“锅”,既可作为热油罐也可作为甘油分离器槽。0163本质说,它通常是内。

38、部有三个加热元件的大油槽。将油加热到110,温度的下限为100。甘油分离槽嵌入于热油槽中,并与角截面的项圈紧密相连,保证接头的气密性。甘油分离槽包括四个体积逐渐减小的腔体。0164槽的顶部可用密封盖子密封。槽的底部设有歧管,允许根据需要排出甘油。0165容器0166容器由塑料构成,设有只能从容器内部进入的固定点。吊起点位于顶部的四角,锚固点位于4个较低的角落。0167将容器安装在距离地面450MM高度,调节锚腿确保水平。0168在榨油器的任何一侧设置槽,在输入端可用于加载,输出端可方便排出。0169将发动机安装在安装平台上四周配有密封橡胶的吸音容器内。0170通道门是气密的,其带有清晰的观看面。

39、板。进入容器可分为两个步骤。0171本机可用于处理目前使用的绝大多数原料。0172安装0173本发明的设备仅需最简单的准备水平混凝土底座约为3MX6MX150MM。通路方面可提供辅助,但不是必需的。0174检修0175维修制度是极少的,但某些项目却很重要。0176要严格遵守发动机制造商的建议。必须在机油失效前每250小时更换一次。0177应该按照制造商的建议来混合冷却液。0178必须每天清洗榨油器上的供油过滤器。0179必须每天清洗沸石柱,且每当10,000升时更换。0180必须每天清洗精制系统中的过滤元件。0181每天早上启用前应该排空油罐中的冷凝水或水。0182每天应该排空燃料存储槽中的水。

40、汽。0183每1750小时应该更换一次榨油器的轴。0184步骤01851装入原料;01862将原料浸渍0187A如果是椰子或澳洲坚果壳,通过SQUIDGER切割机;0188B通过切碎机;01893从原料中榨油0190A收集油;0191B去除覆盖物;01924加热油;01935过滤油;01946混合催化剂和油;01957从脂肪酸甲酯中脱除甘油和其它副产物;01968脱除过量的甲醇;说明书CN101978027ACN101978032A10/10页1301979通过过滤/离子交换降低PH至;019810中和使PH至7/02019911过滤精制020012传送生物柴油0201在本发明的说明书及权利要。

41、求书中,单词“含有”及其衍生词,包括每个指定的部分,但不排除一个或多个部分的进一步纳入。0202本说明书中的“一个具体实施例”或“具体实施例”指的是与本发明至少一个具体实施例相关的特别的性能、结构或特征。因此,出现在说明书不同位置的词组“在一个具体实施例中”或“在具体实施例中”不是指相同的具体实施例。进一步地,在一个或更多的组合中,可将特别的性能、结构或特征以合适的方式结合起来。说明书CN101978027ACN101978032A1/3页14图1图2说明书附图CN101978027ACN101978032A2/3页15图3说明书附图CN101978027ACN101978032A3/3页16图4说明书附图CN101978027A。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 化学;冶金 > 石油、煤气及炼焦工业;含一氧化碳的工业气体;燃料;润滑剂;泥煤


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1