一种生物柴油和甘油的连续分离装置的制作方法

日期:2019-05-22 09:23:29

本实用新型属于生物柴油生产设备领域,更具体地说,涉及一种生物柴油和甘油的连续分离装置。

背景技术:
当今世界上,科技的发展和人类的文明在很大程度上依赖矿物燃料作为主要能源。然而矿物能源作为不可再生能源,随着人们使用的增多,能源的总量越来越少,能源危机问题势必会越来越严重。为了减少对传统石化能源的依赖和保护地球环境,各国政府非常重视发展可再生能源。近年,生物柴油作为一种清洁、廉价的可再生能源在我国得到高速的发展,预计到2020年,我国生物柴油年产量可达到1200万吨。国内外大规模生物柴油的制备工艺以酸碱催化的酯交换法为主,即以动植物油脂和甲醇为反应物,以浓硫酸、液体KOH、液体NaOH等为催化剂进行酯交换反应制备生物柴油。酯交换反应后的产物包括了生物柴油(主要成分为脂肪酸甲酯)、甘油、甲醇、水等物质,在生物柴油制备反应釜内,甘油的产量一般为生物柴油体积的1/10,其中极少部分甘油溶解在生物柴油中,其它以游离形式存在,较高浓度的游离甘油的存在会使生物柴油粘度增大,在使用过程中会产生积碳、影响发动机性能,车辆尾气排放超标,因此,生物柴油和甘油的分离程度对后续生物柴油产品的精制产生重要的影响。目前,我国大部分生物柴油企业多采用自然沉降方法,时间长效率低,不能连续化生产,不符合规模化生产的要求;另外,由于人为操作原因较多,使甘油中含甲酯多,或是甲酯中含甘油比例多。因此,如何高效、高纯度地从生物柴油中分离出甘油是生产的关键。经检索,已有相关方面的发明创造,如中国专利公开号为:CN201121181,公开日为:2008年9月24日的实用新型专利,公开了一种用于生物柴油和甘油的连续化分离装置,该装置包括分离室、重相暂存室和轻相暂存室,分离室内设有隔栅板,隔栅板与分离室底板之间留有间隙,分离室与重相暂存室之间通过导流管相联通,分离室上设有物料进料口和轻相溢流口,轻相溢流口位置高于导流管出口,分离室与轻相暂存室之间通过轻相溢流口联通。该装置的不足之处有:重相和轻相分离时间较长,单位时间分离量较小,分离过程容易受到进料口物料的流动影响,分离效率低、效果不理想。又如,中国专利公开号为:CN202909491U,公开日为:2013年5月1日的实用新型专利,公开了一种用于生物柴油生产的连续分离装置,包括罐体、填料部分、重相沉积部分、轻相出口、重相出口、进料口等。该装置存在以下的不足之处:填料部分的高度为3~10米,设备占有的空间较大,长时间运行容易造成填料部分的堵塞,影响轻相的分离,更换填料过程繁琐;进料对重相分离产生较大的影响,重相和轻相连续分离效率低。

技术实现要素:
1、要解决的问题针对现有酯交换反应方法生产生物柴油,产物中混有甘油,需要进行生物柴油和甘油分离的问题,本实用新型提供一种生物柴油和甘油的连续分离装置,能够对酯交换反应后的生物柴油和甘油的含醇混合液进行连续的分离,可分离出甘油含量少的生物柴油的含醇体系,以及生物柴油含量少的甘油的含醇体系,该装置在一个罐体内实现混合液的分层,以及重相和轻相的分离储存,结构原理简单,分离效率高、效果好。2、技术方案为解决上述问题,本实用新型采用如下的技术方案。一种生物柴油和甘油的连续分离装置,包括横向设置的罐体;所述的罐体内的左右两端分别设置有甘油腔隔板和甲酯腔隔板;所述的甘油腔隔板包括左右竖直间隔设置的下隔板和上隔板,下隔板的下端连接罐体的底部,上隔板的上端连接罐体的顶部;所述的甲酯腔隔板竖直设置,其下端连接罐体的底部;所述的甘油腔隔板和甲酯腔隔板将罐体内部空间分割成从左到右相连通的甘油腔、混合液腔和甲酯腔,甘油腔的底部设有甘油排出管,混合液腔的顶部设有进液管,甲酯腔的底部设有甲酯排出管。更进一步地,所述的甘油腔隔板的下隔板的高度小于甲酯腔隔板的高度。更进一步地,所述的混合液腔设有带视镜人孔,带视镜人孔在竖直方向的高度大于甘油腔隔板的下隔板的高度,带视镜人孔在竖直方向的高度小于甲酯腔隔板的高度。更进一步地,所述的甘油腔的底部位置设有第一液位计,中间位置设有第二液位计;所述的甲酯腔的底部位置设有第三液位计,顶部位置设有第四液位计。更进一步地,所述的甘油腔的顶部设有安全阀口,安全阀口安装安全阀。更进一步地,所述的甲酯腔的顶部设有甲酯视孔。更进一步地,所述的混合液腔设有温度传感器和压力传感器。更进一步地,所述的进液管的下端伸入混合液腔内,并安装有布液器;所述的布液器为向下突出的圆弧板。更进一步地,所述的混合液腔的底部设有排尽管。更进一步地,所述的罐体底部的左右两端安装有支脚,混合液腔的顶部设置检修孔。3、有益效果相比于现有技术,本实用新型的有益效果为:(1)本实用新型通过在罐体内设置甘油腔隔板和甲酯腔隔板,将罐体内空间分割为依次连通的甘油腔、混合液腔和甲酯腔,待分离液从进液管进入混合液腔分层,甘油位于下层,甲酯位于上层,下层甘油经甘油腔隔板的上下隔板之间的空隙进入甘油腔,上层甲酯经甲酯腔隔板上方的空隙进入甲酯腔,甘油和甲酯分别再由甘油腔和甲酯腔排出,避免因人工操作的不可控制性,该装置在一个罐体内实现混合液的分层,以及重相和轻相的分离储存,动静分离,三个空间较为独立,相互影响较小,分离出的甲酯和甘油的纯度高,分离速度快,实现了连续化分离;(2)本实用新型甘油腔隔板的下隔板的高度小于甲酯腔隔板的高度,保证在混合液腔内分层后重相能进入左侧的甘油腔,轻相能进入右侧的甲酯腔;(3)本实用新型混合液腔上带视镜人孔在竖直方向的高度大于甘油腔隔板的下隔板的高度,带视镜人孔在竖直方向的高度小于甲酯腔隔板的高度,此位置为重相和轻相分层位置,可以观察到分层液面,避免重相从甲酯腔隔板上方空隙进入甲酯腔;(4)本实用新型甘油腔的顶部设有安全阀口,安全阀口安装安全阀,保证甘油腔内压力在安全范围内;(5)本实用新型混合液腔的底部设有排尽管,可以将混合液腔内液体排除干净,以便检修等操作;(6)本实用新型罐体底部的左右两端安装有支脚,方便摆放,混合液腔的顶部设置检修孔,方便检修;(7)本实用新型结构简单,设计合理,易于制造。附图说明图1为本实用新型的结构示意图。图中:1、罐体;2、甘油腔隔板;3、甲酯腔隔板;4、混合液腔;5、甘油腔;6、甲酯腔;7、进液管;8、甘油排出管;9、甲酯排出管;10、第一液位计;11、第二液位计;12、第三液位计;13、第四液位计;14、温度传感器;15、压力传感器;16、安全阀口;17、带视镜人孔;18、布液器;19、检修孔;20、甲酯视孔;21、排尽管;22、支脚。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步进行描述。实施例1如图1所示,本实施例的一种生物柴油和甘油的连续分离装置,包括横向设置的罐体1;所述的罐体1底部的两端安装有支脚22,方便摆放,罐体1内的左右两端分别设置有甘油腔隔板2和甲酯腔隔板3;所述的甘油腔隔板2包括左右竖直间隔设置的下隔板和上隔板,下隔板的下端连接罐体1的底部,上隔板的上端连接罐体1的顶部;所述的甲酯腔隔板3竖直设置,其下端连接罐体1的底部,并且甲酯腔隔板3的高度大于甘油腔隔板2的下隔板的高度。这样,所述的甘油腔隔板2和甲酯腔隔板3将罐体1内部空间分割成从左到右相连通的甘油腔5、混合液腔4和甲酯腔6。所述的混合液腔4的顶部设有进液管7和检修孔19。实际使用中,待分离液体从进液管7进入混合液腔4,会对腔体内液体产生冲击,使液体扰动,导致混合液体分层时间延长,降低分层效果。为解决上述问题,在本实施例中,进液管7的下端伸入混合液腔4内,并安装有布液器18,布液器18采用向下突出的圆弧板结构,这样,通过进液管7进入的液体,沿布液器18的四周溢出,均匀的洒落到腔体内,大大减小冲击力,扰动极小,不影响液体的分层。所述的混合液腔4设有带视镜人孔17,带视镜人孔17在竖直方向的高度大于甘油腔隔板2的下隔板的高度,带视镜人孔17在竖直方向的高度小于甲酯腔隔板3的高度,此位置为重相和轻相分层位置,可以观察到分层液面,避免重相从甲酯腔隔板3上方空隙进入甲酯腔6内。所述的混合液腔4的底部设有排尽管21,可以排尽混合液腔4内液体,方便通过检修孔19,进行维护检修。混合液腔4内温度和压力对液体的分层至关重要,腔体内温度过高,液体部分雾化,产生扰动,原本甲酯和甘油密度相差较小,如果有扰动将导致它们很难分层,分离效果差;相反,如果腔体内温度较低,液体粘度增大,同样液体不易分层。在腔体内部压力方面,适当的压力范围,可提高液体的沸点,液体不易汽化,从而不易产生扰动,有助于液体分层;压力过高,不利于罐体1内液体流动,且对罐体1强度要求高,具有一定的危险性。为了满足上述两方面的要求,在本实施例中,所述的混合液腔4设有温度传感器14和压力传感器15,实时监测腔体内温度和压力,并且控制温度在40-90℃范围内,压力控制在0.2-0.6MPa范围内,在此温度和压力范围内,液体不易产生扰动,分层速度和纯度的综合效果达到最佳。为了能够将分离后的甲酯和甘油排出,并实现连续化的生产,所述甘油腔5的底部设有甘油排出管8,甲酯腔6的底部设有甲酯排出管9,分离后甘油从甘油排出管8排出,分离后的甲酯从甲酯排出管9排出。具体使用时,带分离的液体从进液管7进入混合液腔4,并在混合液腔4内分层,甲酯位于上层,甘油位于下层;上层甲酯通过甲酯腔隔板3上方的空隙进入甲酯腔6,并通过甲酯排出管9排出;下层甘油通过甘油腔隔板2的上下隔板间的缝隙进入甘油腔5,并通过甘油排出管8;如此反复,实现甲酯和甘油的连续化分离。本实施例的生物柴油和甘油的连续分离装置,在一个罐体内实现混合液的分层,以及重相和轻相的分离和独立储存,动静分离,三个空间较为独立,相互影响较小,分离出的甲酯和甘油的纯度高,分离速度快,实现了连续化分离,即生产的连续化,减少了因人工操作的不可控制性。实施例2本实施例的一种生物柴油和甘油的连续分离装置,与实施例1的不同之处在于:所述的甘油腔5外侧的底部位置设有第一液位计10,外侧的中间位置设有第二液位计11,能够监测甘油腔5内液位高度;所述的甘油腔5的顶部设有安全阀口16,安全阀口16安装安全阀,保证甘油腔5内压力在安全范围内。所述的甲酯腔6外侧的底部位置设有第三液位计12,外侧的顶部位置设有第四液位计13,实时监测甲酯腔6内液位高度;所述的甲酯腔6的顶部设有甲酯视孔20,方便观察甲酯腔6液体情况。以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性,附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。所以,如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本实用新型的保护范围。

购买说明
       资料可在线传送,如需邮寄光盘(即将电子文档刻录到光盘里),邮费另计。
       我们也可以为您提供个性化定制,欢迎咨询,客服微信/QQ: 690542
       X专利信息网竭诚为您服务!

相关文章 您可能喜欢 最新发布 热门文章 随机文章 相关发布