本实用新型专利技术属于甲醇乳化柴油生产的技术领域，具体涉及一种连续制备甲醇乳化柴油的单反射超重力装置，解决了现有甲醇柴油乳液的生产工艺中物料体积流量比差异较大的情况下，混合效果不理想、不均匀的问题。超重力装置，包括撞击流结构和旋转填料床，撞击流结构为非限定性撞击流结构，包括管径不同的主进料管和套管以及液体挡板，套管开口端部与主进料管喷嘴端部形成环缝，撞击流结构设置于转子的空腔内并沿转子轴线方向设置。本实用新型专利技术改变两相流的撞击形式，提高两相流撞击的效果，同时可以实现大流量的制备乳液和连续化操作。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术属于甲醇乳化柴油生产的
，具体涉及一种连续制备甲醇乳化柴油的单反射超重力装置，解决了现有甲醇柴油乳液的生产工艺中物料体积流量比差异较大的情况下，混合效果不理想、不均匀的问题。超重力装置，包括撞击流结构和旋转填料床，撞击流结构为非限定性撞击流结构，包括管径不同的主进料管和套管以及液体挡板，套管开口端部与主进料管喷嘴端部形成环缝，撞击流结构设置于转子的空腔内并沿转子轴线方向设置。本技术改变两相流的撞击形式，提高两相流撞击的效果，同时可以实现大流量的制备乳液和连续化操作。【专利说明】一种连续制备甲醇乳化柴油的单反射超重力装置
本技术属于甲醇乳化柴油生产的
，具体涉及一种连续制备甲醇乳化柴油的单反射超重力装置。
技术介绍
由于石油资源日趋短缺及其价格上涨和环境污染日益严重，发展低排放代油燃料已引起了世界各国的重视，特别是醇类燃料的研究一直是广大科技工作者十分关注的课题之一。在众多的代用燃料中，甲醇以其资源丰富、价格适宜、容易制取和良好的物化特性在内燃机替代燃料应用研究中越来越受到重视。原因在于我国在煤炭资源上的优势，开发煤制燃料是重要选择。其中以煤制甲醇技术较为成熟，生产成本低，并且环境效益好，推广使用可大大降低汽车燃料成本，且甲醇在常温下是液体，沸点比柴油低，混合气形成较快且比较均匀，有利于完全燃烧；甲醇含氧量占50%，其着火极限较柴油宽，燃烧速度快，有利于降低排烟；甲醇的汽化潜热比柴油大，有助于降低缸内温度，从而抑制了 NOx的生成；因此，甲醇柴油乳化燃料作为一种节能、环保燃料，在能源紧缺、环境日益严重的今天越来越受到科研工作者的重视。 甲醇柴油乳液的性能除与乳化剂的类型及配方外，其性能和稳定性与乳化方式有重要关系。乳化柴油的乳化方式主要有搅拌法乳化装置、高压均质器、高剪切均质机、胶体磨等。这些乳化装置的主要缺点是不能连续性生产，设备体积大、能耗高，并且由于其构造简单生产出来的乳化柴油颗粒不细，油、水两相混合不均，乳化过程中所有流体受力不均，存在死区，从而使“油包水”型乳状液的稳定性不好，容易分层，特别是在运输过程中由于震荡容易颗粒破碎出现析水现象，严重影响其使用效果。所以为了保证其稳定性在其制造过程中需加入大量的表面活性稳定剂和乳化稳定剂，这将大大提高生产成本，影响其经济效益。这些乳化装置存在粒径分布不均、稳定性差、不能连续性生产，设备体积大、能耗高等缺点。利用超声波进行乳化，由于其具有体积小、重量轻、效率高的特点，目前应用较多。但是由于超声波设备的能耗较高，并且设备昂贵，所以多用于乳化的后续阶段或者实验室，很少用于大规模生产应用。专利(200910075113.7)提出了一种连续制备甲醇乳化柴油装置，该装置具有结构简单，易操作，其制备的乳化柴油与传统技术制备乳化柴油技术相比，具有乳化效率高、稳定性好、粒径分布均匀、可连续运行、可现做现用等优点，但由于甲醇和柴油的体积分数差异较大(1(T30:90^70),两根进料管的撞击初速相同，但体积流量差异很大，使得两股物料撞击的初始能量差异悬殊，体积小的物料在两股物料撞击交汇区域碰撞减弱，产生的涡流或卷席强度变小，使得两股物料的混合效果不理想、不均匀，要实现撞击雾面径向并垂直于填料所需的弯头多，增大了阻力，从而增加了动能的损失，减小了反应初速度，影响了混合效果。物料撞击时产生的撞击面，由于其边缘由于湍动耗散率与中心相比较小，因此，撞击面边缘混合效果并不理想；同时当需要制备流量大的甲醇乳化柴油时，须将两股物料管路的喷嘴直径变大，这时的放大效应很明显，致使两股物料均匀混合程度降低，使得乳化柴油的稳定性变差，所以该专利的撞击流-旋转填料床一般适用于小流量的甲醇柴油乳液制备。因此，对撞击流的液体初始分布的研发成为解决此问题的关键。
技术实现思路
本技术为了解决现有甲醇柴油乳液的生产工艺中物料体积流量比差异较大的情况下，混合效果不理想、不均匀的问题，提出了一种新型撞击流一旋转填料床装置连续制备甲醇柴油乳液装置，其优点是在于改变两相流的撞击形式，提高两相流撞击的效果，同时可以实现大流量的制备乳液和连续化操作。 本技术采用如下的技术方案实现: 一种连续制备甲醇乳化柴油的单反射超重力装置，包括撞击流结构和旋转填料床，旋转填料床包括壳体、空心圆环形的转子、填料以及转轴，撞击流结构为非限定性撞击流结构，包括管径不同的主进料管和套管以及液体挡板，套管的管径大于主进料管的管径，套管套于主进料管之外，主进料管远离挡板的一端设置主进料管进料口、靠近挡板的另一端设置扩口型主进料管喷嘴，主进料管喷嘴端部中心开有出料孔，套管对应主进料管进料口的一端也设置有套管进料口，套管对应主进料管喷嘴的另一端开口、套管开口端部与主进料管喷嘴端部形成环缝，出料孔与环缝设置于同一平面，挡板相对于主进料管以及套管的轴线方向垂直设置，挡板中心位于主进料管以及套管的轴线上；所述的非限定性撞击流结构设置于转子的空腔内并沿转子轴线方向设置，主进料管喷嘴以及环缝与挡板之间中心线位于转子空腔的中央，转子位于壳体的中部，填料在转子空心圆环中；主进料管进料口与柴油储槽相连，套管进料口和甲醇储槽相连，旋转填料床的液体出口与产品储槽连接。 套管直径d2与主进料管直径d3与比值为2-10 ;套管长度L1与套管直径d2比值为1-10 ;主进料管的内径d3与主进料管喷嘴出料孔直径D2的比为1-100 ;环缝宽度01与喷嘴出料孔直径D2之比为1-10，套管直径d2与旋转填料床填料内缘到套管距离Cl1之比范围为1-200，挡板到非限定性撞击流结构距离d4与进料管喷嘴出料孔直径D2比值范围为1-50。 挡板为圆形或方形，挡板相对主进料管和套管旋转设置或者与主进料管和套管连接，挡板为向外凸起，挡板表面粗糙。 基于上述的连连续制备甲醇乳化柴油的单反射超重力装置完成的连续制备甲醇柴油乳液的工艺，步骤如下:在甲醇储槽中加入亲水性乳化剂和助乳化剂，通过搅拌作用，使其混匀，形成水相，柴油储槽中在搅拌状态下加入亲油性乳化剂，形成油相；不等体积比的水相和油相通过撞击流结构碰撞迅速完成初步混合，初步混合后的液体离开撞击平面中心后进入旋转的填料，强大的剪切力保持物料一直具有高的湍能耗散率，未达到混合的液体迅速完成均匀混合过程，形成油包水型甲醇柴油乳液。 所述的亲水性乳化剂和亲油性乳化剂的总质量分数占甲醇和柴油总质量的0.1%_4%，水相和油相的质量分数之比为1(Γ30:9(Γ70，其HLB值为5飞；助乳化剂占甲醇和柴油总质量分数的0.2-2%。填料转速范围为100-2800r/min ;撞击初速为4_25m/s。 与其他方法比，本技术具有以下显著不同: (I)本技术采用撞击流-旋转填料床结构不同于传统混合器，其由撞击流和超重力结构两部分组成。撞击流结构也不同于已公开的生产甲醇柴油乳液制备的搅拌器、均质器等混合器结构:(a)没有混合腔，液体对置碰撞后直接形成无限制发散的扇面；(b)套管采用环隙喷嘴，从环隙喷嘴喷出的液体与主进料管喷嘴喷出的液体在圆周方向混合，保证了各个方向混合均匀；(C)喷嘴前端设置有挡板，两股液体在挡板上碰撞、反溅混合，两本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种连续制备甲醇乳化柴油的单反射超重力装置，包括撞击流结构（1）和旋转填料床（7），旋转填料床包括壳体（1.7）、空心圆环形的转子（1.9）、填料（1.8）以及转轴（1.11），其特征在于撞击流结构为非限定性撞击流结构，包括管径不同的主进料管（1.3）和套管（1.4）以及液体挡板（1.12），套管（1.4）的管径大于主进料管（1.3）的管径，套管（1.4）套于主进料管（1.3）之外，主进料管（1.3）远离挡板（1.12）的一端设置主进料管进料口（1.1）、靠近挡板（1.12）的另一端设置扩口型主进料管喷嘴（1.5），主进料管喷嘴（1.5）端部中心开有出料孔，套管（1.4）对应主进料管进料口的一端也设置有套管进料口（1.2），套管对应主进料管喷嘴的另一端开口、套管开口端部与主进料管喷嘴端部形成环缝（1.6），出料孔与环缝设置于同一平面，挡板（1.12）相对于主进料管以及套管的轴线方向垂直设置，挡板中心位于主进料管以及套管的轴线上；所述的非限定性撞击流结构设置于转子（1.9）的空腔内并沿转子轴线方向设置，主进料管喷嘴以及环缝（1.6）与挡板之间中心线位于转子（1.11）空腔的中央，转子(1.9)位于壳体的中部，填料在转子空心圆环中；主进料管进料口(1.1)与柴油储槽(3)相连，套管进料口（1.2）和甲醇储槽（5）相连，旋转填料床的液体出口（1.13）与产品储槽（6）连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：焦纬洲，刘有智，袁志国，祁贵生，申红艳，栗秀萍，张巧玲，罗莹，高璟，许承骋，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：新型
国别省市：山西;14
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