一种乳化生物柴油制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种乳化生物柴油制备装置，包括：液液静电分散装置，具有引流段、乳化段和出流段；方形柱体，设置于乳化段内；四个肋板，分别连接方形柱体的侧边与乳化段的内壁；电极板，设置于方形主体的四个侧面；至少一个多孔喷嘴组，设置于乳化段的侧面，多孔喷嘴组具有四个多孔喷嘴，沿圆周方向均匀分布，多孔喷嘴淹没在连续相液体中；高压静电发生器，与多孔喷嘴连接；离散相液体储液罐，与多孔喷嘴连接；连续相液体储液罐，与引流入口连接；本发明专利技术荷电离散相液体经多孔喷嘴雾化后喷向电极板，形成对称环状流动，离散相液滴均匀弥散在连续相液体中，本发明专利技术无需任何乳化剂及助乳化剂或搅拌装置，对不同密度的离散相液体具有普遍适用性。

A device for preparing emulsified biodiesel

The invention provides an emulsified biodiesel preparation device, which includes: a liquid-liquid electrostatic dispersion device with drainage section, emulsification section and outflow section; a square cylinder arranged in the emulsification section; four ribs connected with the side of the square cylinder and the inner wall of the emulsification section respectively; an electrode plate arranged on four sides of the square main body; at least one porous nozzle group arranged in the emulsification section. On the side, the multi-hole nozzle group has four multi-hole nozzles, which distribute uniformly along the circumference direction, and the multi-hole nozzles are submerged in the continuous phase liquid; the high-voltage electrostatic generator is connected with the multi-hole nozzle; the discrete phase liquid storage tank is connected with the multi-hole nozzle; the continuous phase liquid storage tank is connected with the drainage inlet; the charged discrete phase liquid of the invention is sprayed to the electrode plate after the multi-hole nozzle atomizes, and the shape of the multi-hole nozzle is changed The invention does not need any emulsifier and auxiliary emulsifier or stirring device, and has universal applicability for discrete phase liquids with different densities.

【技术实现步骤摘要】
一种乳化生物柴油制备装置
本专利技术涉及生物柴油乳化领域，尤其涉及一种乳化生物柴油制备装置。
技术介绍
随着石油资源逐渐枯竭与燃油燃烧引起的环境污染问题日益突出，世界各国都开始致力于开发可再生的、环保的替代燃料，以节约能源并缓解环境危机。与石化柴油相比，燃用生物柴油可以显著降低一氧化碳CO、碳氢化物HC和颗粒物PM10的排放量，不足之处在于氮氧化物NOx排放量有所增加。氮氧化物参与臭氧层的破坏，也是产生酸雨、光化学烟雾的主要原因之一，降低氮氧化物排放已成为国际环保领域的主要研究方向。现有研究表明，燃油掺水形成乳化燃油，可以提高燃油燃烧效率、降低油耗、减少燃烧废气中氮氧化物的含量，因此生物柴油掺水形成乳化生物柴油，可以解决生物柴油氮氧化物排放问题，成为石化柴油的优质替代燃料。乳化生物柴油的制备方法主要采用机械搅拌、膜乳化、超声乳化等方式，乳化剂由多种表面活性剂和助表面活性剂复配而成，且复配过程复杂。为提高乳化生物柴油的稳定性，通常使用高浓度的乳化剂来实现乳化和微乳化，乳化剂质量百分比有时高达10～20％。离子型表面活性剂含有硫，燃烧后往往形成硫化物增加大气污染，非离子型的表面活性剂Span和Tween系列成本昂贵，乳化剂复配过程复杂，这些原因使乳化生物柴油的推广使用范围十分有限，现有技术中利用静电将蒸馏水雾化形成小液滴后沉入柴油中形成乳化柴油，试图减少乳化剂用量，但是其乳化过程仍然需要使用磁力搅拌器进行搅拌，需要多种乳化剂及助乳化剂，复配难度高、用量大，因此，现有技术中静电发挥的作用有限，微乳化柴油的生成更多地依赖传统的搅拌法及添加多种乳化剂。
技术实现思路
针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种乳化生物柴油制备装置，乳化过程中无需采用搅拌器搅拌，也无需采用乳化剂，便即可实现生物柴油的乳化或微乳化。本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。一种乳化生物柴油制备装置，包括：液液静电分散装置，具有从下至上依次设置并依次连通的引流段、乳化段和出流段，所述引流段的底部具有引流入口，所述出流段具有出口，所述乳化段呈中空圆柱状；方形柱体，设置于所述乳化段内；四个肋板，设置于所述乳化段内，分别连接所述方形柱体的侧边与所述乳化段的内壁，将所述乳化段的内腔分隔为四个截面为扇形的乳化腔体；电极板，所述方形柱体的四个侧面上均设有电极板，所述电极板接地；至少一个多孔喷嘴组，设置于所述乳化段的侧面，所述多孔喷嘴组具有四个多孔喷嘴，四个所述多孔喷嘴以所述乳化段的轴线为中心沿圆周方向均匀分布，所述多孔喷嘴与所述乳化腔体一一对应，所述多孔喷嘴与所述电极板正对，所述多孔喷嘴的喷雾方向指向所述电极板；高压静电发生器，与所述多孔喷嘴连接；离散相液体储液罐，与所述多孔喷嘴连接；连续相液体储液罐，与所述引流入口连接，连续相液体由引流入口进入液液静电分散装置内，所述多孔喷嘴的出口淹没在连续相液体中。优选地，所述多孔喷嘴位于相邻两个肋板之间的中心线上。优选地，所述多孔喷嘴组的个数为三个，三个所述多孔喷嘴组沿所述乳化段的轴向均匀分布。优选地，所述电极板为铜电极板。优选地，所述引流段从下至上为扩散状，所述出流段从下至上为渐缩状。优选地，所述液液静电分散装置由不导电材料制成，所述多孔喷嘴由金属材料制成。优选地，所述多孔喷嘴单孔孔径为0.3mm，单孔流量为0.001ml/s。优选地，所述离散相液体为水，所述多孔喷嘴与所述电极板之间的荷电电压为15kV。优选地，所述离散相液体为乙醇水溶液，所述乙醇水溶液中的乙醇浓度为80％，所述多孔喷嘴与所述电极板之间的荷电电压为3kV。本专利技术的有益效果：1)本专利技术中生物柴油作为连续相，水或者水与乙醇的混合溶液作为离散相，连续相液体从下往上流动，离散相液体经多孔喷嘴在连续相液体内发生液液静电雾化，形成的小液滴沿径向喷向乳化段方形柱体上的电极板，可以保证装置的普遍适用性，而不用考虑离散相液体密度与连续相密度的大小关系。这一设计解决了现有技术中离散相液体在空气中竖直向下喷雾时，雾化形成的液滴要能够沉入连续相液体，必须保证离散相液体密度高于连续相液体的问题。因此，在本专利技术中，即使离散相液体的密度低于连续相液体的密度，离散相液体雾化形成的液滴也不会在连续相液体表面聚集，依然可以实现高效乳化，适用性强。并且，本专利技术而无需现有技术中的任何乳化剂和搅拌装置，即可实现生物柴油的乳化或微乳化，本专利技术成本低、能耗少，有利于乳化生物柴油的推广应用。2)本专利技术充分应用非匀强电场作用下的EHD流动特性，实现离散相液滴在连续相液体中的均匀分布。3)本专利技术结构简单，便于燃油锅炉等设备的油路改造，生物柴油在线乳化后带有静电，传热传质得到强化，燃烧更加充分。附图说明图1为本专利技术实施例的乳化生物柴油制备装置的结构示意图。图2为本专利技术实施例的液液静电分散装置的横截面示意图。图3为本专利技术实施例的液液静电分散装置内EHD流动示意图。图4为本专利技术实施例中荷电电压为9kV时水在生物柴油中分散形态照片。图5为本专利技术实施例中荷电电压为15kV时水在生物柴油中分散形态照片。图6为本专利技术实施例中荷电电压为3kV时水/乙醇混合液在生物柴油中分散形态照片。附图标记：1.引流入口；2.引流段；3.乳化段；4.多孔喷嘴；5.出流段；6.出口；7.高压静电发生器；8.离散相液体用泵；9.连续相液体用泵；10.离散相液体储液罐；11.连续相液体储液罐；12.电极板；13.方形柱体；14.肋板。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“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专利技术和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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专利技术中的具体含义。下面首先结合附图具体描述根据本专利技术实施例的一种乳化生物柴油制备装置。请参阅图1和图2，根据本专利技术实施例的一种乳化生物柴油制备装置，包括：液液静电分散装置、方形柱体13、四个肋板14、电极板12、至少一个多孔喷嘴组、高压静电发生器7、离散相液体储液罐10、连续相液体储液罐11。具体的，液液静电分散装置由不导电材料制成，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种乳化生物柴油制备装置，其特征在于，包括：液液静电分散装置，具有从下至上依次设置并依次连通的引流段、乳化段和出流段，所述引流段的底部具有引流入口，所述出流段具有出口，所述乳化段呈中空圆柱状；方形柱体，设置于所述乳化段内；四个肋板，设置于所述乳化段内，分别连接所述方形柱体的侧边与所述乳化段的内壁，将所述乳化段的内腔分隔为四个截面为扇形的乳化腔体；电极板，所述方形柱体的四个侧面上均设有电极板，所述电极板接地；至少一个多孔喷嘴组，设置于所述乳化段的侧面，所述多孔喷嘴组具有四个多孔喷嘴，四个所述多孔喷嘴以所述乳化段的轴线为中心沿圆周方向均匀分布，所述多孔喷嘴与所述乳化腔体一一对应，所述多孔喷嘴与所述电极板正对，所述多孔喷嘴的喷雾方向指向所述电极板；高压静电发生器，与所述多孔喷嘴连接；离散相液体储液罐，与所述多孔喷嘴连接；连续相液体储液罐，与所述引流入口连接，连续相液体由引流入口进入液液静电分散装置内，所述多孔喷嘴的出口淹没在连续相液体中。

【技术特征摘要】
1.一种乳化生物柴油制备装置，其特征在于，包括：液液静电分散装置，具有从下至上依次设置并依次连通的引流段、乳化段和出流段，所述引流段的底部具有引流入口，所述出流段具有出口，所述乳化段呈中空圆柱状；方形柱体，设置于所述乳化段内；四个肋板，设置于所述乳化段内，分别连接所述方形柱体的侧边与所述乳化段的内壁，将所述乳化段的内腔分隔为四个截面为扇形的乳化腔体；电极板，所述方形柱体的四个侧面上均设有电极板，所述电极板接地；至少一个多孔喷嘴组，设置于所述乳化段的侧面，所述多孔喷嘴组具有四个多孔喷嘴，四个所述多孔喷嘴以所述乳化段的轴线为中心沿圆周方向均匀分布，所述多孔喷嘴与所述乳化腔体一一对应，所述多孔喷嘴与所述电极板正对，所述多孔喷嘴的喷雾方向指向所述电极板；高压静电发生器，与所述多孔喷嘴连接；离散相液体储液罐，与所述多孔喷嘴连接；连续相液体储液罐，与所述引流入口连接，连续相液体由引流入口进入液液静电分散装置内，所述多孔喷嘴的出口淹没在连续相液体中。2.根据权利要求1所述的乳化生物柴油制备装置，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓英，武识博，王东保，王贞涛，全敦水，王军锋，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32