一种利用太赫兹技术制备低凝点生物柴油的装置及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种利用太赫兹波制备低凝点生物柴油的装置及其制备方法，所述装置包括：太赫兹调晶核罐、冷媒液储罐、螺旋板换热器、太赫兹养晶罐、变频调速螺杆泵、隔膜板框过滤机、液油槽、低凝点液油储罐、固体脂储罐组成；所述的制备方法：废动植物油脂经太赫兹调晶核、太赫兹结晶、太赫兹养晶和过滤四步骤获得凝固点低的不饱和甘油三酯，再经酯化‑‑粗生物柴油‑‑精馏‑‑出低凝固点‑5℃以下的生物柴油。

【技术实现步骤摘要】
一种利用太赫兹技术制备低凝点生物柴油的装置及其制备方法
本专利技术涉及一种制备低凝点生物柴油的装置及其制备方法，特别涉及一种利用太赫兹技术制备低凝点生物柴油的装置及其制备方法，属于再生能源

技术介绍
利用废动植物油脂生产的生物柴油可以作为动力燃油，为国家的能源安全提供保障，但是废动植物油脂由于组成很复杂，主要是由多种甘油三酯所组成的混合物，而甘油三酯的脂肪酸碳链长短、不饱和程度、双键的构型和位置及甘油三酯中脂肪酸的分布，构成了各种甘油三酯组分在物理及化学性质上的差异，也就影响产品的使用价值。通常生物柴油因其油脂的饱和度较大，只能在适宜维度较低的南方和长江中下游的夏秋季使用，在冬季就很难再应用，使其使用价值和经济价值受到较大影响。为此研制利用废动植物油脂中凝固点低的不饱和甘油三酯为原料生产生物柴油，使得生产出的生物柴油的凝固点达到-5℃以下成为许多企业的重要课题。由于废动植物油脂中的甘油三酯的相异又相近的性质给分提出单一甘油三酯带来困难，但也摸索出一些制备低凝点生物柴油的方法：申请号为02138523.8专利文献中公开了一种利用高酸值废动植物油生产生物柴油的方法，其特征是采用酸性催化法，在酸性催化剂的作用下与低碳醇进行反应，通过(1)脱水；(2)酯化、酯交换、(3)分相、(4)脱色等几个步骤生成脂肪酸甲酯，该技术工艺路线复杂，能耗大；也有企业尝试将饱和物质分提出来后再加入降滤剂，最终使产品保持至5℃以上不固化。申请号为200510082921文献中介绍了一种乌桕油为原料制备的生物柴油，其凝点较低，但其工艺复杂，成本较高；还有如CN1876773公开了一种基于棕榈油的生物柴油制剂，将生物柴油与石油燃料油混合，聚甲基丙烯酸酯作为添加剂，得到低温流动性增强的混合物；还有的201010519240.4一种生物柴油的制备方法及所得到的低凝点生物柴油，将稀释溶剂至少分两次加入到生物柴油中，生物柴油与溶剂的混合液连续降温，在指定温度过滤分离混合液，得到滤饼和滤液，从滤液中回收溶剂后，得到凝点降低的生物柴油，第一次稀释溶剂与生物柴油混合后，混合液的温度高于生物柴油的凝点，第二次稀释溶剂的加入温度低于生物柴油的凝点；201610100462.X一种利用紫外光照射法降低生物柴油凝点的方法，取一定量生物柴油于紫外光反应器中，在紫外反应器中增加磁力搅拌，然后再加入溶剂和生物柴油混合，常温下，开始紫外光照并伴随搅拌，经过的充分紫外光照反应。反应结束后，将溶剂蒸干回收，即可降低生物柴油凝点，等等。上述案例中无一例外要添加化学添加剂才能制备出低凝点生物柴油，这就要增加工艺流程，增加生产成本，不符合环境友好型生产目标。本专利技术在不添加任何化学添加剂前提下，利用当今世界前沿太赫兹技术，通过纯物理方法将废动植物油脂分提出不饱和度高的甘油三酯，生产出凝固点达到-5℃以下的生物柴油。太赫兹波是指频率在0.1THz到10THz范围、波长在0.03-3mm之间的电磁波。太赫兹波的振动频率涵盖自然界所有物体自身振动频率，会与作用物引起微共振使物体分子表层电子产生迁移，从而使物体分子的理化性质产生变化。然而，在平常情况下，自然界物体自身振动频率和发射率较低，很难与来自太阳的太赫兹波产生共振效应，即在通常情况下不太可能使物体分子理化性质发生“突变”。为此本专利技术提供一种利用太赫兹技术制备低凝点生物柴油的装置及其制备方法，就是在甘油三酯分提过程中不添加任何添加剂，利用频率在0.1THz-1.5THz、波长在3-16μm之间的太赫兹波处理，通过太赫兹波与甘油三酯晶体产生微共振和电荷效应，使其形成较为均匀一致的晶型、晶粒大小的脂晶体，最终分提出高纯度不饱和甘油三酯，制备获得低凝点生物柴油。
技术实现思路
本专利技术提供一种利用太赫兹技术制备低凝点生物柴油的装置及其制备方法，在不添加任何添加剂条件下利用太赫兹波技术获得凝固点低的不饱和甘油三酯，为最终生产出凝固点达到-5℃以下的生物柴油奠定基础，产品广泛适用于长江中下游或以南地区车辆冬季使用。本专利技术为了实现上述目的，采用了以下方案：本专利技术提供了一种利用太赫兹技术制备低凝点生物柴油装置及其制备方法，其特征在于所述装置包括：太赫兹调晶核罐、冷媒液储罐、螺旋板换热器、太赫兹养晶罐、变频调速螺杆泵、隔膜板框过滤机、液油槽、低凝点液油储罐、固体脂储罐、智能控制系统；所述的制备方法：废动植物油脂经太赫兹调晶核、太赫兹结晶、养晶和过滤四步骤获得凝固点低的不饱和甘油三酯，再经酯化--粗生物柴油--精馏--出低凝固点-5℃以下的生物柴油。本专利技术提供了一种利用太赫兹波制备低凝点生物柴油装置，其特征还在于，所述的太赫兹调晶核罐由罐体、搅拌结构、太赫兹波发射器、智能控制系统组成；所述的罐体由罐本体、罐内换热管、温度传感器、物料粘度传感器组成；所述的换热管用于对废动植物油脂加温；所述的温度传感器、物料粘度传感器设置在罐体内部；所述的搅拌结构设置在罐体中央，由变频调速电机、搅拌叶片、连接轴和转速传感器组成；所述的转速传感器设置在变频调速电机上；所述的太赫兹波发射器设置在罐体上，选用型号MKR-AX太赫兹发生器，能发射0.1THz-1.5THz、波长3μm-50μm的太赫兹波，通过太赫兹波产生的能量和振动波与脂晶体形成微共振，促进脂晶核体快速形成，且晶核均匀稳定；所述的频率传感器设置在太赫兹波发射器上；所述的智能控制系统由温度传感器、物料粘度传感器、频率传感器、转速传感器组成；上述传感器通过物联网技术，自主组网，实现对温度、物料粘度、转速和发射频率智能精准控制。本专利技术提供了一种利用太赫兹技术制备低凝点生物柴油装置，其特征还在于，所述的冷媒液储罐用于-10℃的乙二醇冷媒储存。本专利技术提供了一种利用太赫兹技术制备低凝点生物柴油装置，其特征还在于，所述的螺旋板换热器是将太赫兹调晶核罐内已经熔融的废动植物油脂通过-10℃的乙二醇冷媒快速降温到40-50℃。本专利技术提供了一种利用太赫兹技术制备低凝点生物柴油装置，其特征还在于，所述的太赫兹养晶罐由罐体、搅拌结构、太赫兹波发射器和智能控制系统组成；所述的太赫兹养晶罐由罐本体、罐内换热管、温度传感器、物料粘度传感器组成；所述的换热管换设在罐体内中央，选用外径20-30mm的无缝钢管，呈螺旋圆柱体布置，上圈换热管与相邻下圈换热管之间的垂直距离是换热管外径的3-5倍，罐内换热管只有一圈布置，最底层一圈换热管与罐底之间80-100mm，最上层一圈换热管与罐顶之间150-200mm；换热管与罐壁水平距离为80-100mm；换热管如此设计的目的在于冷媒与油脂的温差较大会在换热管表面形成局部过冷区域换热管表面形成晶核垢，影响换热和延缓晶核的成长历程，所以采用单圈换热管，单段面冷媒进入法来换热；而传统的结晶罐是采用双圈换热管，双段面冷媒进入法，此种布置会导致整个体系换热不均衡，容易产生换热管局部过冷，换热管表面形成核垢，使得生成的晶粒大小不均匀，难以过滤；所述的温度传感器、物料粘度传感器设置在罐本体内部；所述的搅拌结构由变频调速电机、搅拌叶片、连接轴和转速传感器组成，所述的搅拌叶片为宽70-80mm，长500-540mm，立式安装在搅拌轴上，上下共3-5层，且搅拌叶片与换热管之间的水平距离为5-10mm；所述的转速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用太赫兹技术制备低凝点生物柴油的装置及其制备方法，其特征在于所述装置包括：太赫兹调晶核罐(1)、冷媒液储罐(2)、螺旋板换热器(3)、太赫兹养晶罐(4)、变频调速螺杆泵(5)、隔膜板框过滤机(6)、液油槽(7)、低凝点液油储罐(8)、固体脂储罐(9)；所述的制备方法：废动植物油脂经太赫兹调晶核、太赫兹结晶、养晶、过滤和智能化精准控制五步骤获得凝固点低的不饱和甘油三酯液油，再经酯化‑‑粗生物柴油‑‑精馏‑‑出低凝固点‑5℃以下的生物柴油。

【技术特征摘要】
1.一种利用太赫兹技术制备低凝点生物柴油的装置及其制备方法，其特征在于所述装置包括：太赫兹调晶核罐(1)、冷媒液储罐(2)、螺旋板换热器(3)、太赫兹养晶罐(4)、变频调速螺杆泵(5)、隔膜板框过滤机(6)、液油槽(7)、低凝点液油储罐(8)、固体脂储罐(9)；所述的制备方法：废动植物油脂经太赫兹调晶核、太赫兹结晶、养晶、过滤和智能化精准控制五步骤获得凝固点低的不饱和甘油三酯液油，再经酯化--粗生物柴油--精馏--出低凝固点-5℃以下的生物柴油。2.如权利要求1所述的一种利用太赫兹技术制备低凝点生物柴油的装置，其特征还在于：所述的太赫兹调晶核罐(1)包括：罐体(11)、搅拌结构(12)、太赫兹波发射器(13)、智能控制系统；所述的罐体(11)由罐本体(11)、罐内换热管(112)、温度传感器(113)、物料粘度传感器(114)组成；所述的温度传感器(113)、物料粘度传感器(114)设置在罐体(11)内部；所述的搅拌结构(12)设置在罐体(11)中央，由变频调速电机(121)、搅拌叶片(122)、连接轴(123)和转速传感器(124)组成；所述的转速传感器(124)设置在变频调速电机(121)上；所述的太赫兹波发射器(13)设置在罐体(11)上；所述的频率传感器(131)设置在太赫兹波发射器(13)上；所述的智能控制系统由温度传感器(113)、物料粘度传感器(114)、频率传感器(131)、转速传感器(124)组成；上述传感器通过物联网技术，自主组网，实现智能精准控制。3.如权利要求1所述的一种利用太赫兹波制备低凝点生物柴油的装置，其特征还在于，太赫兹养晶罐(4)由罐体(41)、搅拌结构(42)、太赫兹波发射器(43)和智能控制系统组成；所述的罐体(41)由罐本体(411)、罐内换热管(412)、温度传感器(413)、物料粘度传感器(414)组成；所述的温度传感器(413)、物料粘度传感器(414)设置在罐体(41)内部；所述的换热管(412)设在罐体(41)内中央，呈螺旋圆柱体布置；换热管(412)选用外径20-30mm的无缝钢管，上圈换热管(412)与相邻下圈换热管(412)之间的垂直距离是换热管(412)外径的3-5倍；换热管(412)只有一圈布置，最底层一圈换热管(412)与罐体(41)底之间80-100mm，最上层一圈换热管(412)与罐体(41)顶之间150-200mm；换热管(412)与罐体(41)壁水平距离为80-100mm；所述的搅拌结构(42)由变频调速电机(421)、搅拌叶片(422)、连接轴(423)和转速传感器(424)组成；所述的搅拌叶片(422)为宽70-80mm，长500-540mm，立式安装在连接轴(423)上，上下共3-5层，且搅拌叶片(422)与换热管(412)之间的水平距离为5-10mm；所述的转速传感器(424)设置在变频调速电机(421)上，用于精准控制搅拌转速；所述的太赫兹波发射器(43)设置在罐体(41)上部，由太赫兹波发射器(43)和频率传感器(431)组成，所述的频率传感器(431)用于精准控制太赫兹波频率；所述的智能控制系统由温度传感器(413)、物料粘度传感器(414)、频率传感器(431)、转速传感器(424)组成；上述传感器通过物联网技术，自主组网，实现智能精准控制。4.如权利要求1所述的一种利用太赫兹波制备低凝点生物柴油的装置，其特征还在于：所述的智能精准控制系统温度传感控制器、粘度传感控制器、频率传感控制器、转...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈汉兴，朱永彬，
申请(专利权)人：浙江东油能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33