利用废弃油脂生产生物柴油的系统的制作方法

本实用新型属于生物柴油制备技术领域，涉及利用废弃油脂生产生物柴油的系统，尤其涉及利用餐厨垃圾中废弃油脂生产生物柴油的系统。

背景技术：

餐厨垃圾是居民日常生活过程中产生的有机废物，其中含有大量的动植物油脂。餐厨垃圾经预处理后，将油脂分离，可用于生产生物柴油。

生物柴油是一种以动植物油为主要原料，与短链醇发生酯交换反应得到的脂肪酸甲酯类物质，具有十六烷值高、不含硫和芳烃化合物、可生物降解、无毒、闪点较矿化柴油高等优点，是一种新型的环境友好型能源。

碱性催化剂是目前酯交换反应使用最广泛的催化剂。使用碱性催化剂的优点是反应条件温和、反应速度快。但是餐厨废油的酸价较高，一般在100mg KOH/g左右，而碱性催化剂对游离脂肪酸比较敏感，对于高酸值的原料，需要经过脱酸后才能进行碱催化的酯交换反应，否则将产生大量皂化物。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供利用废弃油脂生产生物柴油的系统，提升转化效率，并减少生产过程中的副产物。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

利用废弃油脂生产生物柴油的系统，包括依次连通的离心分离机、预酯化罐、沉淀池、脱水罐、压滤机、水洗干燥罐、酯交换罐、沉淀分离罐和精馏塔，所述预酯化罐设有硫酸铁填料层，所述脱水罐内设有脱色填料层。

如此，废弃油脂经离心分离机离心除杂后，进入预酯化罐，与硫酸铁填料接触，同时可向预酯化罐内加入甲醇，反应，降低废弃油脂中的酸价；随后，经过处理的废弃油脂进入沉淀池，夹杂在废弃油脂中的硫酸铁等杂质与油脂分离；经固液分离后的油脂随后进入脱色罐，在油脂与脱色罐内的脱色填料接触，实现脱色的同时，油脂中的胶体等杂质被脱除；之后，油脂经过压滤、水洗干燥处理，进入酯交换罐，在酯交换罐内与碱催化剂、甲醇混合，反应完全后，在沉淀分离罐沉降分层，上层为粗制生物柴油，下层为甘油、催化剂及多余的甲醇；随后，将粗制生物柴油送入精馏塔中进行精馏，收集气相温度为180℃左右的馏分，获得生物柴油成品。

进一步地，还包括与离心分离机的进料口连通的油脂暂存罐，所述油脂暂存罐与离心分离机之间设有输送泵。

进一步地，所述离心分离机的出渣口连通有卸料塔。

进一步地，所述压滤机为板框压滤机。

进一步地，所述脱水填料层由硅白土构成。

进一步地，所述精馏塔的出料口连通有成品暂存罐，方便生物柴油暂存。

优选地，酯交换时，使用氢氧化钾作为碱催化剂，可减少皂的生成量，减少甲酯在甘油相中的溶解，且反应结束后会加快甘油相的沉降分离。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1.通过酸催化预酯化，既降低了餐厨废油的酸价，同时将油脂中的脂肪酸转化成了脂肪酸甲酯，提高了生物柴油的得率。

2.预酯化罐中设置硫酸铁填料层，硫酸铁作为催化剂，加速反应进行。反应结束后催化剂容易分离，可重复使用。

3.脱色的同时去除了胶体等杂质，提升了产品质量。

附图说明

图1是本实用新型第一种实施方式的利用废弃油脂生产生物柴油的系统的结构示意图。

图2是本实用新型第一种实施方式的利用废弃油脂生产生物柴油的系统的运行流程图。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图1所示，利用废弃油脂生产生物柴油的系统，包括依次连通的离心分离机3、预酯化罐5、沉淀池6、脱水罐7、压滤机9、水洗干燥罐10、酯交换罐11、沉淀分离罐12和精馏塔14，所述预酯化罐5设有硫酸铁填料层16，所述脱水罐7内设有脱色填料层17，离心分离机3、预酯化罐5、沉淀池6、脱水罐7、压滤机9、水洗干燥罐10、酯交换罐11、沉淀分离罐12和精馏塔均可采用现有设备。

还包括与离心分离机3的进料口连通的油脂暂存罐1，所述油脂暂存罐1与离心分离机3之间设有输送泵2。

所述离心分离机3的出渣口连通有卸料塔4。所述压滤机9为板框压滤机。所述脱色填料层17由硅白土构成。所述精馏塔14的出料口连通有成品暂存罐15。

进一步地，所示预酯化罐、脱色罐、水洗干燥罐内均设有加热机构，以提供合适的温度环境。所述脱色罐上连通有第一甲醇回收罐8。所述沉淀分离罐的底部连通有第二甲醇回收罐13.

采用酸催化预酯化法降低餐厨废油的酸价。将油脂输送入预酯化罐，在搅拌状态下加热至85℃，加入甲醇，醇油摩尔比为20:1，充分与硫酸铁填料层接触，反应，反应时间6h。反应结束后，过滤回收催化剂硫酸铁，旋转蒸发回收甲醇。硫酸铁经正己烷浸泡后，再分离干燥，可继续使用。

在脱色罐中，将油脂加热至90℃，搅拌20分钟后，过滤分离。该操作在实现脱色的同时还可去除一些其他杂质，如胶体等。残留的部分色素可在生物柴油精馏时去除。

将经除杂、降酸价、脱色、除水后的油脂降温至65℃，在搅拌状态下加入适量的碱催化剂氢氧化钾与甲醇，催化剂用量为油脂重量的2%，甲醇与油脂的摩尔比为5:1，恒温搅拌反应2h后，停止搅拌，将物料转移至沉淀分离罐，进行沉降分离。上层为粗制生物柴油，下层为甘油、催化剂以及多余的甲醇。粗制生物柴油在0.085MPa的压力下进行精馏，收集气相温度为180℃的馏分，得到浅黄色生物柴油。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。