专利名称：运输时能制备一种蒸馏产物的移动蒸馏系统和方法
技术领域：
本发明基本涉及蒸馏方法领域，尤其涉及移动蒸馏地分离出一种产物，如乙醇。
背景技术：
蒸发是一种旧方法，它通过升高温度或降低温度来分离化合物的一种混合物。由于挥发性不同，不同化合物可以在不同温度压力条件下蒸发出来，使一种化合物从另一种中分离出来。各种不同类型的蒸馏产物可以从一个原液中分离出来。乙醇是一种蒸馏产物的一个实例。所述的乙醇产物循环优选地包括主要单元操作，即提供一种糖或淀粉液，发酵该糖或淀粉液，产生乙醇和二氧化碳等糖源的主要产物以及许多副产物。副产物通常包括甲醇，多元醇，醛和其它化合物。于是这些发酵液蒸馏获得分离的乙醇。乙醇具有商业价值。它在酒类消费产品和生物燃料中使用。许多地区已制定法规来鼓励或要求使用乙醇燃料，如ElO和E85，增加这些生物燃料的使用率。此外，乙醇可以由各种如玉米，甜菜，甜高粱，甘蔗，柳枝草等在某些地域和气候中更丰富的淀粉或糖源来生产。但是乙醇本身在各种地域和气候都需要，因此必须将燃料或糖源运输到所需的地区。石油等燃料的运输主要通过管道，但由于乙醇是一种腐蚀性很高的更强动力溶剂，因此它通常是用车辆，如油轮和卡车来运输。在京都议定书和其他区域，国家和国际法规中，人们越来越重视使生产，运输和燃料使用的效率最大化。此外，还有一些公知的电动摩托，如美国专利5，438，228，5，412，269，5，355，039 和5，327，034 (COUTURE等)中公开的那些，它们也可以用于将机械能/动能转换为各种用途的电能。许多蒸馏系统是现有技术中公知的，这些系统有各种能量需求方面的缺点，由于蒸馏需要的温度-压力条件。公知的蒸馏系统中存在的其它缺点也是本领域普通技术人员公知的。发明概述本发明提供了一种移动蒸馏系统和方法，它们至少能高效地克服现有技术的一些缺点。本发明提供的一种移动蒸馏系统包括-一个第一车厢，其具有一个移动地穿过一个工作台可移动底盘和一个设置在底盘上的箱子，所述的箱子中具有一种含有蒸馏产物的液体和一个加热所述的液体，将其中的蒸馏产物蒸发掉的加热器，所述的箱子具有一个输出管道，所述的蒸发产物由这个管道提供；-一个与所述的第一车厢机械相连并随其一起运动的第二车厢，所述的第二车厢具有一个箱子，该箱子装有一个输入管道，它与第一车厢中的输出管道流动连通，将蒸馏产物流动到第二车厢的箱子中；和
-一个动能转换器，其与移动蒸馏系统可操作地相连并由其运送，所述的动能转换器至少将移动蒸馏系统中的一些动能转换为加热器中用于加热所述液体的热能。所述的移动蒸馏系统可以实现蒸馏产物的同时蒸馏和运输，因此至少具有提高效率和降低费用的优点。优选地，所述的蒸馏产物是乙醇，而原液是一种含有乙醇，发酵副产物，水和残留物的糖源发酵混合物。此外优选地，在所述系统的更换过程中，在各种条件下所述移动蒸馏系统的动能转化器作用是为了使效率最大化。例如，所述的动能转换器可以在减少移动系统动能时被活化，如被切断，和/或所述的移动系统产生障碍时被活化。本发明的一个优选方面是，所述的动能转换器包括一个轮式发电机。各种轮式发电机都可以使用。优选地，美国专利公开的轮式发电机5，438，228，5，412，269，5，355，039 和/或5，327，034可以在本发明中使用。本发明的一个第一优选实施例中，所述的移动蒸馏系统与一个火车或“火车头”相连。本发明的一个第二优选实施例中，所述的移动蒸馏系统与一个驳船或另一种类型的大型运输航。本发明还提供了一种运输时能制备一种蒸馏产物的方法，其包括以下步骤a)提供内部相连且一起移动的第一和第二车厢；b)在第一车厢中提供一种含有蒸馏产物的液体，并在车厢更换时i)加热第一车厢中的液体，使其中的蒸馏产物蒸发掉；ii)将所述的蒸馏产物送到第二车厢中；和iii)将移动蒸馏系统中至少一些动能转换为加热步骤i)中使用的热能，从而产生所述的蒸馏产物。优选地，所述的蒸馏产物是乙醇，而原液是一种含有乙醇，发酵副产物，水和残留物的糖源发酵混合物。
图1是本发明一个优选实施例的结构示意图。图2是美国专利54382 所述的与一个轮圈，轮胎和一铰接式连杆相连的轮式发电机的一个实施例的侧视图，其局部被剖视。图3是图2所示的轮式发电机中剖视部分的主视图。
具体实施例方式下面说明本发明所述的移动蒸馏系统的两个优选实施例。如图1所示的第一实施例中，移动蒸馏系统设有与之相连的一个火车10。火车10 有一个第一车厢12 (下文将称之为一个蒸馏车厢)，其包括一个底盘14和一个固定在其上的箱子16。所述的底盘设有与履带20接触的轮式总成18。蒸馏车厢12的箱子16中充入了一种液体22，它优选是一种糖或淀粉发酵的产物。优选地，发酵过程是在移动蒸馏过程之前完成的，所述的发酵液体是由蒸馏车厢12提供的。所述的液体22因此含有水和发酵产物，包括乙醇。所述的蒸馏车厢12还设有多个加热器M，它们均设有浸在液体22中的电加热棒。所述的电加热棒与那些在一些加热水箱系统中使用的相似。当然，其它类型，设计和设置的加热器也可以使用。图1中所示的蒸馏箱子16的剖面基本水平。但是，蒸馏箱的开关可以根据蒸馏实际情况确定，也可以是各种板(图中未示)和/或包装(图中未示)的形状，并可以根据最优选蒸馏的要求设计的高度和直径。还需要注意的是，可以根据箱子的设计和许多乙醇终产物的设计，设置若干个串联的蒸馏箱子。所述的蒸馏箱子还设有一个输出管道沈，所述的蒸馏乙醇在其中流过。应注意的是在这方面，液体22蒸馏时会有各种其它副产物，包括发酵发生的或蔗糖植物源产生的。 这些副产物可以根据需要排放或储存。例如，蒸馏车厢12的底部可以设置一个污泥集中器 28 (还称为“清洁集中器”)。所述的清洁集中器观是打开的，它移去残留物。重的副产物残留在第一蒸馏车厢12中，但是也可以被蒸馏储存在单独的车厢中。蒸馏箱子16中还有一个储存箱子四来补充并调节溶液22的量。并优选地设有若干个泵(图中未显示)，它们使溶液在箱子间流动。溶液22的补充和蒸馏过程均由一个控制系统(图中未示)来控制。还有一个第二车厢30 (下文称之为“储存车厢”)来储存蒸馏的乙醇。蒸馏车厢 12的输出管道沈与储存车厢30中的输入管道32相通。火车上还有若干个储存车厢30， 30'，30"它们与各种管内部相连，运送乙醇和/或副产物。火车头发动机在图1中标示为33。所述的火车可是电，煤或现有技术中的其它动力源驱动的。火车是大型载体，它通常是长距离运输，因此极可能最大化地回收动能，使之驱动移动蒸馏。优选地设置若干个动能转换器和若干个火车车厢来储存原液和例如，分离获得的乙醇。在这个实施例中，优选的动能转换器是轮式发电机，它们适于与地接触或者与火车轮轴相连，将转动能转换为用于加热的电能。在图中未显示的第二实施例中，所述的移动蒸馏系统与一个驳船型船只相连。所述的驳船实例的优点是它们自身可以持续地运输很大的水体，并存在额外的动能。在这个实施例中，所述的动能转换器可以是轮式发电机，其设有外围短桨。或者所述的轮式发电机可以是驳船螺旋桨的发电机轴，它在设计的条件下运转。还应注意的是所述的移动蒸馏系统可以是一些移动载体。优选的动能转换器34如图1所示，与火车轮式总成可操作地相连。所述的转换器优选是一种轮式发电机。如图2所示，美国专利5，438，228公开了轮式发电机34的一个优选的实施例。所述的轮式发电机34可以用作一个装有发电机的轮式总成。所述的轮式发电机设有一个转换系统36。如图3所示，所述的转换系统36包括一个微处理器38，一个具有动力电子且动力电子40上固定地安装了凹洞42的DC/AC转换器，从导体构件中接受输入电流的输入终端 44，以及输出可变的AC电流的输出终端46。所述的转换系统是可逆的，在本发明中，所述的总成可以用作一个发电机。可变的AC电流的相位角确定了总成是否能作为一个发动机或一个发电机操作，可变的AC电流的振幅与转矩相关。美国专利5，438，228更详细地说明了轮式发电机的这个实施例。可变的AC电流由轮子转动产生，它可以用于图1所示的电加热棒来加热所述的液体22。应注意的是可以使用其它各种类型的转换器。还应理解为，所述的轮式发电机34可以用在一个驳船上，其中所述的旋转涉及与其水环境相关的驳船的移动。本发明还提供了一种运输时能制备一种蒸馏产物的方法，其包括以下步骤a)提供内部相连且一起移动的第一和第二车厢；b)在第一车厢中提供一种含有蒸馏产物的液体，并在车厢更换时i)加热第一车厢中的液体，使其中的蒸馏产物蒸发掉；ii)将所述的蒸馏产物送到第二车厢中；和iii)将移动蒸馏系统中至少一些动能转换为加热步骤i)中使用的热能，从而产生所述的蒸馏产物。因此，所述的蒸馏产物可以是它在运输时用它的最初液体产生的。所述的5步法可以批量或连续生产。如上所述，蒸馏产物优选是乙醇。应理解为乙醇不是唯一的蒸馏产物，它可以与本发明所述的各种实施例结合使用。各种石化化合物可以用蒸馏法相互分离，这些方法可以用所述的移动蒸馏系统实现。使用本发明可以蒸馏出一些优选的蒸馏产物，例如因为它们比最初溶液中的其它成分具有更高的挥发性，或者是它们的重量低，相应的可运送性低。蒸馏在乙醇的制备中是一个昂贵的操作过程，本发明旨在扣除这些费用的同时， 将蒸馏和运输结合起来，进一步降低成本。当然，本发明图示和说明的实施例可以在不偏离本发明实际内容的情况下修改， 而附图仅用于举例说明本发明及其优选的方面。
权利要求
热电联产蒸馏的火车&船舶
1.一种热电联产蒸馏系统，其特征在于用于火车和船舶。
2.所述的热电联产是由所述火车或船舶的许多移动部分来实现的。
3.特殊设计的发电机和电动机被设置用于产生蒸馏热。
4.火车制动系统和风力螺旋桨产生的能量也收集用于热电联产动力。
5.火车车轮和船舶螺旋桨需要发动机惯性。
6.加热废气也被收集并循环地用于热电联产。
7.处理箱子被设计用于蒸馏，储存和平衡。
8.加热成分设置在用于处理的蒸馏箱子中。
9.调节器控制蒸馏温度。
10.流动泵控制成品燃料乙醇进入储存箱子。
11.甜高梁或其它作物产生的液体源为蒸馏提供原料。
12.蒸馏的副产物是收集到一个排出箱子。
全文摘要
一种移动蒸馏系统，其包括一个移动地穿过一个工作台的第一车厢，一个与第一车厢机械相连并随其移动的第二车厢，以及一个与移动蒸馏系统可操作地相连且由该移动蒸馏系统运送的动能转化器，其将移动蒸馏系统的至少一些动能转化为可用于该蒸馏系统的一个加热器来加热一种蒸馏产物的热能。
文档编号B63B35/00GK102176951SQ200880130749
公开日2011年9月7日 申请日期2008年6月9日 优先权日2008年6月9日
发明者马里奥·尼诺·德桑蒂斯 申请人:马里奥·尼诺·德桑蒂斯