专利名称：一种液哨式超声乳化器及其用于植物油处理的方法
技术领域：
本发明涉及一种液哨式超声乳化器及其用于植物油处理的方法。
背景技术：
目前，我国石化燃料油(柴油、汽油、重油等)广泛应用于车辆、轮船、工程机械、发电机组以及燃油锅炉、窑炉等领域。但普遍存在燃烧不完全，油耗高，热效率低，有害气体及有害物质排放高等缺点，对大气污染和环境破坏日益严重。由于超声波燃油乳化技术能制备细小、均勻、稳定的乳化油，且能耗小，技术日趋完善，所以越来越受到人类的重视和关注。燃油乳化器为乳化燃油的关键技术之一，燃油乳化器种类烦多，其中液哨式超声乳化装 置应用较多，效果较好。现有的液哨式超声乳化器包括设置在壳体一端的入口和设置在壳体侧壁上的出口，壳体内设有射芯、共振和设置在共振上的簧片，所述共振固定在壳体的端面上。油、水混合液经压力泵送入射芯，射芯产生高速射流，射流冲击簧片，由油水混合液和簧片产生超声波，射流和簧片超声波发生共振，油水混合液进行乳化且达到最大能量，再经出口送出。由于该液哨式超声乳化器采用单一的悬臂簧片或固定式簧片，扰动频率较低，进入液哨的油水混合液乳化不完全，因此，乳化质量不高。植物燃油是一种可再生的能源，人类进行研究后发现，从植物中能找到一种比现在所广泛采用的矿物能源更为有效和清洁的能源。科学家断言，再过10到20年，社会整体技术水平再提升一个层次，能源植物将成为我们生活中依赖程度最高的物质之一。专家认为，生物能源将成为未来可持续能源的重要部分，到2015年，预计全球总能耗将有40%来自生物能源，从而替代煤炭、石油和天然气等石化燃料，保护能源资源，减轻能源消费给环境造成的污染。据估计，绿色植物每年固定的能量，相当于600亿吨至800亿吨石油，即全世界每年石油总产量的20倍至27倍，约相当于世界主要燃料消耗的10倍。而绿色植物每年固定的能量作为能源的利用率，现今还不到其总量的O. I %。植物油直接作为燃油替代石化油已引起各国的高度重视。目前，植物油的利用采用的是改变油性的方法，主要以提炼生物柴油为主，美国、德国等国家最为成熟，并己制定出使用内燃机生物燃油需达到的各类技术制备和热值检测、排放环保标准，生物燃油产品和制造技术及工艺己非常成熟，并己由各国积极推广使用；但是要以炼油厂模式进行规摸化生产，设备和产能受到原料品类单一制约，制造成本高于石化燃油一、三倍以上。生物柴油在内燃机上使用由于关键技术未解决(即未完全分解植物油特有的长碳链分子结构)，发动机燃烧不充分，动力不足，残碳高，黑烟大，发动机积碳多，故只能添加20%的生物柴油在石化柴油中混合燃烧，且工艺复杂，生产成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种扰动频率高的液哨式超声乳化器。
本发明的第二个目的在于提供一种上述液哨式超声乳化器用于植物油处理的方法。本发明的目的是这样实现的，一种液哨式超声乳化器，包括设置在壳体上的入口和出口，壳体内设有共振及设置在所述共振上的簧片，其特征在于所述入口和出口分别设置在壳体的两端，所述共振设置在壳体的中间部位且共振的两端分别设有簧片。上述簧片为悬臂簧片和固定式簧片的复合。为了进一步提高扰动频率，上述共振为上下两排。为了结构紧固且简单，并利于两排共振之间形成流体通道，上述两排共振之间的两边设有压条，中间为流体通道。
为了结构可靠，上述共振和簧片为一体化且通过压盖固定安装在壳体上。为了保证相对位置的可靠性和稳定性，上述液哨式超声乳化器中的射芯通过键或销定位。本发明的第二个目的是这样实现的，上述哨式超声乳化器用于植物油处理的方法，其特征在于将植物油和含水酒精混合液经压力泵泵入所述哨式超声乳化器中进行乳化。上述植物油和含水酒精混合液中，含水酒精的含量为30% -40%。上述含水酒精中的水含量为20% -30%。上述植物油和含水酒精混合液泵入上述哨式超声乳化器前经过混合，所述混合包括搅拌器和混合器，所述搅拌器的搅拌桨以轴向流为主，辅以30%的径向流，所述搅拌器罐体上设有径向阻流片。上述植物油和含水酒精混合前依次分别经过粗过滤、精过滤和比例调控。上述粗过滤所用过滤器为200目。上述精过滤所用过滤器为300目。上述比例调控在比例调控系统进行，所述比例调控系统包括定量泵和可调变量栗。本发明具有如下有益效果
I、本发明采用复合式簧片并设置在壳体中间，将入口和出口设置在壳体的两端，扰动频率从现有的10000HZ-100000HZ提高到近200000HZ，大幅度提高了扰动频率，且在尾端能产生能量会集，使油水混合液得到充分乳化，提高了乳化质量。本发明哨式超声乳化器在发动机上运用，加水15%的乳化油在功率相当，扭矩相同的条件下，油耗量比纯柴油油耗量平均降低O. 006kg/kw/h，节油率在8-15%，具有显著的节能减排效果和巨大的经济效益。2、本发明植物油处理方法，将原多碳(C18-22)长碳链分子结构进行断链粉碎，并和酒精及水分子产生微化学反应，合成碳氢混合油包水(W/0)结构，使之与石化燃油性质接近。经本发明处理的植物油与石化油功率相当，不用任何添加剂，机油使用时间增长一倍以上，发动机积碳更少，大幅度延长了发动机使用寿命。3、本发明所用植物油和含水酒精混合液中，含水酒精的含量为30% -40%，含水酒精中的水含量为20%-30%。大幅度降低了原料成本。并且，对地沟油只需进行脱水、脱渣后，采用本发明所述哨式超声乳化器进行乳化，就能用于内燃柴油发动机、锅炉、帘炉燃烧，可充分利用废弃能源，不仅节约成本，而且有利于环境保护。
4、本发明所述哨式超声乳化器处理后的植物油用于柴油发动机，排出的CO减少20%, S02趋于0，NOx减少25%，烟度由二级降为一级，大幅度减少了环境污染。5、本发明哨式超声乳化器结构简单，稳定、可靠；本发明哨式超声乳化器用于植物油处理的方法工艺简单，原料易得、低廉，设备成本低，大幅度降低了生产成本。
图I为本发明实施例结构示意 图2为图I局部不意 图3为图I俯视具体实施方式
实施例I,参见附图,一种液哨式超声乳化器，包括设置在壳体上的入口 I、小口 2、出口 7，壳体内设有射芯3、共振5和设置在共振5上的簧片4，入口 I和出口 7分别设置在壳体的两端，射芯3通过键或销定位，共振5为上下两排且设置在壳体的中间部位，共振5与上下壳体之间及两个共振5之间共形成三个流体通道8，共振5和簧片4为一体化结构且通过压盖6固定安装在壳体上的凹槽内。本实施例液哨式超声乳化器用于植物油处理的方法，其工艺包括粗过滤、精过滤、植物油和含水乙醇比例调控、混合、乳化、油气分离、油水分离。粗过滤所用过滤器为200目，设置在输送系统的泵前端，分植物油和无水酒精两条通路；精过滤所用过滤器为300目，分植物油和无水酒精两条通路，过滤所有的杂质；比例调控由定量泵和可调变量泵配套组成，定量泵给植物油，可调变量泵给含水酒精，植物油和含水酒精混合液中含水酒精的含量为30%，含水酒精中的的水含量为20%。比例调控好后将植物油和含水酒精进行混合，混合系统包括搅拌器和混合器，搅拌器的搅拌桨以轴向流为主，辅以30%的径向流，搅拌器罐体上设有径向阻流片；混合后将植物油和含水酒精混合液经压力泵泵入哨式超声乳化器进行乳化成乳化油，经过油气分离器对乳化油中的气体进行分离，分离气体后的乳化油便可直供燃油设备使用。实施例2,参见附图,一种液哨式超声乳化器,包括设置在壳体上的入口 I、小口 2、出口 7，壳体内设有射芯3、共振5和设置在共振5上的簧片4，入口 I和出口 7分别设置在壳体的两端，射芯3通过键或销定位，共振5为上下两排且设置在壳体的中间部位，两排共振5之间设有压条9，中间形成流体通道8，共振5与上下壳体之间及两个共振5之间共形成三个流体通道8，共振5和簧片4为一体化结构且通过压盖6固定安装在壳体上的凹槽内。本实施例液哨式超声乳化器用于植物油处理的方法，参见实施例1，其中，植物油和含水酒精混合液中含水酒精的含量为40%，含水酒精中的的水含量为30%。实施例3,参见附图,一种液哨式超声乳化器,一种液哨式超声乳化器,包括设置在壳体上的入口 I、小口 2、出口 7，壳体内设有射芯3、共振5和设置在共振5上的簧片4，入口I和出口 7分别设置在壳体的两端，射芯3通过键或销定位，共振5为上下两排且设置在壳体的中间部位，两排共振5之间设有压条9，中间形成流体通道8，共振5与上下壳体之间及两个共振5之间共形成三个流体通道8，每一个共振5的两端分别设有包括悬臂簧片和固定式簧片的复合簧片，共振5和簧片4为一体化结构且通过压盖6固定安装在壳体上的凹槽内。本实施例液哨式超声乳化器用于植物油处理的方法，参见实施例I，其中，植物油和含水酒精混合液中含水酒精的含量为35%，含水酒精中的的水含量为25%。·
权利要求
1.一种液哨式超声乳化器，包括设置在壳体上的入口(I)、出口(7)，壳体内设有共振(5)及设置在所述共振(5)上的簧片(4)，其特征在于所述入口(I)和出口(7)分别设置在壳体的两端，所述共振(5)设置在壳体的中间部位且共振(5)的两端分别设有簧片。
2.如权利要求I所述的液哨式超声乳化器，其特征在于所述簧片(4)为悬臂簧片和固定式簧片的复合。
3.如权利要求I或2所述的液哨式超声乳化器，其特征在于所述共振(5)为上下两排且所述两排共振(5 )之间的两边设有压条(9 )，中间为流体通道(8 )。
4.如权利要求3所述的液哨式超声乳化器，其特征在于所述共振(5)和簧片(4)为一体化且通过压盖(6)固定在壳体上。
5.如权利要求1-4任一项所述的哨式超声乳化器用于植物油处理的方法，其特征在于将植物油和含水酒精混合液经压力泵泵入所述哨式超声乳化器进行乳化。
6.如权利要求5所述的哨式超声乳化器用于植物油处理的方法，其特征在于所述植物油和含水酒精混合液中，含水酒精的含量为30%-40%。
7.如权利要求6所述的哨式超声乳化器用于植物油处理的方法，其特征在于所述含水酒精中的水含量为20%-30%。
8.如权利要求5-7任一项所述的哨式超声乳化器用于植物油处理的方法，其特征在于所述植物油和含水酒精混合液泵入上述哨式超声乳化器前经过混合，所述混合包括搅拌器和混合器，所述搅拌器的搅拌桨以轴向流为主，辅以30%的径向流，所述搅拌器罐体上设有径向阻流片。
9.如权利要求8所述的哨式超声乳化器用于植物油处理的方法，其特征在于所述植物油和含水酒精混合前依次分别经过粗过滤、精过滤和比例调控。
10.如权利要求9所述的哨式超声乳化器用于植物油处理的方法，其特征在于所述粗过滤所用过滤器为200目；所述精过滤所用过滤器为300目；所述比例调控包括定量泵和可调变量泵。
全文摘要
一种液哨式超声乳化器，包括设置在壳体上的入口、出口，壳体内设有共振及设置在所述共振上的簧片，其特征在于所述入口和出口分别设置在壳体的两端，所述共振设置在壳体的中间部位且共振的两端分别设有簧片。所述哨式超声乳化器用于植物油处理的方法，其特征在于将植物油和含水酒精混合液经压力泵泵入所述哨式超声乳化器进行乳化。本发明液哨式超声乳化器的扰动频率从现有的10000Hz-100000Hz提高到近200000Hz，使油水混合液得到充分乳化，且结构简单，稳定，可靠。本发明处理的植物油用于柴油发动机，排出的CO减少20%，SO2趋于0，NOx减少25%，烟度由二级降为一级，不仅大幅度减少了环境污染，而且工艺简单，原料易得、低廉，设备成本低，大幅度降低了生产成本。
文档编号B01J19/10GK102886237SQ20111040069
公开日2013年1月23日 申请日期2011年12月6日 优先权日2011年12月6日
发明者不公告发明人 申请人:成都市恒茂能源科技有限公司