一种高氢生物燃料油的制备装置的制作方法

[0001]
本发明涉及能源制备技术领域，尤其涉及一种高氢生物燃料油的制备装置。


背景技术：

[0002]
目前，为了解决化石燃料使用成本高的问题，发展出了一些降低化石燃料生产成本的技术。其中，在油里加入水分形成乳化油燃料，在某些领域已经得到了实用化。最近几年又提出了酶加水与油混合，利用特殊装置把油加水变成加水燃料的方案。但是这些方法的发热量低于原料油，存放一段时间后油水会再次分离，结果不得不通过增加燃料来补偿，整体看并没有达到节约燃料的目的。另外，还出现了使用植物油精炼燃料油的叫做bdf的技术，但是引起了植物类原料市场价格的高涨，因此也没有被确立为一般燃料油的地位。
[0003]
所以，为了解决燃料资源短缺的问题，还需要开发一种新的燃料油制备装置，利用该装置能够对燃料油进行增量，解决燃料短缺和实用化的问题。


技术实现要素：

[0004]
为了解决现有技术中的不足，本发明提供了以下技术方案。
[0005]
本发明提供了一种高氢生物燃料油的制备装置，包括：控制系统、供热系统和反应系统，所述控制系统用于对所述供热系统和反应系统进行自动控制，所述供热系统用于对所述反应系统的反应釜和燃料油供热；所述反应系统包括：
[0006]
活化水生成装置、碳化物储罐、植物油酶催化剂储罐、燃料油储罐、第一反应釜、第二反应釜、第三反应釜、成品油处理装置和成品油储罐，所述碳化物储罐和植物油酶催化剂储罐的出口分别通过管路与所述第一反应釜的入口连接，所述第一反应釜的出口和活化水生成装置的出口分别通过管路与所述第二反应釜的入口连接，所述第二反应釜的出口和所述燃料油储罐的出口分别通过管路与所述第三反应釜的入口连接，所述第三反应釜的出口依次连接所述成品油处理装置和成品油储罐。
[0007]
优选地，所述活化水生成装置包括依次连接的：第一杀菌过滤装置、第一预处理水装置、第二预处理水装置、电解水装置、稳定增强装置、第二杀菌过滤装置、纳米加速装置和活化水储罐。
[0008]
优选地，所述第一预处理水装置中装有黑曜石，所述第二预处理水装置中装有电气石，所述稳定增强装置中装有金属铝和陶瓷球复合材料，其中，所述陶瓷球复合材料由电气石微粉与粘土、硅、氧化铝在800～1000℃烧结而成。
[0009]
优选地，所述成品油处理装置包括依次连接的：固液分离器、油水分离器和过滤芯。
[0010]
优选地，所述第二反应釜包括釜体及设置在釜体内的搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴，所述搅拌轴的上部设置有搅拌桨，所述搅拌轴的下部设置有支架，所述支架的上部转动连接有搅拌压板，下部转动连接有压辊，所述压辊的两端设置有连接板，所述连接板上转动连接有搅拌压片。
[0011]
优选地，所述搅拌轴为可伸缩搅拌轴。
[0012]
优选地，所述支架包括沿圆周均匀设置的三个分支架，每个所述分支架的上部转动连接有搅拌压板，下部转动连接有压辊，所述压辊的两端设置有连接板，所述连接板上转动连接有搅拌压片。
[0013]
优选地，所述搅拌压板的两端分别通过第一连接轴与所述分支架转动连接，所述第一连接轴的一端与所述分支架固定连接，所述第一连接轴的另一端与所述搅拌压板转动连接。
[0014]
优选地，所述压辊的两端分别通过第二连接轴与所述分支架转动连接，所述第二连接轴的一端与所述分支架固定连接，所述第二连接轴的另一端与所述压辊转动连接。
[0015]
优选地，所述连接板的一端固定在所述第二连接轴上，所述连接板的另一端固定连接有第三连接轴的一端，所述第三连接轴的另一端与所述搅拌压片转动连接。本发明的有益效果是：
[0016]
采用本发明提供的装置，把水负电位化形成活化水，并利用活化水和碳化物在植物油酶催化剂的条件下发生反应，最终将反应物与燃料油混合(包括柴油，航空柴油，船用燃料油，石脑油)，得到高氢生物燃料油，这样做可以在不改变原料油分子结构的前提下达到了增量(30％
--
50％)的目标。对企业大幅节约燃油费将做出极大的贡献。同时，可以降低我国30％的石油进口量，从而大大地减少了石油进口的风险，另外，对雾霾的治理，减少二氧化碳的排放，提高我国整体的空气质量，保护生态环境，都将起到建设性的作用。
附图说明
[0017]
图1为本发明所述的高氢生物燃料油的制备装置结构示意图；
[0018]
图2为本发明所述的第二反应釜的结构示意图。
[0019]
图中，各符号的含义如下：
[0020]
1第一杀菌过滤装置、2第一预处理水装置、3第二预处理水装置、4电解水装置、5稳定增强装置、6第二杀菌过滤装置、7纳米加速装置、8活化水储罐、9碳化物储罐、10植物油酶催化剂储罐、11 第一反应釜、12第二反应釜、13燃料油储罐、14第三反应釜、15固液分离器、16油水分离器、17过滤芯、18成品油储罐。
具体实施方式
[0021]
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
[0022]
如图1所示，本发明实施例提供了一种高氢生物燃料油的制备装置，包括：控制系统、供热系统和反应系统，所述控制系统用于对所述供热系统和反应系统进行自动控制，所述供热系统用于对所述反应系统的反应釜和燃料油供热；所述反应系统包括：
[0023]
活化水生成装置、碳化物储罐9、植物油酶催化剂储罐10、燃料油储罐13、第一反应釜11、第二反应釜12、第三反应釜14、成品油处理装置和成品油储罐18，所述碳化物储罐9和植物油酶催化剂储罐10的出口分别通过管路与所述第一反应釜11的入口连接，所述第一反应釜11的出口和活化水生成装置的出口分别通过管路与所述第二反应釜12的入口连接，所述第二反应釜12的出口和所述燃料油储罐13的出口分别通过管路与所述第三反应釜14的
入口连接，所述第三反应釜14的出口依次连接所述成品油处理装置和成品油储罐18。
[0024]
本发明实施例提供的装置中，控制系统可以通过预设的控制程序和执行器等控制反应和加热过程的自动进行，节省人力成本。供热系统可以通过连接热源对反应系统中需要加热的部分供热，以满足反应温度要求。反应系统在控制系统和供热系统的配合下完成反应，制备得到高氢生物燃料油。其中，反应系统的工作过程为：
[0025]
上述反应系统中，碳化物储罐中存储的碳化物可以为工业碳化物，碳化物的粒度分布均匀。植物油酶催化剂储罐存储的植物油酶催化剂可以是从植物油比如椰子油或亚麻油中提取出来的酶催化剂。
[0026]
反应系统的工作过程为：首先将酶催化剂与碳化物送入到第一反应釜中混合并均匀搅拌，使得酶催化剂可以吸附在碳化物中，相当于酶催化剂植入到碳化物中，生成胚胎；然后，将生成的胚胎与活化水送入到第二反应釜中混合并搅拌均匀，活化水和碳化物发生化学反应，水的游离基与其发生醛醇缩合反应而得到基础脂肪酸。其中，基础脂肪酸合成所需的氢元素来源于水，依靠生物酶来分解，切断水分子团 (脱氧o，脱氢氧根oh)。此时，活化水剩余的氧元素与碳化物发生氧化反应，出现碳化现象。得到的基础脂肪酸和添加的生物酶催化剂出现活化而发生加成反应，随着合成的反复进行合成出长链脂肪酸，比如棕榈酸和油酸等，合成出的棕榈酸依靠活化反应与游离基oh脱离，从油脂转化成矿油化的烷烃；再然后，将第二反应釜中得到的反应物与燃料油储罐中的燃料油送入到第三反应釜中，烷烃与矿物油 (比如，c16h32)相混合，得到同原料油相同分子结构、分子量的高氢生物燃料油。
[0027]
在本发明的一个优选实施例中，所述活化水生成装置包括依次连接的：第一杀菌过滤装置1、第一预处理水装置2、第二预处理水装置3、电解水装置4、稳定增强装置5、第二杀菌过滤装置6、纳米加速装置7和活化水储罐8。
[0028]
其中，所述第一预处理水装置2中装有黑曜石，所述第二预处理水装置3中装有电气石，所述稳定增强装置5中装有金属铝和陶瓷球复合材料，其中，所述陶瓷球复合材料由电气石微粉与粘土、硅、氧化铝在800～1000℃烧结而成。
[0029]
采用上述结构的装置制备活化水的过程可以为：
[0030]
步骤1：自来水或地下水里有沙子和铁锈等物质，所以，首先将自来水儿通过第一杀菌过滤装置，得到清洁的水，然后可以将清洁的水存储在一个水罐里，使用时直接从水罐中取水。
[0031]
将清洁的自来水、地下水通过增压水泵加压使其具有较大的落差后依次经过第一预处理水装置和第二预处理水装置，即依次经过天然矿石中的黑曜石和电气石(黑曜石和电气石具有一定的氧化还原作用)，另外利用自来水的压力或者增压水泵的压力进一步增强还原力。 (自来水的水压一般在0.14m pa0.1m pa相当于10米的落差)由于增压水泵的二次增压达到3至5个mpa在黑曜石和电气石之间形成300 至500米的落差相同于自然瀑布的环境。
[0032]
由于水分子与带负电荷的黑曜石激烈碰撞、改变了水分子团的同时达到高能量的状态。
[0033]
步骤2：将步骤1处理后的水与电解水装置连接。通过电解得到还原电位负800mv以上、ph值12以上、活性氢含量1.2ppm以上的活性水。
[0034]
步骤3：经电解处理后得到的活性水与稳定增强装置连接、提高步骤2得到的活性
水的还原电位的稳定性，在增强装置中加入的金属铝和陶瓷球复合材料使其能够达到稳定维持还原电位不变的目的。为了增强还原水的界面张力、稳定增强装置中使用金属铝箔作为素材，利用金属铝箔反射电波的特性及陶瓷球复合材料可放出远红外线 4～14微米特征(稳定增强器中使用的陶瓷球是电气石微粉与粘土、硅、氧化铝等混合后在800～1000℃烧结而成的)。电子之间相互碰撞产生的微电流、使水表面张力比原料水扩张2.3倍、具有一定能量使分子团达到75hz。
[0035]
步骤4：将步骤3处理后的水依次经过第二杀菌过滤装置，比如紫外线杀菌装置和直径0.3mm过滤器，除去水里的杂质和影响生物化学反应的微生物等物质。
[0036]
步骤5：纳米加速装置与步骤4中的过滤器连接(纳米加速装置的喷射速度可以达到音速≈340(m/sec)＝1224(km/hour)其结果是碰撞速度是音速的2倍，达到2448(km/hour)，在该速度的作用下水分子链会被瞬间破坏粉碎。
[0037]
经过上述处理，制备得到活化水。
[0038]
在本发明的一个优选实施例中，所述成品油处理装置包括依次连接的：固液分离器15、油水分离器16和过滤芯17。
[0039]
其中，固液分离器用于分离混合物中的固体和液体，得到液体，液体中除了要制备的油份外，还有水份，采用油水分离器将水份去除，得到油份，最后将油份通过过滤芯进行过滤，制成最终的高氢生物燃料油。
[0040]
如图2所示，在本发明的一个优选实施例中，所述第二反应釜 12包括釜体及设置在釜体内的搅拌装置，搅拌装置包括搅拌轴20，所述搅拌轴20的上部设置有搅拌桨21，所述搅拌轴20的下部设置有支架22，所述支架22的上部转动连接有搅拌压板23，下部转动连接有压辊24，所述压辊24的两端设置有连接板，所述连接板上转动连接有搅拌压片25。
[0041]
其中，搅拌轴转动可以带动搅拌桨和支架转动，支架转动可以带动其上的搅拌压板、压辊和搅拌压片转动。另外，搅拌压板、压辊和搅拌压片可以在物料的作用下绕自身的轴转动。从而实现对物料从不同角度的多次搅拌，使比较粘稠的物质或者反应基团位于孔内的有孔物质也能够充分接触，发生反应。作为一个实施例，比如，碳化物与植物油酶催化剂的反应物和活化水在第二反应釜中混合，通过该搅拌装置可以实现活化水分子进入到碳化物的小孔中，与碳化物、植物油酶催化剂及其反应物充分接触，并发生反应。
[0042]
其中，所述搅拌轴20为可伸缩搅拌轴。
[0043]
采用上述结构，可以调整搅拌桨和支架的高度，从而满足对不同高度物料的搅拌需求，以及不同搅拌程度的搅拌需求。
[0044]
本实施例中，所述支架22包括沿圆周均匀设置的三个分支架，每个所述分支架的上部转动连接有搅拌压板23，下部转动连接有压辊24，所述压辊24的两端设置有连接板，所述连接板上转动连接有搅拌压片25。
[0045]
其中，所有分支架本身的结构以及其上的设置都相同。
[0046]
如本领域技术人员可以理解的，分支架的数量可以根据实际需要进行人为设置，为了实现均匀搅拌，分支架一般均匀布置。
[0047]
本实施例中，设置有三个分支架，各分支架的结构可以为：包括一个横杆和两个竖杆，横杆的一端连接在转动轴上，两个竖杆平行设置，且其一端连接在横杆上，搅拌压板、压辊和搅拌压片都直接或间接连接在两个竖杆上。三个分支架的三个横杆之间的夹角为
120
°
。
[0048]
本发明的一个优选实施例中，所述搅拌压片25与所述搅拌压板23平行设置。
[0049]
采用上述结构，可以使得搅拌压片和搅拌压板配合工作，对物料更好的进行搅拌。搅拌压板在上，搅拌压片在下，可以增加对物料的搅拌力度，使物料之间的接触更加充分，比如可以使得其中一种物料能够进入到另一种物料的孔内，被吸附在孔内或者接触孔内的反应基团从而发生反应。
[0050]
本实施例中，所述搅拌压板23的两端分别通过第一连接轴与所述分支架转动连接，所述第一连接轴的一端与所述分支架固定连接，所述第一连接轴的另一端与所述搅拌压板23转动连接。
[0051]
其中，第一连接轴连接在分支架上固定不动，搅拌压板在物料的流动作用下可以绕第一连接轴转动，第一连接轴可以安装在搅拌压板的轴线上。搅拌压板转动的过程中，实现了对其角度的调节，从而实现对物料不同角度的搅拌。
[0052]
本实施例中，所述压辊24的两端分别通过第二连接轴与所述分支架转动连接，所述第二连接轴的一端与所述分支架固定连接，所述第二连接轴的另一端与所述压辊24转动连接。
[0053]
其中，第二连接轴连接在分支架上固定不动，压辊在物料的流动作用下可以绕第二连接轴转动，第二连接轴可以安装在压辊的轴线上。压辊转动的过程中，实现了对其角度的调节，从而实现对物料不同角度的搅拌。
[0054]
本实施例中，所述连接板的一端固定在所述第二连接轴上，所述连接板的另一端固定连接有第三连接轴的一端，所述第三连接轴的另一端与所述搅拌压片25转动连接。
[0055]
其中，第二连接轴连接在分支架上固定不动，连接板的一端连接在第二连接轴上固定不动，第三连接轴连接在连接板的另一端固定不动，搅拌压片在物料的流动作用下可以绕第三连接轴转动，第三连接轴可以安装在搅拌压片的轴线上。搅拌压片转动的过程中，实现了对其角度的调节，从而实现对物料不同角度的搅拌。
[0056]
本发明提供的搅拌装置，还包括电机19，所述电机19的转轴与所述搅拌轴20连接。
[0057]
使用上述结构，打开电机，带动搅拌轴转动，通过调整电机的转速可以调整搅拌轴的转速。
[0058]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。