专利名称：一种一体化生物柴油制备系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及生物柴油制备技术领域，特别涉及一种一体化生物柴油制备系统。
背景技术：
柴油是重要的动力燃料之一，随着世界范围内车辆柴油化趋势的加快，未来柴油的需求量也会愈来愈大，而石油资源的日益枯竭和人们环保意识的提高，大大促进了世界各国加快柴油替代燃料的开发步伐，尤其是进入了 20世纪90年代，生物柴油以其优越的环保性能受到了各国的重视。我国是最大的发展中国家，经济发展迅速，自1993年我国成为石油净进口国以来，石油进口量迅速增长，已从2001年的7000万t上升到2004年的1亿 t以上，对外依存度达到了 40%。所以在石油资源短缺之际，开发生物可再生资源，对我国的整体发展显得非常重要。生物柴油具有很多石化柴油不具有的优点(1)生物柴油具有优良的环保特性， 主要表现在由于生物柴油中硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低，可减少约30% (有催化剂时为70% ) ； (2)具有较好的低温发动机启动性能；(3)具有较好的润滑性能， 能够降低喷油泵、发动机缸体和连杆磨损率，延长机械的使用寿命；(4)具有良好的燃料性能，十六烷值高，使其燃烧性好于柴油，燃烧残留物呈微酸性，使催化剂和发动机机油的使用寿命加长；( 无须改动柴油机，可直接添加使用，同时无需另添设加油设备、储存设备及人员的特殊技术训练；(6)生物柴油能够以一定比例与石化柴油调和使用，可以降低油耗、提高动力性，并降低尾气污染；(7)生物柴油的优良性能使得采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅满足目前的欧洲II号标准，甚至满足随后即将在欧洲颁布实施的更加严格的欧洲III号排放标准。由于生物柴油的发展仍处于初级阶段，为了更加深入地对生物柴油进行研究需要进行大量的实验。现有技术中，制备生物柴油的装置均为大型的制备系统，这种制备系统不适用于实验室研究。并且，使用大型设备所制取的生物柴油，其油液品质很难满足试验用的油液品质，因此会对实验造成影响。综上所述，如何提供一种应用于实验室的一体化生物柴油制备系统，该系统能够制备出油品质量较高的生物柴油，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题为提供一种一体化生物柴油制备系统，主要应用实验室生物柴油的制取，该系统能够制备出油品质量较高的生物柴油。为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种一体化生物柴油制备系统，主要应用于实验室生物柴油的制备，包括脱水装置、水循环负压装置、反应装置和分离水洗装置；所述脱水装置包括第一液体容置器和对所述第一液体容置器加热的第一加热器；[0009]所述水循环负压装置包括冷却循环管、第二液体容置器和循环水泵，所述冷却循环管分别与所述第二液体容置器和所述第一液体容置器相连通，所述循环水泵安装于所述冷却循环管上；所述反应装置包括第三液体容置器、对所述第三液体容置器加热的第二加热器、 输送油体的第一输油管和第一油泵，所述第一输油管插入到所述第一液体容置器中并与所述第三液体容置器相连通，所述第一油泵安装于所述第一输油管上；所述分离水洗装置包括第二输油管、第三输油管、回油管、分离器、第二油泵、第三油泵和容置器，所述第二输油管插入到所述第三液体容置器中并与所述分离器相连通，所述第二油泵安装于所述第二输油管上，所述分离器与所述容置器相连通，所述回油管分别于所述容置器和所述第一液体容置器相连通，所述第三油泵安装于所述回油管上，所述第三输油管上安装有阀门，所述第三输油管分别与所述第一油泵和所述分离器相连通。优选地，本实用新型还包括缓冲装置，所述缓冲装置安装于所述冷却循环管上并分别与所述第一液体容置器和所述第二液体容置器相连通。优选地，本实用新型还包括用于检测第一液体容置器的容置腔内温度的温度监测装置，所述温度检测装置安装于所述第一液体容置器上。优选地，所述分离器为分离漏斗。优选地，所述第一加热器和所述第二加热器均为数控加热器。优选地，其特征在于，还包括用于搅拌所述第三液体容置器中液体的搅拌装置，所述搅拌装置安装于所述第三液体容置器上。优选地，所述回油管为胶皮管。本实用新型所提供的一种一体化生物柴油制备系统，包括脱水装置、水循环负压装置、反应装置和分离水洗装置。脱水装置包括用于乘装油体的第一液体容置器和加热器， 通过加热器对第一液体容置器进行加热，能够使得油体中的水分蒸发出来净化油液。水循环负压装置与脱水装置相连通，通过水循环不仅降低了脱水装置的压强，还能够对脱水装置中蒸发出的水蒸气进行冷却，使得冷却之后的水分与水循环负压装置中得冷却水融合， 使得装置中的所有物质各有所用。脱水装置中进行了脱水作用的油体进入到反应装置中， 并进行化学反应生成生物柴油，此时的生物柴油为粗生物柴油，本实用新型为了提高制备的生物柴油的油品质量，还提供了分离水洗装置，该装置不仅具有对生物柴油进行水洗的功能，还能够对粗生物柴油进行分离，当粗生物柴油进入到分离器中时，通过静止能够使得粗生物柴油中得生物柴油和甘油分离，对分离后的生物柴油进行收集。分离水洗装置包括回油管，回油管与脱水装置相连通，能够将分离后的生物柴油重新输回至脱水装置中，进行生物柴油的油品提高操作。本实用新型通过管路以及油泵的作用使得一体化生物柴油制备系统顺序结合，并且通过多道制备工序不断地对生物柴油进行精炼，提高了生物柴油的油品质量。
图1为本实用新型第一种实施例中一体化生物柴油制备系统的结构示意图；图1中部件名称与附图标记的对应关系为脱水装置1 ；第一液体容置器11 ；第一加热器12 ；[0022]水循环负压装置2 ；冷却循环管21 ；第二液体容置器22 ；循环水泵23 ；反应装置3 ；第三液体容置器31 ；第二加热器32 ；第一输油管33 ；第一油泵34 ；分离水洗装置4 ；第二输油管41 ；第三输油管42 ；回油管43 ；分离器44 ；第二油泵 45;第三油泵46;容置器47;缓冲装置5 ；温度检测装置6 ；搅拌器7。
具体实施方式
本实用新型的核心为提供一种一体化生物柴油制备系统，主要应用实验室生物柴油的制取，该系统能够制备出油品质量较高的生物柴油。为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。请参考图1，图1为本实用新型第一种实施例中一体化生物柴油制备系统的结构示意图。本实用新型提供了一种一体化生物柴油制备系统，主要应用于实验室生物柴油的制取，该系统具体包括脱水装置1、水循环负压装置、反应装置和分离水洗装置。其中，脱水装置1在本系统中具有以下两种作用一，将油液中的水分分离；二，将油液中的甲醛分离。其具体实现步骤将在下文进行阐述。脱水装置1包括第一液体容置器11和第一加热器12，第一液体容置器11用于盛装油液，第一加热器12用于对第一液体容置器11中的液体进行加热，使得油液具有一定的温度，从而将油液中的水分和甲醛蒸发出ο水循环负压装置在循环水的作用下将第一液体容置器11中产生的水蒸气或者甲醛冷却带走，并且由于水循环使得第一液体容置器11中产生负压，从而降低第一液体容置器11中液体的沸点。水循环负压装置包括冷却循环管21、第二液体容置器22和循环水泵 23，冷却循环管21分别与第二液体容置器22和第一液体容置器11相连通，循环水泵23安装于冷却循环管21上，冷却水在循环水泵23所提供的动力作用下，于第二液体容置器22 和第一液体容置器11之间循环。反应装置包括第三液体容置器31、第二加热器32、输送油体的第一输油管33和第一油泵34，第三液体容置器31提供反应场所用于实现生物柴油的化学反应制取，第二加热器32用于对第三液体容置器31进行加热，第一输油管33插入到第一液体容置器11中并与第三液体容置器31相连通，第一油泵34安装于第一输油管33上，该结构能够保证油液在第一液体容置器11中脱水后，在第一油泵34的作用下，经过第一输油管33进入到第三液体容置器31中，进行化学反应。分离水洗装置在本系统中具有如下两种作用一，对制取的粗生物柴油进行分离， 本领域技术人员可知，在生物柴油制取过程中，不仅有甲醛混入到所制取的粗生物柴油中， 还存在有较多的甘油，甲醛将在生物柴油制取的下面流程进行分离，而甘油则会在分离水洗装置中通过静止作用，会与生物柴油实现液体分层，从而与生物柴油实现分离；二、对生物柴油进行水洗清洁。分离水洗装置包括第二输油管41、第三输油管42、回油管43、分离器、第二油泵45、第三油泵46和容置器，第二输油管41插入到第三液体容置器31中并与分离器相连通，第二油泵45安装于第二输油管41上，分离器与容置器相连通，回油管43分别于容置器和第一液体容置器11相连通，第三油泵46安装于回油管43上，第三输油管42 上安装有阀门，第三输油管42分别与第一油泵34和分离器相连通。具体地，回油管43采用胶皮管。上述为本一体化生物柴油制备系统的结构连接关系，下面将以一种生物柴油的具体制取过程进行阐述，用于更好地理解本实用新型。将制取生物柴油的油液加入到第一液体容置器11中，一般情况下将制取生物柴油的油液可以为餐饮废油，对第一液体容置器11进行加热。启动水循环负压装置，在循环水的作用下第一液体容置器11内的压强降低，从而使得第一液体容置器11中液体的沸点降低，因此油液中混入的水分在较低温度下被蒸发脱离油体，低温实现油水分离，降低了油液因高温而发生氧化作用，保证了油液的品质。当上述步骤完成后，启动第一油泵34，通过第一输油管33油液从第一液体容置器11中被抽入到第三液体容置器31，在第三液体容置器31中加入甲醛、催化剂，并对第三液体容置器31进行加热，那些餐饮废油在催化剂的作用下与甲醛发生化学反应生成生物柴油，在这些生物柴油中混有多余的甲醛和反应附加产物(甘油)，因此称这些生物柴油为粗生物柴油。粗生物柴油进入到分离水洗装置中，在分离器中静止一段时间后，甘油与生物柴油分离。此后将分理处的生物柴油通过回油管43输送回第一液体容置器11中，再次对第一液体容置器11进行加热进行甲醛分离，甲醛的分离过程与上述水的分离过程基本相同，在这里将不再赘述。分离掉甲醛之后的生物柴油在第一油泵34的作用下，经第一输油管33和第三输油管42直接进入到分离水洗装置中，需要说明一下，第三输油管42上具有开关能够实现第三输油管42的开启或者闭合。此时，较为纯净的生物柴油在离水洗装置中进行水洗，然后再经回油管43输送至第一液体容置器 11中，进行水分离操作，从而制取的生物柴油纯净并且由于负压蒸发作用，使得油品质量较尚ο水循环负压装置中包括第二液体容置器22，用于盛装冷却水和油液中蒸发出的水分，由于在实验室中对采用玻璃器皿，为了避免高温水蒸气直接进入到第二液体容置器22 中由于温度骤变而引起较大地压力变化，本实用新型还提供了缓冲装置5，缓冲装置5安装于冷却循环管21上并分别与第一液体容置器11和第二液体容置器22相连通。该结构设计避免了水蒸气直接进入到第二液体容置器22而引起的较大的压强变化，提高了本一体化生物柴油制备系统的工作安全性和稳定性。本实用新型还提供了温度监测装置，用于检测第一液体容置器11中第一液体容置器11的容置腔内温度，具体地，温度监测装置6安装于第一液体容置器11上。具体地，在分离水洗装置钟分离器44为分离漏斗。为了提高加热温度地精确性，本实用新型在一种实施例中将第一加热器12和第二加热器32均采用数控加热器。第三液体容置器31用于生物柴油制取的化学反应场所，为了使得该反应充分进行，本一体化生物柴油制备系统提供了搅拌装置7，搅拌装置7安装于第三液体容置器31 上，该搅拌装置7用于对第三液体容置器31内的液体进行搅拌，使得液体充分混合。以上对本实用新型所提供的一种一体化生物柴油制备系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种一体化生物柴油制备系统，主要应用于实验室生物柴油的制备，其特征在于， 包括脱水装置(1)、水循环负压装置O)、反应装置C3)和分离水洗装置； 所述脱水装置(1)包括第一液体容置器(11)和对所述第一液体容置器(11)加热的第一加热器(12)；所述水循环负压装置( 包括冷却循环管(21)、第二液体容置器0 和循环水泵 (23)，所述冷却循环管分别与所述第二液体容置器0 和所述第一液体容置器(11) 相连通，所述循环水泵安装于所述冷却循环管上；所述反应装置C3)包括第三液体容置器(31)、对所述第三液体容置器(31)加热的第二加热器(32)、输送油体的第一输油管(3 和第一油泵(34)，所述第一输油管(3 插入到所述第一液体容置器(11)中并与所述第三液体容置器(31)相连通，所述第一油泵(34) 安装于所述第一输油管(33)上；所述分离水洗装置(4)包括第二输油管(41)、第三输油管(42)、回油管(43)、分离器、 第二油泵(45)、第三油泵06)和容置器，所述第二输油管Gl)插入到所述第三液体容置器(31)中并与所述分离器相连通，所述第二油泵G5)安装于所述第二输油管Gl)上，所述分离器与所述容置器相连通，所述回油管^幻分别于所述容置器和所述第一液体容置器(11)相连通，所述第三油泵G6)安装于所述回油管G3)上，所述第三输油管G2)上安装有阀门，所述第三输油管0 分别与所述第一油泵(34)和所述分离器相连通。
2.根据权利要求1所述一体化生物柴油制备系统，其特征在于，还包括缓冲装置(5)， 所述缓冲装置( 安装于所述冷却循环管上并分别与所述第一液体容置器(11)和所述第二液体容置器0 相连通。
3.根据权利要求1所述一体化生物柴油制备系统，其特征在于，还包括用于检测第一液体容置器(11)的容置腔内温度的温度监测装置，所述温度监测装置(6)安装于所述第一液体容置器(11)上。
4.根据权利要求1所述一体化生物柴油制备系统，其特征在于，所述分离器G4)为分离漏斗。
5.根据权利要求1所述一体化生物柴油制备系统，其特征在于，所述第一加热器(12) 和所述第二加热器(3 均为数控加热器。
6.根据权利要求1至5任一项所述一体化生物柴油制备系统，其特征在于，还包括用于搅拌所述第三液体容置器(31)中液体的搅拌装置(7)，所述搅拌装置(7)安装于所述第三液体容置器(31)上。
7.根据权利要求1所述一体化生物柴油制备系统，其特征在于，所述回油管G3)为胶皮管。
专利摘要本实用新型公开了一种一体化生物柴油制备系统，包括脱水装置、水循环负压装置、反应装置和分离水洗装置。脱水装置包括用于乘装油体的第一液体容置器和加热器，通过加热器对第一液体容置器进行加热，能够使得油体中的水分蒸发出来净化油液。水循环负压装置与脱水装置相连通进行负压作用。脱水装置中进行了脱水作用的油体进入到反应装置中，并进行化学反应生成生物柴油，生物柴油进入到水系装置中，并通过水系装置进行精炼。本实用新型通过管路以及油泵的作用使得一体化生物柴油制备系统顺序结合，并且通过多道制备工序不断地对生物柴油进行精炼，提高了生物柴油的油品质量。
文档编号C11B3/00GK202297559SQ20112044441
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者刘利, 陈立功 申请人:重庆现代石油(集团)有限公司