一种利用废弃油脂生产生物柴油的装置的制作方法

本实用新型涉及一种生物柴油生产设备，具体的说，涉及了一种利用废弃油脂生产生物柴油的装置。

背景技术：

我国每年的动、植物油的消费量很大，废油脂的产量约为油脂消费量的15%，由于这些废弃油脂不能正当处理，造成了环境污染，有些甚至被不法分子进行再加工后，重新进入食用油市场，威胁人们的食品安全，影响人们的身体健康。目前常用的一种废弃油脂处理方式是将其生产成生物柴油，然而现在没有整套的生产设备，处理过程中必须针对各个反应步骤采用单独的装置，这种方式不仅具有工艺流程长、反应不完全等缺点，而且操作繁琐，无法进行大规模转化。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、反应完全、工艺流程短、操作简便、适于规模化生产的利用废弃油脂生产生物柴油的装置。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种利用废弃油脂生产生物柴油的装置，包括酯化釜、沉降罐、酯交换釜、精馏釜、成品罐、第一精甲醇罐、第二精甲醇罐和废甲醇罐，所述第一精甲醇罐的出液口通过管道连通所述酯化釜的甲醇进料口，所述酯化釜顶部的废甲醇出气口通过一冷凝器冷却后连通所述废甲醇罐的进液口，所述废甲醇罐的出液口通过一甲醇精馏塔精馏后连通所述第一精甲醇罐的回液口；所述酯化釜顶部开设有原料添加口和浓硫酸添加口，所述酯化釜的反应液出口通过管道连通所述沉降罐的进料口，所述沉降罐的出料口通过管道连通所述酯交换釜的反应液入口；所述酯交换釜顶部开设有碱添加口，所述酯交换釜顶部的甲醇出气口通过一冷凝器冷却后连通所述第二精甲醇罐的回液口，所述第二精甲醇罐的出液口通过管道连通所述酯交换釜的反应液出口；所述酯交换釜的反应液出口通过管道连通所述精馏釜的进料口，所述精馏釜的物料出口通过一冷凝器冷却后连通所述成品罐的进料口；所述成品罐通过管道外接真空泵抽气口。

基于上述，所述酯化釜反应液出口与所述沉降罐进料口之间的管道上设置有酯化泵，所述酯化泵的出液口与所述酯化釜上部之间通过反应液循环管连通；所述酯交换釜反应液出口与所述精馏釜进料口之间的管道上设置有酯交换泵，所述酯交换泵的出液口与所述酯交换釜上部之间通过反应液循环管连通。

基于上述，所述第一精甲醇罐的出液口与所述酯化釜甲醇进料口之间的管道上设置有加热器；所述酯交换釜反应液出口与所述精馏釜进料口之间的管道上设置有加热器。

基于上述，所述成品罐与所述真空泵抽气口之间的管道上设置有缓冲罐。

基于上述，所述酯化釜底部、所述沉降罐底部、所述酯交换釜底部、所述精馏釜底部和所述成品罐底部分别设置有排料阀。

基于上述，它还包括机架，所述酯化釜、所述沉降罐、所述酯交换釜、所述精馏釜和所述甲醇精馏塔并排安装在所述机架前部。

基于上述，所述废甲醇罐、所述第二精甲醇罐、所述成品罐和所述第一精甲醇罐安装在所述机架后部，所述废甲醇罐设置在所述酯化釜正后方，所述第二精甲醇罐设置在所述沉降罐正后方，所述成品罐设置在所述酯交换釜正后方，所述第一精甲醇罐设置在所述精馏釜正后方。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型提供了一种利用废弃油脂生产生物柴油的整体设备，其利用所述废甲醇罐、所述甲醇精馏塔和所述第一精甲醇罐实现对甲醇的循环利用，使酯化反应完全，反应液经过所述沉降罐的沉降后，进入所述酯交换釜内进行酯交换反应，反应完毕后，经过所述精馏釜的精馏后得到生物柴油并储存于所述成品罐内，由于甘油产出量太少，省去了甘油的回收工序，设备在安装调试完毕后，用户经过简单的培训就能够进行生产，其具有设计科学、反应完全、工艺流程短、操作简便、适于规模化生产的优点。

所述反应液循环管的设置，可使所述酯化釜、所述酯交换釜内的反应液循环起来，使物料混合更加均匀，提升反应效果；所述第一精甲醇罐内的甲醇经过加热器的加热汽化后，进入所述酯化釜内进行反应，省去了在所述酯化釜的升温步骤，提升了混合度，从而加快了反应速度、提升了反应效果；所述缓冲罐的设置，可有效避免倒吸现象。

将所述酯化釜、所述沉降罐、所述酯交换釜、所述精馏釜和所述甲醇精馏塔并排布置在所述机架前部，所述废甲醇罐、所述第二精甲醇罐、所述成品罐和所述第一精甲醇罐安装在所述机架后部，使得整体布局更加紧凑、合理，管道也更加便于连接。

附图说明

图1是本实用新型中利用废弃油脂生产生物柴油的装置的原理示意图。

图2是本实用新型中利用废弃油脂生产生物柴油的装置的主视图。

图3是本实用新型中利用废弃油脂生产生物柴油的装置的俯视图。

图中：1.酯化釜；2.沉降罐；3.酯交换釜；4.精馏釜；5.成品罐；6.甲醇精馏塔；7.废甲醇罐；8.第二精甲醇罐；9.第一精甲醇罐；10.缓冲罐；11.冷凝器；12.加热器；13.酯化泵；14.酯交换泵；15.反应液循环管；16.真空泵；17.机架。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

如图1-3所示，一种利用废弃油脂生产生物柴油的装置，包括酯化釜1、沉降罐2、酯交换釜3、精馏釜4、成品罐5、第一精甲醇罐9、第二精甲醇罐8和废甲醇罐7，所述第一精甲醇罐9的出液口通过管道连通所述酯化釜1的甲醇进料口，所述酯化釜1顶部的废甲醇出气口通过一冷凝器11冷却后连通所述废甲醇罐7的进液口，所述废甲醇罐7的出液口通过一甲醇精馏塔6精馏后连通所述第一精甲醇罐9的回液口；所述酯化釜1顶部开设有原料添加口和浓硫酸添加口，所述酯化釜1的反应液出口通过管道连通所述沉降罐2的进料口，所述沉降罐2的出料口通过管道连通所述酯交换釜3的反应液入口；所述酯交换釜3顶部开设有碱添加口，所述酯交换釜3顶部的甲醇出气口通过一冷凝器11冷却后连通所述第二精甲醇罐8的回液口，所述第二精甲醇罐8的出液口通过管道连通所述酯交换釜3的反应液出口；所述酯交换釜3的反应液出口通过管道连通所述精馏釜4的进料口，所述精馏釜4的物料出口通过一冷凝器11冷却后连通所述成品罐5的进料口；所述成品罐5通过管道外接真空泵16的抽气口。

所述酯化釜1反应液出口与所述沉降罐2进料口之间的管道上设置有酯化泵13，所述酯化泵13的出液口与所述酯化釜1上部之间通过反应液循环管15连通；所述酯交换釜3反应液出口与所述精馏釜4进料口之间的管道上设置有酯交换泵14，所述酯交换泵14的出液口与所述酯交换釜3上部之间通过反应液循环管15连通；使用时，反应液循环管15可使酯化釜1、酯交换釜3内的反应液循环起来，实现搅拌功能，使物料混合更加均匀。

所述第一精甲醇罐9的出液口与所述酯化釜1甲醇进料口之间的管道上设置有加热器12，使甲醇经过加热器12的加热汽化后，进入酯化釜1内进行反应；所述酯交换釜3反应液出口与所述精馏釜4进料口之间的管道上也设置有加热器12，使反应液经过预热后进入精馏釜4精馏。除此之外，各连接管路上也可根据自身需要设置离心泵、阀门，使整个设备可按照步骤运行。

为了防止倒吸，所述成品罐5与所述真空泵16抽气口之间的管道上设置有缓冲罐10。

所述酯化釜1底部、所述沉降罐2底部、所述酯交换釜3底部、所述精馏釜4底部和所述成品罐5底部分别设置有排料阀；使用时，酯化釜1底部的排料阀用于排出废渣、甘油，沉降罐2底部的排料阀用于排出废渣、甘油，酯交换釜3底部的排料阀用于排出甘油，精馏釜4底部的排料阀用于排出沥青，成品罐5底部的排料阀用于排出生物柴油成品。

为了使整个设备布局更加紧凑、合理，该利用废弃油脂生产生物柴油的装置还包括机架17，所述酯化釜1、所述沉降罐2、所述酯交换釜3、所述精馏釜4和所述甲醇精馏塔6并排安装在所述机架17前部；所述废甲醇罐7、所述第二精甲醇罐8、所述成品罐5和所述第一精甲醇罐9安装在所述机架17后部，所述废甲醇罐7设置在所述酯化釜1正后方，所述第二精甲醇罐8设置在所述沉降罐2正后方，所述成品罐5设置在所述酯交换釜3正后方，所述第一精甲醇罐9设置在所述精馏釜4正后方。

工作流程：

第一步，酯化反应，将废弃油脂（废煎炸油、动物下脚料油、地沟油等）通过酯化釜1顶部的原料添加口加入酯化釜1内，从酯化釜1顶部的浓硫酸添加口加入油重3%的浓硫酸，可以接通反应液循环管15，打开酯化泵13，使反应液循环过后混合均匀，关闭反应液循环管15和酯化泵13，在酯化釜1的夹层中通入温度为270℃的热导热油，将废弃油脂加热到110-130℃，随后，第一精甲醇罐9内的甲醇经过加热器12的加热汽化后，进入酯化釜1，与废弃油脂反应，未反应完全的甲醇气体从酯化釜1顶部的废甲醇出气口排出，经过冷凝器11的冷却后，进入废甲醇罐7，再经过甲醇精馏塔6的精馏后，返回第一精甲醇罐9循环利用，最终使酯化反应完全，反应时间为5-6h，在此期间，反应中产生的甘油要不断从酯化釜1底部的排料阀排出；

第二步，沉降，将反应液经过一冷凝器11的冷却，使温度降至50℃以下，抽入沉降罐2内，沉降4小时后，放出底部废渣、水、甘油等；

第三步，酯交换反应，沉降完成后，将反应液再抽入酯交换釜3内，从酯交换釜3顶部的碱添加口加入碱，接通反应液循环管15，打开酯交换泵14，使反应液不断循环，调节反应液ph值至7.0-7.1，关闭反应液循环管15和酯交换泵14，将第二精甲醇罐8内的甲醇泵入酯交换釜3，同时向酯交换釜3的夹套内通入270℃的导热油，加热反应液至65-72℃，开启反应液循环管15和酯交换泵14，打循环30min，使反应完全，之后再将反应液加热至85℃以上，使没有参加反应的甲醇气化后，经过一冷凝器11的冷却后，返回第二精甲醇罐8内重复利用；

第四步，精馏，将反应液泵入精馏釜4，在精馏釜4夹套内通入270℃的导热油，加热反应液至240-260℃，在此温度下，脂肪酸甲酯汽化，此时，开启真空泵16，将汽化后的脂肪酸甲酯经过一冷凝器11的冷却后存入成品罐5内。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。