Обладнання для виробництва біодизельного палива

Реферат: Обладнання для виробництва дизельного біопалива, а саме галузі переробки жиру рослинного або тваринного походження в дизельне біопаливо, зокрема метилового ефіру жирних кислот, що містить контейнер метилового спирту, контейнер каталізатора, дозатор каталізатора, контейнер для жиру, ємність для розчинення каталізатора, яка розміщена в середині контейнера для жиру і має решітку для утримання каталізатора, насос для перекачування розчину каталізатора в метиловому спирті, змішувач потоків розчину каталізатора в метиловому спирті з жиром, насос для подачі жиру в змішувач потоків розчину каталізатора в метиловому спирті з жиром, гравітаційний розділювач з патрубком для підводу емульсії та патрубками для відводу дизельного біопалива і гліцеринового осаду, також гравітаційний розділювач оснащений штанговою гідромеханічною мішалкою, яка обертається за рахунок гідрореактивної сили струменів, що виходять із форсунок, розміщених на штангах штангової гідромеханічної мішалки, має додаткові патрубки, які дають можливість забезпечити подачу емульсії насосом для подачі жиру із нижньої частини гравітаційного розділювача до штангової гідромеханічної мішалки, причому розміщення форсунок на штанзі та кількість рівнів штанг по висоті штангової гідромеханічної мішалки виконано таким чином, щоб забезпечити контакт тороподібних потоків рідини, що виходять із сусідніх форсунок незалежно від довжини штанги і висоти шару емульсії в гравітаційному розділювачі. UA 100569 C2 (12) UA 100569 C2 UA 100569 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується галузі переробки жиру рослинного або тваринного походження в дизельне біопаливо (метиловий ефір жирних кислот). Відоме обладнання для виробництва дизельного біопалива [Патент України (UA) № 44931, 6 МПК С07С 67/03, С07С 69/52, B01J 19/00, заявка № 2000052953 від 22.11.1998, опубл. 15.03.2002, Бюл. № 3], яке складається з контейнера для жиру, контейнерів для метилового спирту і каталізатора, змішувача метилового спирту і каталізатора, всередині якого встановлено мішалку, насоса високого тиску, а також реакційної камери обладнаної турбулізаторами. Крім того, до складу цього обладнання входять трубопроводи, насоси, регулююча та вимірювальна апаратура, змійовик для етерифікації, а також пристрій для отримання дизельного біопалива та відокремлення гліцеринового осаду, причому трубопроводи від контейнера з жиром і змішувача метилового спирту з каталізатором, через насос високого тиску приєднані до входу в реакційну камеру. Таке обладнання забезпечує порційний процес виробництва дизельного біопалива і складне у виконанні. Найбільш близьким до пропонованого є обладнання для виробництва дизельного біопалива [Заявка на патент України № а201002835 від 12.03.2010]. Це обладнання містить контейнер метилового спирту, контейнер каталізатора, дозатор каталізатора, контейнер для жиру, ємність для розчинення каталізатора, яка розміщена всередині контейнера для жиру і має решітку для утримання каталізатора, насос для перекачування розчину каталізатора в метиловому спирті, змішувач потоків розчину каталізатора в метиловому спирті з жиром, насос для подачі жиру в змішувач потоків розчину каталізатора в метиловому спирті з жиром, гравітаційний розділювач з патрубком для підводу емульсії та патрубками для відводу дизельного біопалива і гліцеринового осаду, трубчатий змійовик для етерифікації жиру, а також це обладнання дозволяє забезпечити безперервний процес виробництва дизельного біопалива у великих об'ємах при постійному його використанні. Недоліком цього обладнання є те, що його потрібно використовувати при постійній подачі сировини до реактора, що забезпечується при великих обсягах виробництва дизельного біопалива. Періодичне використання такого обладнання призводить до складного і дорогого технічного оснащення і обслуговування. Задачею винаходу є зменшення питомих витрат енергії на виробництво дизельного біопалива та матеріаломісткості обладнання, а також можливість виробляти дизельне біопаливо з використанням ємностей будь-яких об'ємів. Ця задача вирішується завдяки тому, що обладнання для виробництва дизельного біопалива, містить контейнер метилового спирту, контейнер каталізатора, дозатор каталізатора, контейнер для жиру, ємність для розчинення каталізатора, яка розміщена всередині контейнера для жиру і має решітку для утримання каталізатора, насос для перекачування розчину каталізатора в метиловому спирті, змішувач потоків розчину каталізатора в метиловому спирті з жиром, насос для подачі жиру в змішувач потоків розчину каталізатора в метиловому спирті з жиром, гравітаційний розділювач з патрубком для підводу емульсії та патрубками для відводу дизельного біопалива і гліцеринового осаду, причому гравітаційний розділювач оснащений штанговою гідромеханічною мішалкою, яка обертається за рахунок гідрореактивної сили струменів, що виходять із форсунок розмішених на штангах штангової гідромеханічної мішалки, має додаткові патрубки, які дають можливість забезпечити подачу емульсії насосом для подачі жиру із нижньої частини гравітаційного розділювача до штангової гідромеханічної мішалки, причому розміщення форсунок на штанзі та кількість рівнів штанг по висоті штангової гідромеханічної мішалки виконано таким чином, щоб забезпечити контакт тороподібних потоків рідини, що виходять із сусідніх форсунок незалежно від довжини штанги і висоти шару емульсії в гравітаційному розділювачі. Те, що гравітаційний розділювач оснащений штанговою гідромеханічною мішалкою, яка обертається за рахунок гідрореактивної сили струменів, що виходять із форсунок, розмішених на штангах мішалки, дозволяє виключити механічні приводи мішалки та сумістити механічне і гідравлічне перемішування у циліндричних ємностях будь-якого об'єму. Те, що гравітаційний розділювач має додаткові патрубки, які дають можливість забезпечити подачу емульсії насосом для подачі жиру із нижньої частини гравітаційного розділювача до штангової гідромеханічної мішалки, дозволяє подати непроетерифікований жир в зону перемішування де підвищена концентрація розчину каталізатора в метиловому спирті. Те, що розміщення форсунок на штанзі та кількість рівнів штанг по висоті штангової гідромеханічної мішалки виконано таким чином, щоб забезпечити контакт тороподібних потоків рідини, що виходять із сусідніх форсунок незалежно від довжини штанги і висоти шару емульсії в гравітаційному розділювачі дозволяє забезпечувати гідроперемішування у всьому об'ємі 1 UA 100569 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 гравітаційного розділювача незалежно від механічного перемішування, яке виконують штанги гідромеханічної мішалки. Схема обладнання для виробництва дизельного біопалива приведена на фігурах 1 та 2. Обладнання для виробництва дизельного біопалива, містить контейнер 1 метилового спирту, контейнер 2 каталізатора, дозатор 3 каталізатора, контейнер 4 для жиру, ємність 5 для розчинення каталізатора, яка розміщена всередині контейнера 4 для жиру і має решітку для утримання каталізатора, насос 6 для перекачування розчину каталізатора в метиловому спирті, змішувач 7 потоків розчину каталізатора в метиловому спирті з жиром, насос 8 для подачі жиру в змішувач 7 потоків розчину каталізатора в метиловому спирті з жиром, гравітаційний розділювач 9 з патрубком 10 для підводу емульсії та патрубками 11, 12 для відводу біодизельного палива і гліцеринового осаду, причому гравітаційний розділювач 9 оснащений штанговою гідромеханічною мішалкою 13, яка обертається за рахунок гідрореактивної сили струменів, що виходять із форсунок 14 розмішених на штангах 15 штангової гідромеханічної мішалки 13. Гравітаційний розділювач 9 має додаткові патрубки 16 і 17, які дають можливість забезпечити подачу емульсії насосом 8 для подачі жиру із нижньої частини гравітаційного розділювача 9 до штангової гідромеханічної мішалки 13, причому розміщення форсунок 14 на штанзі 15 та кількість рівнів штанг 15 по висоті штангової гідромеханічної мішалки 13 виконано таким чином, щоб забезпечити контакт тороподібних потоків рідини, що виходять із сусідніх форсунок 14 незалежно від довжини штанги 15 і висоти шару емульсії в гравітаційному розділювачі 9. Обладнання для виробництва дизельного біопалива працює наступним чином: до ємності 5 для розчинення каталізатора, яка розміщена всередині контейнера 4 для жиру і має решітку для утримання каталізатора, із контейнера 1 метилового спирту подається метиловий спирт. Каталізатор із контейнера 2, дозатором 3, подається в ємність 5 для розчинення. Насос 6 для перекачування розчину каталізатора в метиловому спирті забезпечує повне розчинення каталізатора в метиловому спирті. Насос 8 для подачі жиру в змішувач 7 потоків розчину каталізатора в метиловому спирті з жиром подає із контейнера 4 жир і одночасно насос 6 із ємності 5 подає розчин каталізатора в метиловому спирті в змішувач 7 потоків розчину каталізатора в метиловому спирті з жиром. Утворена емульсія подається через патрубок 10 для підводу емульсії в гравітаційний розділювач 9. Підчас перемішування емульсії, насос 8 для подачі жиру, через додатковий патрубок 16 із нижньої частини гравітаційного розділювача 9 і через додатковий патрубок 17 гравітаційного розділювача 9 подає емульсію в штангову гідромеханічну мішалку 13, яка обертається за рахунок гідрореактивної сили струменів, що виходять із форсунок 14 розмішених на штангах 15 штангової гідромеханічної мішалки. Тороподібні потоки рідини, що виходять із сусідніх форсунок 14 виконують гідроперемішування, а штанги 15 штангової гідромеханічної мішалки 13 виконують механічне перемішування. Після проходження етерифікації жиру отримана емульсія залишається у гравітаційному розділювачі 9 до повного розділення на дизельне біопаливо (ДБП) та гліцериновий осад (ГО). Дизельне біопаливо відводиться із гравітаційного розділювача через патрубок 11, а гліцериновий осад через патрубок 12. Таким чином, забезпечується робота обладнання з використанням гідромеханічного перемішування при етерифікації жиру з розчином каталізатора в метиловому спирті. Обладнання для виробництва дизельного біопалива дозволяє зменшити питому енергомісткість виробництва дизельного біопалива за рахунок інтенсифікації процесу перемішування при етерифікації жиру і забезпечує зменшення матеріаломісткість обладнання за рахунок використання гідромеханічного змішування жиру з розчином каталізатора в метиловому спирті. Також, таке обладнання дозволяє зменшити капіталовкладення при організації виробництва дизельного біопалива у невеликих господарствах, де виробництво дизельного біопалива здійснюється один або декілька раз на сезон. 50 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 60 Обладнання для виробництва дизельного біопалива, що містить контейнер метилового спирту, контейнер каталізатора, дозатор каталізатора, контейнер для жиру, ємність для розчинення каталізатора, яка розміщена всередині контейнера для жиру і має решітку для утримання каталізатора, насос для перекачування розчину каталізатора в метиловому спирті, змішувач потоків розчину каталізатора в метиловому спирті з жиром, насос для подачі жиру в змішувач потоків розчину каталізатора в метиловому спирті з жиром, гравітаційний розділювач з патрубком для підводу емульсії та патрубками для відводу дизельного біопалива і гліцеринового осаду, яке відрізняється тим, що гравітаційний розділювач оснащений 2 UA 100569 C2 5 штанговою гідромеханічною мішалкою, яка обертається за рахунок гідрореактивної сили струменів, що виходять із форсунок, розміщених на штангах штангової гідромеханічної мішалки, має додаткові патрубки, які дають можливість забезпечити подачу емульсії насосом для подачі жиру із нижньої частини гравітаційного розділювача до штангової гідромеханічної мішалки, причому розміщення форсунок на штанзі та кількість рівнів штанг по висоті штангової гідромеханічної мішалки виконано таким чином, щоб забезпечити контакт тороподібних потоків рідини, що виходять із сусідніх форсунок незалежно від довжини штанги і висоти шару емульсії в гравітаційному розділювачі. 3 UA 100569 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4