Обладнання для виробництва дизельного біопалива

Реферат: Обладнання для виробництва дизельного біопалива містить контейнер для метилового спирту, контейнер для 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 та його подачі, насос для подачі жиру, гравітаційний розділювач, оснащений форсунками, встановленими в корпусі гравітаційного розділювача, патрубком для підводу емульсії та жиру, патрубками для відводу дизельного біопалива та гліцеринового осаду, патрубком для перемішування емульсії, а також містить прозорий мірний пристрій та насос для відкачування дизельного біопалива, причому форсунки встановлені в корпусі гравітаційного розділювача на одному рівні по висоті і орієнтовані таким чином, щоб при перекачуванні емульсії утворювати круговий потік емульсії у його верхній частині, причому патрубок для відводу дизельного біопалива встановлений на поплавковому пристрої, який переміщується вздовж направляючої штанги та з'єднаний з насосом для відкачування дизельного біопалива за допомогою пружного шланга, крім того, направляюча штанга має обмежувальну шайбу, яка встановлена на рівні лінії розділу між дизельним біопаливом та гліцериновим осадом, а у гравітаційному розділювачі встановлено заспокоювач турбулізації в місці вихідного знаходження поплавкового пристрою з патрубком для відводу дизельного біопалива. UA 110287 C2 (12) UA 110287 C2 Таке виконання обладнання для виробництва дизельного біопалива забезпечує зменшення витрат енергії на перемішування та спрощення конструкції обладнання при забезпеченні показників якості дизельного біопалива. UA 110287 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі переробки жиру рослинного або тваринного походження в дизельне біопаливо (метиловий ефір жирних кислот). Відоме обладнання для виробництва дизельного біопалива (Патент №94346, МПК (2011.01), C10L 1/02 (2006/01), С07С 67/03 (2006/01), заявка № а201002835 від 12.03.2010, опубл. 26.04.2011, бюл. № 8), яке 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 та трубчатий змійовик для етерифікації жиру. Це обладнання дозволяє забезпечити безперервний процес виробництва дизельного біопалива у великих об'ємах при постійному його використанні. Недоліком 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. Відоме обладнання для виробництва дизельного біопалива (Патент №100569, МПК C10L 1/00, C10L 1/08, С11С 3/04, B01J 14/00, заявка № а201100450 від 14.01.2011, опубл. 10.01.2013, бюл. № 1). Це обладнання 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 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 Це обладнання також дозволяє забезпечити безперервний процес виробництва дизельного біопалива у великих об'ємах при постійному його використанні. Недоліком даного обладнання є те, що перемішування емульсій відбувається пошарово і не забезпечується достатній рівень перемішування її шарів. Найбільш близьким до пропонованого є обладнання для виробництва дизельного біопалива (Патент №83164, МПК С10L 1/00, C10L 1/08, С11С 3/04, B01J 14/00, заявка № а201303451 від 20.03.2013, опубл. 27.08.2013, бюл. № 16). Це обладнання 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 оснащений гідромеханічною мішалкою із штангами, яка обертається за рахунок гідрореактивної сили струменів, що виходять із форсунок, розмішених на штангах штангової гідромеханічної мішалки, з патрубком для підводу емульсії та патрубками для відводу дизельного біопалива і гліцеринового осаду, а також має додаткові патрубки, які дають можливість забезпечити подачу емульсії насосом для подачі жиру із нижньої частини гравітаційного розділювача до гідромеханічної мішалки, причому штанги гідромеханічної мішалки гравітаційного розділювача встановлені під кутом до вертикальної осі гідромеханічної мішалки, а кожна штанга гідромеханічної мішалки оснащена лопатками, встановленими з можливістю зміни кута установки відносно поздовжньої осі штанги. Це обладнання забезпечує рівномірне перемішування емульсії по всьому об'ємі, результатом чого є збільшення виходу дизельного біопалива. Недоліком даного обладнання є складність у забезпеченні герметичності вузлів та з'єднань гідромеханічної мішалки, що призводить до втрат енергії при перемішуванні. 1 UA 110287 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Задачею винаходу є зменшення витрат енергії на перемішування та спрощення конструкції обладнання при забезпеченні показників якості дизельного біопалива. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що обладнання для виробництва дизельного біопалива містить контейнер для метилового спирту, контейнер для 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 та його подачі, насос для подачі жиру, гравітаційний розділювач, оснащений форсунками, встановленими в корпусі гравітаційного розділювача, патрубком для підводу емульсії та жиру, патрубками для відводу дизельного біопалива та гліцеринового осаду, патрубком для перемішування емульсії, а також містить прозорий мірний пристрій та насос для відкачування дизельного біопалива, причому форсунки встановлені в корпусі гравітаційного розділювача на одному рівні по висоті і орієнтовані таким чином, щоб при перекачуванні емульсії утворювати круговий потік емульсії у його верхній частині, причому патрубок для відводу дизельного біопалива встановлений на поплавковому пристрої, який переміщується вздовж направляючої штанги та з'єднаний з насосом для відкачування дизельного біопалива за допомогою пружного шланга, крім того, направляюча штанга має обмежувальну шайбу, яка встановлена на рівні лінії розділу між дизельним біопаливом та гліцериновим осадом, а у гравітаційному розділювачі встановлено заспокоювач турбулізації в місці вихідного знаходження поплавкового пристрою з патрубком для відводу дизельного біопалива. Завдяки тому, що форсунки встановлені в корпусі гравітаційного розділювача на одному рівні по висоті і орієнтовані таким чином, щоб при перекачуванні емульсії утворювати круговий потік емульсії у його верхній частині, забезпечується рівномірне пошарове перемішування емульсії в зоні розміщення форсунок. При відкачуванні емульсії з нижньої частини гравітаційного розділювача перемішаний шар емульсії опускається нижче, забезпечуючи проходження реакції етерифікації в умовах меншого рівня турбулізації суспензії і за рахунок цього досягається підвищення якості дизельного біопалива. Завдяки тому, що патрубок для відводу дизельного біопалива встановлений на поплавковому пристрої, який переміщується вздовж направляючої штанги та з'єднаний з насосом для відкачування дизельного біопалива за допомогою пружного шланга, забезпечується можливість відкачування утвореного дизельного біопалива із гравітаційного розділювача, найбільша чистота якого при відстоюванні знаходиться на верхньому рівні дизельного біопалива. Завдяки тому, що направляюча штанга має обмежувальну шайбу, яка встановлена на рівні лінії розділу між дизельним біопаливом та гліцериновим осадом, забезпечується недопущення попадання гліцеринового осаду в дизельне біопаливо при відкачуванні дизельного біопалива із гравітаційного розділювача. Завдяки тому, що у гравітаційному розділювачі встановлено заспокоювач турбулізації в місці вихідного знаходження поплавкового пристрою з патрубком для відводу дизельного біопалива, забезпечується стабільне положення поплавкового пристрою з патрубком для відводу дизельного біопалива під час турбулентного перемішування суспензії. На фіг. 1 приведено схематичне зображення загального вигляду обладнання для виробництва дизельного біопалива, на фіг. 2 його переріз у площині А-А. Обладнання для виробництва дизельного біопалива містить контейнер 1 для метилового спирту, контейнер 2 для 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 та його подачі, насос 7 для подачі жиру, гравітаційний розділювач 8, оснащений форсунками 9, встановленими в корпусі гравітаційного розділювача 8, патрубком 10 для підводу емульсії та жиру, патрубками для відводу дизельного біопалива 11 та гліцеринового осаду 12, патрубком 13 для перемішування емульсії, а також містить прозорий мірний пристрій 14 та насос 15 для відкачування дизельного біопалива, причому форсунки 9 встановлені в корпусі гравітаційного розділювача 8 на одному рівні по висоті і орієнтовані таким чином, щоб при перекачуванні емульсії утворювати круговий потік емульсії у його верхній частині, причому патрубок 11 для відводу дизельного біопалива встановлений на поплавковому пристрої 16, який переміщується вздовж направляючої штанги 17 та з'єднаний з насосом 15 для відкачування дизельного біопалива за допомогою пружного шланга 18, крім того, направляюча штанга 17 має обмежувальну шайбу 19, яка встановлена на рівні лінії розділу між дизельним біопаливом та гліцериновим осадом, а у гравітаційному розділювачі 8 встановлено заспокоювач турбулізації 2 UA 110287 C2 5 10 15 20 25 30 20 в місці вихідного знаходження поплавкового пристрою 16 з патрубком 11 для відводу дизельного біопалива. 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 для метилового спирту подається метиловий спирт. Каталізатор із контейнера 2, дозатором 3, подається в ємність 5 для розчинення каталізатора. Насос 6 для перекачування розчину каталізатора в метиловому спирті та його подачі забезпечує повне розчинення каталізатора в метиловому спирті. Насос 7 для подачі жиру подає із контейнера 4 жир і одночасно або після цього, насос 6 для перекачування розчину каталізатора в метиловому спирті та його подачі із ємності 5 подає розчин каталізатора в метиловому спирті в патрубок 10 для підводу емульсії та жиру в гравітаційний розділювач 8. Під час перемішування емульсії, насос 7 для подачі жиру, через патрубок 13 для перемішування емульсії забирає емульсію із нижньої частини гравітаційного розділювача 8 і підводить її до форсунок 9, які забезпечують інтенсивне перемішування емульсії. Після повного проходження естерифікації жиру отримана емульсія залишається у гравітаційному розділювачі 8 до повного розділення на фракції дизельного біопалива та гліцеринового осаду. Рівень гліцеринового осаду контролюється за допомогою прозорого мірного пристрою 14. Відкачування дизельного біопалива здійснюється насосом 15 для відкачування дизельного біопалива через патрубок 11 для відводу дизельного біопалива, який встановлений на поплавковому пристрої 16. По мірі зменшення рівня дизельного біопалива поплавковий пристрій 16 переміщується вздовж направляючої штанги 17 стискуючи пружний шланг 18. Рух поплавкового пристрою 16 обмежується шайбою 19, яка встановлена на рівні лінії розділу між дизельним біопаливом та гліцериновим осадом. На початку процесу, коли поплавковий пристрій 16 знаходиться в зоні турбулізації, яка створюється форсунками 9, вплив турбулізації на поплавковий пристрій 16 послаблюється за допомогою кільцевого заспокоювача турбулізації 20, який встановлено у гравітаційному розділювачі 8 в місці вихідного знаходження поплавкового пристрою 16 з патрубком 11 для відводу дизельного біопалива. Дизельне біопаливо подається насосом 15 для подальшого використання, а гліцериновий осад відводиться із гравітаційного розділювача 8 через патрубок 12. Обладнання для виробництва дизельного біопалива забезпечує зменшення витрат енергії на перемішування та спрощення конструкції обладнання при забезпеченні показників якості дизельного біопалива. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 50 Обладнання для виробництва дизельного біопалива, що містить контейнер для метилового спирту, контейнер для 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 та його подачі, насос для подачі жиру, гравітаційний розділювач, оснащений форсунками, встановленими в корпусі гравітаційного розділювача, патрубком для підводу емульсії та жиру, патрубками для відводу дизельного біопалива та гліцеринового осаду, патрубком для перемішування емульсії, яке відрізняється тим, що містить прозорий мірний пристрій та насос для відкачування дизельного біопалива, а форсунки встановлені в корпусі гравітаційного розділювача на одному рівні по висоті і орієнтовані таким чином, щоб при перекачуванні емульсії утворювати круговий потік емульсії у його верхній частині, причому патрубок для відводу дизельного біопалива встановлений на поплавковому пристрої, який переміщується вздовж направляючої штанги та з'єднаний з насосом для відкачування дизельного біопалива за допомогою пружного шланга, крім того, направляюча штанга має обмежуючу рух поплавкового пристрою шайбу, яка встановлена на рівні лінії розділу між дизельним біопаливом та гліцериновим осадом, а у гравітаційному розділювачі встановлено заспокоювач турбулізації в місці вихідного знаходження поплавкового пристрою з патрубком для відводу дизельного біопалива. 3 UA 110287 C2 4 UA 110287 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5