Processadors d'ultrasons per Producció de Biodièsel

Quan es fa el biodièsel, cinètica de reacció lenta i la transferència de massa de pobres estan reduint la seva capacitat de planta de biodièsel i la seva producció de biodièsel i de qualitat. Reactors Hielscher ultrasons millorar la cinètica de transesterificació de manera significativa. Per tant, menor excés de metanol i catalitzador de menys són necessaris per al processament de biodièsel.

El biodièsel és comunament es produeixen en els reactors de procés per lots utilitzant la calor i la barreja mecànica com a input d'energia. Ultrasons cavitacional barreja és un alternativa eficaç mitjans per aconseguir una millor barreja en l'elaboració de biodièsel comercial. Cavitació per ultrasò proporciona l'energia d'activació necessari per a la transesterificació del biodièsel industrial.

Transesterificació (Chemical conversió a biodièsel)

Producció de biodièsel a partir d'olis vegetals (per exemple, la soja, canola, jatropha, gira-sol o algues) O greixos animals, suposa la base catalitzada de transesterificació dels àcids grassos amb metanol o etanol per donar el corresponent èsters metílics o èsters d'etil. La glicerina és un subproducte inevitable d'aquesta reacció.

Olis vegetals, greixos animals són triglicèrids compost per tres cadenes d'àcids grassos units per una molècula de glicerina. Els triglicèrids són èsters. Els èsters són àcids, com els àcids grassos, combinats amb un alcohol. Glicerina (= glicerol) és un alcohol. En el procés de conversió d'èsters triglicèrids es converteixen en èsters d'alquil (= biodièsel) utilitzant un catalitzador (sosa càustica) i un reactiu d'alcohol, per exemple, el metanol, que produeix èsters metílics de biodièsel. El metanol substitueix la glicerina.

La glicerina - el més pesat de fase - s'enfonsen fins al fons. El biodièsel - la més lleugera fase - flota per sobre i es pot separar, per exemple, decantadors o centrifugadores. Aquest procés de conversió s'anomena transesterificació.

La reacció d'esterificació convencionals en el processament per lots tendeix a ser lent, I la separació de les fases de la glicerina és molt de temps, sovint en 5 hores o més.

Ultrasons per al Processament de Biodièsel

En l'actualitat, el biodièsel es produeix principalment en els reactors per lots. De processament de biodièsel d'ultrasons permet el processament en línia contínua. Ultrasons pot aconseguir un producció de biodièsel en més del 99%. Reactors d'ultrasons reduir el temps de processament de de la transformació convencional 1 a 4 hores de procés per lots a menys de 30 segons. Més important encara, ultrasons redueix el temps de separació de 5 a 10 hores (usant l'agitació convencional) a menys de 60 minuts. Els ultrasons no també ajuden a disminuir la quantitat de catalitzador requerit fins a un 50% a causa de l'augment de l'activitat química a la presència de cavitació (vegeu també el Sonochemistry). Quan s'utilitza ultrasons la quantitat d'excés de metanol necessari és reduït, també. Un altre benefici és l'augment resultant en la puresa de la glicerina.

Processament d'ultrasons de biodièsel comprèn els següents passos:

1. l'oli vegetal o greix animal es barreja amb el metanol (que fa que els èsters de metil) o etanol (per als èsters d'etil) i metóxid de sodi o de potassi o hidròxid de
2. la mescla s'escalfa, per exemple, a temperatures entre 45 i 65degC
3. la mescla s'escalfa línia sonic de 5 a 15 segons
4. la glicerina es retira i es separa utilitzant centrífugues
5. el biodièsel convertits es renta amb aigua

Més comunament, la sonicació és s'efectuaran a una pressió elevada (1 a 3bar, pressió manomètrica), utilitzant una bomba d'alimentació i un suport ajustable, vàlvula de pressió al costat de la cel la de flux.

La transformació industrial de biodièsel no necessita molt l'energia d'ultrasons. El quadre anterior llista els requeriments d'energia típic de les taxes de flux diferents. El requisit real d'energia pot ser determinat utilitzant un De 1KW processador de ultrasò en escala de banc dalt. Tots els resultats d'aquests assaigs de banc superior es pot ampliar fàcilment. Si cal, FM i ATEX dispositius certificats per ultrasons estan disponibles, com ara la UIP1000-Exd.

Hielscher subministraments industrials d'ultrasons equip de processament de biodièsel, a tot el món. Amb els processadors d'ultrasons de fins a 16kW de potència per només dispositiu, No hi ha límit en la mida de la planta de biodièsel o la capacitat de processament.

Costos de Producció de Biodièsel d'ultrasons

Ultrasons és un mitjà eficaç per augmentar la Velocitat de reacció i la taxa de conversió de en el processament de biodièsel comercial. Els costos de transformació d'ultrasons resultat principalment de la inversió per als equips d'ultrasons, costos de serveis i manteniment. El destacat l'eficiència energètica (taula, feu clic a la dreta) Dels dispositius d'ultrasons Hielscher ajuda a reduir els costos de serveis públics i per això a que aquest procés sigui encara més verdes. Els costos derivats dels ultrasons varien entre els 0.1ct i 1.0ct per litre (0.4ct a 1.9ct/gallon) quan utilitzats a escala comercial. Per obtenir més informació sobre els costos de processament d'ultrasons, si us plau feu clic a aquí.

Frost & Sullivan Technology Innovation of the Year

Hielscher Ultrasonics rebut el Premi Frost & Sullivan prestigiosos d'Innovació Tecnològica de l'Any, en reconeixement de desenvolupament de la companyia de la tecnologia d'ultrasons de la novel.la per a la producció de biodièsel. Feu clic aquí per llegir més.

Biodièsel a petita escala ultrasons d'instal lació

Ultrasons es poden utilitzar per a la conversió d'oli en biodièsel en qualsevol escala. La foto de la dreta (Faci clic per fer més gran!) ha un fitxer de petita escala per al processament de 60-70L (16-19 galons). Aquesta és la configuració típica per als estudis inicials i la demostració del procés.

Aquesta configuració es compon de les següents parts:

• uno 500 watts o 1.000 watts dispositiu ultrasònic (20 kHz), amb reforç, sonotrodo i el flux de cèl lules
• mesurador de potència per a la mesura de potència i energia
• 80l tanc de procés (de plàstic, per exemple, polietilè d'alta densitat)
• element de calefacció (1 a 2 kW)
• 10L tanc de premescla de catalitzador (de plàstic, per exemple, polietilè d'alta densitat)
• Premesclador catalitzador (agitador)
• de la bomba (centrifugadora, mono o arts)
  durant aprox. 10 a 20L/min
  en 1 a 3 Barg
• vàlvula d'ajust de pressió en la cel la de flux
• manòmetre per a mesurar la pressió d'alimentació

Preparació

Hidròxid de potassi (0,2 a 0,4 kg, catalitzador) es va dissoldre en aprox. 8.5L de metanol al pre-catalitzador tanc de la mescla. Això requereix agitació de la premescla catalitzador. El tanc de procés s'està omplint de 66L d'oli vegetal. L'oli s'escalfa per l'element d'escalfament de 45 a 65degC.

Processament

Quan el catalitzador està completament dissolt en el metanol, la premescla catalitzador es barreja amb l'oli calent. La bomba alimenta la barreja a la cel la de flux. Per mitjà de la vàlvula de contrapressió, la pressió s'ajusta a 1 a 3barg (15 a 45psig). De recirculació a través del reactor de biodièsel d'ultrasons s'ha de realitzar durant aprox. 20 minuts. Durant aquest temps, el petroli s'està convertint en biodièsel. Després d'això, la bomba i l'ecografia s'apaguen. La glicerina (més pesat de fase) es separarà de la de biodièsel (més clar de fase). La separació té aprox. 30 a 60 minuts. Després de la separació, la glicerina pot ser drenat.

Biodièsel de rentat

Com el biodièsel convertit conté impureses, el rentat és necessari. Per al rentat, l'aigua es barreja amb el biodièsel. Ultrasons pot beneficiar a la barreja del biodièsel amb l'aigua. Això augmenta la superfície activa com a conseqüència de la reducció de mida de la gota (vegeu: ultrasons emulsionants). Favor de considerar que la sonicació molt intens pot reduir les gotes d'aigua a una mida, que gairebé una emulsió estable s'està formant, que requereixen de mitjans especials (per exemple, centrifugadores) per ser separats.

Planta de fabricació de biodièsel

El diagrama següent mostra una configuració típica de la sonicació en línia d'oli per a la conversió a biodièsel. Feu clic a la taula Per obtenir una vista més gran.

Procés continu de Biodièsel i la separació de

En una instal per al de processament de biodièsel contínua i permanent de separació, L'oli calent i la premescla catalitzador es barregen contínuament utilitzant bombes ajustables. Un mesclador estàtic en línia millora l'homogeneïtat de l'alimentació al reactor d'ultrasons. La barreja d'hidrocarburs i catalitzador passa a la cel la de flux, on està exposat a ultrasons cavitació durant aprox. 5-30 segons. Una vàlvula de pressió s'utilitza per controlar la pressió a la cel de flux. La barreja sonic entra la columna del reactor a la part superior. El volum de la columna del reactor està dissenyat per donar aprox. 1 hora de temps de retenció a la columna de. Durant aquest temps, la reacció de transesterificació es completa. La glicerina reaccionar / barreja de biodièsel es bomba a la centrífuga on es separa en el biodièsel i glicerina fraccions. Post-tractament inclogui la recuperació del metanol, rentat i assecat i es pot fer de forma contínua, també.

Aquesta configuració elimina els lots reactor de biodièsel, Agitadors convencionals i els tancs de separació de grans dimensions.

Biodièsel transesterificació la velocitat de reacció

Els següents diagrames mostren els resultats típics de la transesterificació de l'oli de colza (qualitat industrial) amb els metóxid de sodi (esquerra) i hidròxid de potassi (dreta). En ambdós assaigs, una mostra de control (línia blava) va ser exposat a la intensa barreja mecànica. La línia vermella representa la mostra de sonic de la formulació idèntica pel que fa a la relació de volum, concentració de catalitzador i temperatura. L'eix horitzontal mostra el temps després de la barreja o la sonicació, respectivament. L'eix vertical mostra el volum de la glicerina que es van assentar en el fons. Aquest és un mitjà simple de mesurar la velocitat de reacció. En tots dos esquemes, la mostra sonic (vermell) reacciona molt més ràpid que el mostra de control (blau).

Enllaços per Subministraments de Biodièsel

Feu clic aquí per enllaços als proveïdors de bombes i tancs per a la indústria de biodièsel.

Química i d'Informació de Seguretat

Si us plau, llegiu atentament la següent informació, per prevenir complicacions i efectes adversos per a la salut.

Productes químics de Biodièsel

El metanol és tòxic. Pot causar deteriorament dels nervis com a conseqüència de l'ús prolongat. Pot ser absorbit per la pell, també. Si esquitxa els ulls pot causar ceguesa i metanol pot ser fatal si s'ingereix. Per aquesta raó, prendre les precaucions necessàries en manipular el metanol. Es recomana utilitzar un respirador bé, un davantal i guants de goma.

Hidròxid de potassi (KOH) és tòxic i causa cremades a la pell al contacte. Una bona ventilació és necessària.

Assegureu-vos que l'àrea de treball és generosa i ben ventilada per permetre que els gasos d'escapament. Respiradors de cartutx de vapor no són efectius contra els gasos de metanol. Un sistema de subministrament d'aire (SCBA - Self-respiració) proporciona una millor protecció contra els vapors del metanol.

El biodièsel i Peces de goma

Córrer en el 100% de biodièsel per més temps pot causar complicacions a les peces de goma mullades (bomba, mànegues, juntes tòriques) del motor. Substitució per peces d'acer o de goma gruixuts pot eliminar aquest problema. Alternativament, vostè pot barrejar aprox. 25% convencional (fòssils) de dièsel en el seu biodièsel per prevenir complicacions.

Biodièsel

El biodièsel, com a èster metílic de colza (RME) és un combustible renovable i biodegradable. El biodièsel té diversos avantatges en comparació amb l'oli vegetal recte (SVO). No requereix de la conversió del motor o la modificació del sistema de combustible per a funcionar amb biodièsel en motors dièsel convencionals. El biodièsel és comunament afegit a la Gasoli venut en les bombes d'avui en dia per augmentar la lubricitat de la pura Ultra-dièsel baix en sofre (ULSD), Que és avantatjós des del biodièsel no té gairebé contingut de sofre.

Enllaç ràpid

Sol.licitud d'informació

Recerca Relacionats

Enllaços

Hielscher Ultrasonics GmbH