Ультразвуковая технология Хильшера

Производство биодизеля & переэтерификации

Когда вы делаете биодизель, медленная кинетика реакции и плохой перенос массы снижают мощность вашего биодизеля и ваш выход и качество биодизеля. Ультразвуковые реакторы Hielscher значительно улучшают кинетику переэтерификации. Поэтому для переработки биодизеля требуется более низкий избыток метанола и меньше катализатора.

Биодизель обычно выпускаемые в реакторах периодического действия используя тепло и механическое перемешивание в качестве энергии. Ультразвуковое кавитационное перемешивание является эффективная альтернатива означает достижение лучшего смешивания в коммерческой обработке биодизеля. Ультразвуковая кавитация обеспечивает необходимую энергию активации для переэтерификации промышленного биодизеля.

Переэтерификация (химическое превращение в биодизель)

Производство биодизеля из растительных масел (например, сои, рапса, ятрофы, семян подсолнечника или водоросли) или животных жиров, включает катализируемый базой переэтерификация жирных кислот с метанолом или этанолом с получением соответствующих метиловых эфиров или этиловых эфиров. Глицерин является неизбежным побочным продуктом этой реакции.

Растительные масла в качестве животных жиров представляют собой триглицериды, состоящие из трех цепей жирных кислот, связанных молекулой глицерина. Триглицериды представляют собой сложные эфиры. Эфиры представляют собой кислоты, такие как жирные кислоты, в сочетании с алкоголем. Глицерин (= глицерин) - тяжелый алкоголь. В процессе превращения сложные эфиры триглицеридов превращают в алкиловые эфиры (= биодизель) с использованием катализатора (щелока) и спиртового реагента, например метанола, что дает метилэфиры биодизеля, Метанол заменяет глицерин.

Глицерин – более тяжелая фаза – опустится на дно. Биодизель – более легкая фаза – плавает сверху и может быть отделен, например, декантерами или центрифугами. Этот процесс преобразования называется переэтерификацией.

Обычная реакция этерификации в пакетная обработка имеет тенденцию быть медленной, и разделение фаз глицерина занимает много времени, часто занимает 5 часов или более.

Ультразвуковая обработка биодизеля

Тулса биотоплива»Производитель

«Мы были очень довольны оборудованием и сервисом Hielscher, и у нас есть все основания включить технологию ультразвука Hielscher во все наши будущие начинания».

Тодд Стивенс, Tulsa Biofuels

Сегодня биодизель в основном производится в реакторах периодического действия. Ультразвуковая обработка биодизелем позволяет осуществлять непрерывную обработку в линию. Ультразвук может выход биодизеля более 99%, Ультразвуковые реакторы сократить время обработки от обычной от 1 до 4 часов пакетной обработки до менее 30 секунд. Что более важно, ультразвуковое исследование сокращает время разделения от 5 до 10 часов (с использованием обычного перемешивания) до менее 60 минут. Ультразвуковое исследование также помогает уменьшить количество катализатора, требуемого до 50% из-за повышенной химической активности в присутствии кавитации (см. Также Sonochemistry). При использовании ультразвука количество избыточного метанола также уменьшается. Другим преимуществом является увеличение чистоты глицерина.

Ультразвуковая обработка биодизеля включает следующие этапы:

  1. растительное масло или животный жир смешивают с метанолом (который делает метиловые эфиры) или этанолом (для этиловых эфиров) и метоксидом или гидроксидом натрия или калия
  2. смесь нагревают, например, до температур между 45 и 65 ° С
  3. нагретая смесь ультразвуковой от 5 до 15 секунд
  4. глицерин выпадает или разделяется с помощью центрифуг
  5. превращенный биодизель промывают водой

Чаще всего ультразвуковая обработка выполняются при повышенном давлении (От 1 до 3 бар, избыточное давление) с помощью питающего насоса и регулируемого клапана обратного давления рядом с проточной ячейкой.

Промышленная обработка биодизеля не требует большой энергии ультразвука. В приведенной выше таблице приведены типичные требования к мощности для различных скоростей потока. Фактическое потребление энергии можно определить с помощью Ультразвуковой процессор 1 кВт в настольной шкале, Все результаты таких настольных испытаний могут быть расширены легко, Если необходимо, имеются ультразвуковые устройства, сертифицированные FM и ATEX, такие как UIP1000-Exd,

Hielscher поставляет промышленное ультразвуковое оборудование для переработки биодизеля по всему миру. С ультразвуковыми процессорами до Мощность 16 кВт на одно устройство, нет ограничений по размеру или мощности переработки биодизеля.

Затраты на производство ультразвукового биодизеля

(Нажмите для увеличения!) Общая эффективность использования энергии важна, когда вы делаете биодизель. Эффективность описывает, какая часть энергии передается от штепсельной вилки в смесь масло / метанол. Наши ультразвуковые реакторы имеют общую эффективность более 80%.Ультразвук является эффективным средством увеличения скорость реакции и коэффициент конверсии в коммерческой обработке биодизеля, Затраты на ультразвуковую обработку в основном связаны с инвестициями
для ультразвукового оборудования, коммунальных расходов и обслуживания. Выдающийся энергоэффективность (щелкните диаграмму справа) ультразвуковых устройств Hielscher помогает снизить затраты на коммунальные услуги и тем самым сделать этот процесс еще более экологичным, Возникающие в результате затраты на ультразвук варьируются между 0.1ct и 1,0ct на литр (От 0,4 до 1,9 т / галлон), когда используется в коммерческих масштабах, Для получения дополнительной информации о расходах на ультразвуковую обработку, нажмите Вот,

Мороз & Инновации в области технологий Sullivan года

Мороз & Премия «Sullivan European Technology Innovation of the Year Award» в технологиях переработки биодизеля идет на Hielscher Ultrasonics в знак признания разработки компанией новой технологии ультразвуковой обработки для производства биодизеля.

Hielscher Ultrasonics получил престижный Frost & Sullivan Technology Innovation of the Year Award в знак признания разработки компанией новой технологии ультразвуковой обработки для производства биодизеля. Нажмите здесь, что прочитать подробнее.

Запросить дополнительную информацию!

Пожалуйста, используйте форму ниже, если вы хотите запросить дополнительную информацию об использовании ультразвука при коммерческом конверсии биодизеля.









Пожалуйста, обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Утилизация ультразвукового оборудования для биодизеля

Настройка одиночного резервуара для переэтерификации ультразвукового биодизеля. Ультразвуковое преобразование биодизеля может быть выполнено в любом масштабе.Ультразвук может быть использован для конверсии масла в биодизель в любом масштабе. Картинка вправо (Нажмите, чтобы увеличить!) показывает установку небольшого масштаба для обработки 60-70L (от 16 до 19 галлонов). Это типичная установка для начальных исследований и демонстрации процесса.

Эта настройка состоит из следующих частей:

  • один 500 Вт или 1000 Вт ультразвуковое устройство (20 кГц) с усилителем, сонотродом и проточной ячейкой
  • измеритель мощности для измерения мощности и энергии
  • 80L (пластик, например, HDPE)
  • нагревательный элемент (от 1 до 2 кВт)
  • 10-литровый резервуар для премиксов (пластик, например, HDPE)
  • катализатор-предшественник (мешалка)
  • насос (центрифуга, моно или шестерня) прибл. От 10 до 20 л / мин при температуре от 1 до 3 бар
  • клапан обратного давления для регулирования давления в проточной ячейке
  • манометр для измерения давления подачи

подготовка

Гидроксид калия (от 0,2 до 0,4 кг, катализатор) в настоящее время растворяется в прибл. 8.5L Метанол в каталитическом резервуаре предварительного смешивания. Для этого требуется перемешивание катализатора премикса. Бак для обработки наполняется 66L растительного масла. Масло нагревается с помощью нагревательного элемента 45 до 65degC.

обработка

Когда катализатор полностью растворяется в метаноле, предварительная смесь катализатора смешивается с нагретым маслом. Насос подает смесь в проточную ячейку. С помощью клапана обратного давления давление регулируется от 1 до 3 бар (от 15 до 45 фунтов на квадратный дюйм). Рециркуляция через ультразвуковой реактор биодизеля должна проводиться прибл. 20 минут. За это время масло превращается в биодизель. После этого насос и ультразвук выключаются. Глицерин (более тяжелая фаза) будет отделяться от биодизеля (более легкая фаза). Разделение занимает ок. От 30 до 60 минут. Когда отделение будет закончено, глицерин может быть слит.

Мойка биодизеля

Как преобразованное биодизельное топливо содержит примеси, требуется стирка. Для стирки, вода смешивается в биодизельное топливо. Ultrasonication может принести пользу смешивание биодизеля с водой. Это увеличивает площадь активной поверхности в результате уменьшения размера капель (см: ультразвуковой эмульгирующей). Пожалуйста, обратите внимание, что очень интенсивный ультразвук может снизить капли воды до размеров, что почти стабильная эмульсия формируется, что потребует специальных средств (например, центрифуги) должны быть разделено.

Биодизель Завод по производству

Блок-схема ниже показывает типичную установку для обработки ультразвука в линии нефти для преобразования в биодизельное топливо. Нажмите на диаграмму чтобы получить увеличенный вид.

Нажмите для увеличения! Непрерывная схема обработки биодизеля с использованием ультразвукового кавитационного смешивания. Ультразвуковое преобразование биодизеля может быть выполнено в любом масштабе.

Непрерывная обработка и сепарация биодизеля

В настройке для непрерывная обработка биодизелем и непрерывное разделение, нагретое масло и премикс катализатора смешиваются непрерывно с использованием регулируемых насосов. Встроенный статический смеситель улучшает однородность подачи в ультразвуковой реактор. Смесь масло / катализатор проходит через проточную ячейку, где она подвергается воздействию ультразвука кавитация прибл. От 5 до 30 секунд, Клапан обратного давления используется для управления давлением в проточной ячейке. Обрабатываемая смесь подается в колонку реактора сверху. Объем реакторной колонны рассчитан на прибл. 1 час хранения в колонке, За это время реакция переэтерификации завершена, Реакционную смесь глицерина / биодизеля закачивают в центрифугу, где она разделяется на биодизель и фракции глицерина. Постобработка включает в себя извлечение метанола, промывку и сушку, а также может выполняться непрерывно.

Эта настройка устраняет партии биодизельного реактора, обычные мешалки и большие сепараторные емкости.

Скорость реакции переэтерификации биодизеля

На приведенных ниже схемах показаны типичные результаты переэтерификации рапсового масла (промышленного сорта) с метоксид натрия (слева) а также гидроксид калия (справа), Для обоих тестов, контрольный образец (синяя линия) подвергалась воздействию интенсивного механического перемешивания. Красная линия представляет собой образец ультразвук одинакового состава по отношению к объему, концентрации катализатора и температуре. Горизонтальная ось показывает время после смешивания или ультразвука, соответственно. Вертикальная ось показывает объем глицерина, которые поселились на дне. Это простое средство измерения скорости реакции. В обеих диаграммах Образец обрабатывают ультразвуком (красный) реагирует намного быстрее, чем Контрольный образец (синий),

Биодизель из рапсового масла с использованием метоксида натрия - переэтерификации Speed ​​диаграмма Биодизель из рапсового масла с использованием гидроксида калия - диаграмма скорости переэтерификации

Ссылки на биодизельные принадлежности

Нажмите здесь, чтобы получить ссылки на поставщиков насосов и резервуаров для биодизельной промышленности.

Информация о химических веществах и безопасности

Пожалуйста, внимательно прочитайте приведенную ниже информацию, чтобы предотвратить осложнения и неблагоприятные последствия для здоровья.

Биодизельные химикаты

Метанол является токсичным. Это может привести к ухудшению нервов в результате длительного использования. Это может быть адсорбируются кожей тоже. При попадании брызг в глаза может привести к слепоте и метанол может быть смертельным при проглатывании. По этой причине, принять необходимые меры предосторожности при работе с метанолом. Рекомендуется использовать хороший респиратор, фартук и резиновые перчатки.

Гидроксид калия (КОН) является токсичным и вызывает ожог кожи при контакте. Требуется хорошая вентиляция.

Убедитесь, что рабочее пространство щедро и тщательно вентилироваться, чтобы позволить парам избежать. Паровые респираторы картриджа не являются эффективными против метанола испарений. Система с подачей воздуха (АД — Self-дыхательный аппарат) дает лучшую защиту от паров метанола.

Биодизель и резиновых деталей

Работа на 100% биодизеле в течение более длительного времени может вызвать осложнения для смачиваемых резиновых деталей (насос, шланги, уплотнительные кольца) двигателя. Замена стальными деталями или сверхпрочной резиной может устранить эту проблему. В качестве альтернативы вы можете смешать ок. 25% обычного (ископаемого) дизельного топлива в ваш биодизель для предотвращения осложнений.

Биодизель

Биодизель, такой как метиловый эфир рапса (RME), является возобновляемым и биоразлагаемым топливом. Биодизель имеет несколько преимуществ по сравнению с прямым растительным маслом (SVO). Он не требует модификации двигателя или модификации топливной системы для запуска биодизеля на обычных дизельных двигателях. Биодизель обычно добавляется к нефтепродукту, который сегодня продается в насосах для повышения смазывающей способности чистого Дизель с очень низким содержанием серы (ULSD), Что является преимуществом, так как Биодизель почти не имеет содержание серы.