Ультразвуковые реакторы для производства биодизеля

Ультразвуковые реакторы улучшают кинетику химических реакций в процессе конверсии биодизеля. Это приводит к более быстрой переэтерификации, более высокому выходу конверсии, а также к экономии избытка метанола и катализатора. Hielscher производит ультразвуковые смесительные реакторы для производства биодизеля в любых масштабах. Ультразвуковые реакторы компактны, просты в установке и очень эффективны.

Увеличение и ускорение производства биодизельного топлива с помощью мощного ультразвука

Биодизель — это возобновляемое и экологически чистое топливо, изготовленное из растительных масел, животных жиров или отработанного растительного масла. Он может быть получен с помощью реакции переэтерификации, которая включает в себя превращение триглицеридов в метиловые эфиры жирных кислот (FAME) с использованием спирта и катализатора. Одним из способов ускорения реакции переэтерификации является использование ультразвуковых волн, которые могут усилить перемешивание и массоперенос реагентов, а также способствовать разрушению капель масла и диспергированию катализатора.
Ультразвуковой аппарат зондового типа, также известный как сонотрод, представляет собой устройство, которое генерирует высокочастотные звуковые волны (обычно в диапазоне от 20 кГц до 30 кГц) путем вибрации титанового стержня. Ультразвуковые волны распространяются через жидкость и создают зоны высокого и низкого давления, вызывая быстрое образование и схлопывание кавитационных пузырьков. Схлопывание пузырьков приводит к интенсивному локальному нагреву и охлаждению, высоким силам сдвига и ударным волнам, которые могут увеличить скорость реакции и эффективность процесса переэтерификации.

 

 

Преимущества ультразвукового производства биодизеля

К преимуществам использования ультразвукового аппарата зондового типа для синтеза биодизеля можно отнести:

1. Более быстрая скорость реакции: Ультразвуковые волны могут увеличивать массоперенос реагентов и ускорять реакцию переэтерификации, сокращая время реакции и увеличивая выход биодизеля.
2. Более высокий выход и чистота: Ультразвуковой процесс получения биодизеля улучшает дисперсность катализатора и однородность реакционной смеси, что приводит к увеличению выхода и чистоты биодизеля.
3. Дешевое сырье : Ультразвук позволяет использовать сырье самого низкого качества. – такие как отработанные кулинарные масла, отработанные животные жиры и непищевые масла – и превратить его в высококачественное биодизельное топливо. Читать далее!
4. Более низкое энергопотребление: Использование ультразвука снижает энергию, необходимую для смешивания и нагрева реакционной смеси, а также количество необходимого катализатора, что приводит к более устойчивому и экономичному процессу. Читать далее!
5. Гибкость и масштабируемость: Ультразвуковые аппараты и реакторы зондового типа Hielscher могут использоваться как для мелкосерийного, так и для крупносерийного производства биодизеля, а также могут быть легко интегрированы в существующие производственные процессы.

Таким образом, это означает, что использование ультразвуковых и ультразвуковых реакторов Hielscher для синтеза биодизельного топлива дает значительные преимущества с точки зрения скорости реакции, выхода, чистоты, энергопотребления и масштабируемости, что делает его выгодной технологией для устойчивого производства возобновляемого топлива.

Ультразвуковые биодизельные реакторы снижают затраты и увеличивают выход биодизеля

Избыток метанола и катализатора является важным фактором затрат при производстве биодизеля. В ультразвуковых реакторах Hielscher используется интенсивный кавитационный сдвиг для смешивания метанола с исходным сырьем. Это позволяет получать гораздо более мелкие капли метанола, что приводит к улучшению использования метанола и катализатора. Следовательно, требуется меньше избытка метанола и меньше катализатора. Кроме того, кавитация влияет на кинетику реакции, что приводит к более быстрой и полной переэтерификации.

Использование ультразвуковых реакторов для производства биодизеля рекомендуется при производственных мощностях свыше 0,25 т биодизеля в час. Hielscher предлагает ультразвуковые реакторы производительностью до 16 тонн/час (5100 галлонов/час) на реактор. Вы можете комбинировать несколько реакторов в соответствии с производительностью вашего технологического процесса. Вы можете добавить дополнительные реакторы позже, когда расширите свои производственные мощности. Мы будем рады порекомендовать наиболее подходящую конфигурацию биодизельного реактора для вашей установки и для вашей технологической мощности.

Мало- и среднетоннажные ультразвуковые биодизельные реакторы

Для малых и средних систем производства биодизельного топлива производительностью до 9 тонн/час (2900 галлонов/час) Hielscher предлагает вам UIP500hdT (500 Вт), UIP1000hdT (1000 Вт), UIP1500hdT (1500 Вт) или UIP2000hdT (2000 Вт). Эти четыре ультразвуковых встраиваемых реактора очень компактны, просты в интеграции или модернизации. Они созданы для работы в тяжелых условиях в суровых условиях. Ниже приведены рекомендуемые конфигурации реакторов для различных скоростей производства.

	тонн/час	галлонов/час
1x УИП500HDT	0.25 до 0.5	80 до 160
1x УИП1000HDT	0.5 до 1.0	160 до 320
1x УИП1500HDT	0.75 до 1.5	240 до 480
1x УИП2000HDT	С 1.0 по 2.0	320 до 640
в 2 раза УИП1500HDT	1,5 до 3,0	480 до 960
в 2 раза УИП2000HDT	С 2.0 по 4.0	640 до 1280
В 4 раза УИП1500HDT	3,0 до 6,0	С 960 по 1920 год
В 4 раза УИП2000HDT	От 4 до 8	С 1280 по 2560

Полномасштабные промышленные ультразвуковые биодизельные реакторы

Для промышленных установок по производству биодизеля Hielscher предлагает UIP4000hdT (4000 Вт), UIP6000hdT (6000 Вт), UIP10000hdT (10000 Вт) и UIP16000hdT (16000 Вт). Эти ультразвуковые гомогенизаторы со встроенными реакторами предназначены для непрерывного производства биодизеля с высокой скоростью потока. Все четыре ультразвуковых гомогенизатора доступны в корпусах из нержавеющей стали. Вертикальная установка требует минимальной площади для установки или дооснащения. Ниже приведены рекомендуемые настройки для типичной промышленной скорости обработки.

	тонн/час	галлонов/час
В 3 раза УИП4000HDT	С 6,0 по 12,0	С 1920 по 3840
В 5 раз УИП4000HDT	10,0 до 20,0	3200 до 6400
В 3 раза УИП10000HDT	15,0 до 30,0	4800 до 9600
В 3 раза УИП16000HDT	24,0 до 48,0	С 7680 по 15360
В 5 раз УИП16000HDT	40,0 до 80,0	12800 до 25600

Поточное ультразвуковое смешивание масла и метанола

Ультразвуковые смесительные реакторы заменяют баковые мешалки и другие динамические смесители с сдвиговыми усилиями. Как правило, ультразвуковые биодизельные реакторы устанавливаются для смешивания двух потоков сырья: масла и метанола (с катализатором). Для этого сырая предварительная смесь прокачивается через ультразвуковой поточный реактор, где ультразвуковая кавитация смешивает и эмульгирует оба реагента в течение 2-10 секунд. Это процесс поточного смешивания. Когда смесь покидает реактор проточной ячейки, глицерин отделяется под действием силы тяжести менее чем за 60 минут. В качестве альтернативы вы можете подать смесь с ультразвуком в центрифугу через несколько минут после времени реакции. Поточное смешивание уменьшает количество и объем используемых резервуаров по сравнению с обычной периодической обработкой. Это улучшает использование капитала.