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:
- Более быстрая скорость реакции: Ультразвуковые волны могут увеличивать массоперенос реагентов и ускорять реакцию переэтерификации, сокращая время реакции и увеличивая выход биодизеля.
- Более высокий выход и чистота: Ультразвуковой биодизельный процесс улучшает диспергирование катализатора и однородность реакционной смеси, что приводит к более высокому выходу и чистоте биодизеля. Используя ультразвук, вы можете использовать сырье самого низкого качества, такое как отработанные кулинарные масла, и превратить его в высококачественное биодизельное топливо.
- 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.
- 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.
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.
Свяжитесь с нами! / Спросите нас!
Связанная информация
- Ультразвуковая переэтерификация масла в биодизель
- Влияние ультразвука на эффективность переработки биодизельного топлива
- Использование ультразвуковых реакторов в маломасштабном непрерывном биодизельном процессе – Грэм Тауэртон (2007) ·
- Биодизельное топливо из водорослей с помощью ультразвука
- Технология производства биодизеля
- Аналитические методы биодизеля
- «Защита от дурака’ Способ производства биодизеля
- Список поставщиков резервуаров и насосов для производства биодизеля
Литература / Литература
- Abdullah, C. S. ; Baluch, N.; Mohtar S. (2015): Ascendancy of ultrasonic reactor for micro biodiesel production. Jurnal Teknologi (Sciences & Engineering) 77:5; 2015. 155-161.
- Ali Gholami, Fathollah Pourfayaz, Akbar Maleki (2021): Techno-economic assessment of biodiesel production from canola oil through ultrasonic cavitation. Energy Reports, Volume 7, 2021. 266-277.
- Wu, P., Yang, Y., Colucci, J.A. and Grulke, E.A. (2007): Effect of Ultrasonication on Droplet Size in Biodiesel Mixtures. J Am Oil Chem Soc, 84: 877-884.
- Kumar D., Kumar G., Poonam, Singh C. P. (2010): Ultrasonic-assisted transesterification of Jatropha curcus oil using solid catalyst, Na/SiO2. Ultrason Sonochem. 2010 Jun; 17(5): 839-44.
- Leonardo S.G. Teixeira, Júlio C.R. Assis, Daniel R. Mendonça, Iran T.V. Santos, Paulo R.B. Guimarães, Luiz A.M. Pontes, Josanaide S.R. Teixeira (2009): Comparison between conventional and ultrasonic preparation of beef tallow biodiesel. Fuel Processing Technology, Volume 90, Issue 9, 2009. 1164-1166.
- Darwin, Sebayan; Agustian, Egi; Praptijanto, Achmad (2010): Transesterification Of Biodiesel From Waste Cooking Oil Using Ultrasonic Technique. International Conference on Environment 2010 (ICENV 2010).
- Nieves-Soto, M., Oscar M. Hernández-Calderón, C. A. Guerrero-Fajardo, M. A. Sánchez-Castillo, T. Viveros-García and I. Contreras-Andrade (2012): Biodiesel Current Technology: Ultrasonic Process a Realistic Industrial Application. InTechOpen 2012.
- Hielscher Ultrasonics: Ultrasonic Mixing for Biodiesel Production