Lò phản ứng siêu âm để sản xuất dầu diesel sinh học
Lò phản ứng siêu âm cải thiện động học phản ứng hóa học của quá trình chuyển đổi diesel sinh học. Điều này dẫn đến quá trình transester hóa nhanh hơn, năng suất chuyển đổi cao hơn và tiết kiệm metanol và chất xúc tác dư thừa. Hielscher làm cho lò phản ứng trộn siêu âm để sản xuất dầu diesel sinh học ở mọi quy mô. Các lò phản ứng siêu âm nhỏ gọn, dễ lắp đặt và rất hiệu quả.
Sản xuất diesel sinh học tăng và tăng tốc với siêu âm điện
Dầu diesel sinh học là nhiên liệu tái tạo và đốt sạch được làm từ dầu thực vật, mỡ động vật hoặc dầu ăn thải. Nó có thể được sản xuất thông qua phản ứng transester hóa, bao gồm việc chuyển đổi triglyceride thành este methyl axit béo (FAMEs) bằng cách sử dụng rượu và chất xúc tác. Một cách để tăng tốc phản ứng transester hóa là sử dụng sóng siêu âm, có thể tăng cường sự trộn lẫn và truyền khối lượng của các chất phản ứng, cũng như thúc đẩy sự vỡ của các giọt dầu và sự phân tán của chất xúc tác.
Một ultrasonicator loại thăm dò, còn được gọi là sonotrode, là một thiết bị tạo ra sóng âm thanh tần số cao (thường trong phạm vi từ 20 kHz đến 30 kHz) bằng cách rung một thanh titan. Các sóng siêu âm truyền qua chất lỏng và tạo ra các vùng áp suất cao và áp suất thấp, khiến bong bóng xâm thực hình thành và sụp đổ nhanh chóng. Sự sụp đổ của bong bóng tạo ra sự nóng lên và làm mát cục bộ dữ dội, lực cắt cao và sóng xung kích, có thể làm tăng tốc độ phản ứng và hiệu quả của quá trình transester hóa.
Các ultrasonicator UIP16000hdT có khả năng xử lý dầu diesel sinh học 32MMGY.
Ưu điểm của sản xuất diesel sinh học siêu âm
Những lợi thế của việc sử dụng một ultrasonicator loại thăm dò để tổng hợp diesel sinh học bao gồm:
- Tốc độ phản ứng nhanh hơn: Các sóng siêu âm có thể làm tăng sự chuyển giao khối lượng của các chất phản ứng và đẩy nhanh phản ứng transester hóa, giảm thời gian phản ứng và tăng năng suất của dầu diesel sinh học.
- Năng suất và độ tinh khiết cao hơn: Quá trình diesel sinh học siêu âm cải thiện sự phân tán của chất xúc tác và tính đồng nhất của hỗn hợp phản ứng, dẫn đến năng suất và độ tinh khiết cao hơn của dầu diesel sinh học. Sử dụng siêu âm, bạn có thể sử dụng chất lượng nguyên liệu thấp nhất như dầu ăn thải và biến nó thành dầu diesel sinh học chất lượng cao.
- Tiêu thụ năng lượng thấp hơn: Việc sử dụng ultrasonication làm giảm năng lượng cần thiết để trộn và làm nóng hỗn hợp phản ứng, cũng như lượng chất xúc tác cần thiết, dẫn đến một quá trình bền vững và hiệu quả hơn về chi phí.
- Tính linh hoạt và khả năng mở rộng: Hielscher thăm dò loại ultrasonicators và lò phản ứng có thể được sử dụng cho cả quy mô nhỏ và quy mô lớn sản xuất dầu diesel sinh học, và có thể dễ dàng tích hợp vào các quy trình sản xuất hiện có.
Tóm lại, điều này có nghĩa là việc sử dụng máy siêu âm Hielscher và lò phản ứng siêu âm để tổng hợp diesel sinh học mang lại lợi ích đáng kể về tốc độ phản ứng, năng suất, độ tinh khiết, tiêu thụ năng lượng và khả năng mở rộng, làm cho nó trở thành một công nghệ có lợi nhuận để sản xuất bền vững nhiên liệu tái tạo.
Lò phản ứng diesel sinh học siêu âm giảm chi phí và tăng năng suất diesel sinh học
Methanol dư thừa và chất xúc tác là những yếu tố chi phí đáng kể trong sản xuất diesel sinh học. Lò phản ứng siêu âm Hielscher sử dụng cắt xâm thực cường độ cao để trộn metanol với nguyên liệu của bạn. Điều này mang lại cho bạn các giọt methanol nhỏ hơn nhiều dẫn đến việc sử dụng methanol và chất xúc tác được cải thiện. Do đó, cần ít methanol dư thừa và ít chất xúc tác hơn. Thêm vào đó, sự xâm thực ảnh hưởng đến động học phản ứng, dẫn đến quá trình transester hóa nhanh hơn và hoàn chỉnh hơn.
Este hóa siêu âm là một bước tiền xử lý, làm giảm nguyên liệu cấp thấp cao trong FFA thành este. Trong bước thứ 2 của transesterization siêu âm, triglyceride được chuyển đổi thành dầu diesel sinh học (FAME).
Lò phản ứng diesel sinh học siêu âm quy mô vừa và nhỏ
Đối với các hệ thống sản xuất diesel sinh học cỡ vừa và nhỏ lên đến 9 tấn / giờ (2900 gallon / giờ), Hielscher cung cấp cho bạn UIP500hdT (500 watt), UIP1000hdT (1000 watt), UIP1500hdT (1500 watt) hoặc UIP2000hdT (2000 watt). Bốn lò phản ứng nội tuyến siêu âm này rất nhỏ gọn, dễ tích hợp hoặc phù hợp với retro. Chúng được chế tạo để hoạt động hạng nặng trong môi trường khắc nghiệt. Dưới đây bạn sẽ tìm thấy các thiết lập lò phản ứng được đề xuất cho một loạt các tỷ lệ sản xuất.
|
tấn / giờ
|
gallon / giờ
|
|
|---|---|---|
| 1 lần UIP500hdt |
0.25 đến 0,5
|
80 đến 160
|
| 1 lần UIP1000hdt |
0.5 đến 1.0
|
160 đến 320
|
| 1 lần UIP1500hdT |
0.75 đến 1,5
|
240 đến 480
|
| 1 lần UIP2000hdT |
1,0 đến 2,0
|
320 đến 640
|
| 2 lần UIP1500hdT |
1,5 đến 3,0
|
480 đến 960
|
| 2 lần UIP2000hdT |
2,0 đến 4,0
|
640 đến 1280
|
| 4 lần UIP1500hdT |
3,0 đến 6,0
|
960 đến 1920
|
| 4 lần UIP2000hdT |
4 đến 8
|
1280 đến 2560
|
Lò phản ứng diesel sinh học siêu âm công nghiệp quy mô đầy đủ
_p0500.jpg)
Đối với các nhà máy sản xuất diesel sinh học công nghiệp, Hielscher cung cấp UIP4000hdT (4000 watt), UIP6000hdT (6000 watt), UIP10000hdT (10000 watt) và UIP16000hdT (16000 watt). Những homogenizers siêu âm với lò phản ứng nội tuyến được thiết kế để sản xuất liên tục dầu diesel sinh học ở tốc độ dòng chảy cao. Tất cả bốn homogenizers siêu âm có sẵn trong tủ thép không gỉ. Việc lắp đặt theo chiều dọc đòi hỏi không gian sàn tối thiểu để lắp đặt hoặc trang bị thêm. Dưới đây bạn tìm thấy các thiết lập được đề xuất cho tỷ lệ xử lý công nghiệp điển hình.
|
tấn / giờ
|
gallon / giờ
|
|
|---|---|---|
| 3 lần UIP4000hdt |
6,0 đến 12,0
|
1920 đến 3840
|
| 5 lần UIP4000hdt |
10,0 đến 20,0
|
3200 đến 6400
|
| 3 lần UIP10000hdT |
15,0 đến 30,0
|
4800 đến 9600
|
| 3 lần UIP16000hdT |
24,0 đến 48,0
|
7680 đến 15360
|
| 5 lần UIP16000hdT |
40,0 đến 80,0
|
12800 đến 25600
|
Trộn siêu âm nội tuyến của dầu và metanol
Lò phản ứng trộn siêu âm thay thế máy khuấy bể và các máy trộn cắt động khác. Nói chung, các lò phản ứng diesel sinh học siêu âm được lắp đặt để trộn hai dòng thức ăn: dầu và metanol (với chất xúc tác). Đối với điều này, một hỗn hợp thô được bơm qua lò phản ứng nội tuyến siêu âm, nơi cavitation siêu âm trộn và nhũ hóa cả hai thuốc thử trong vòng 2 đến 10 giây. Đây là một quá trình trộn nội tuyến. Khi hỗn hợp thoát ra khỏi lò phản ứng tế bào dòng chảy, glycerin sẽ tách ra theo trọng lực trong vòng chưa đầy 60 phút. Ngoài ra, bạn có thể cho hỗn hợp âm thanh vào máy ly tâm sau vài phút phản ứng. Việc trộn nội tuyến làm giảm số lượng và thể tích bể được sử dụng so với xử lý hàng loạt thông thường. Điều này cải thiện việc sử dụng vốn.
Siêu âm esterification và transesterification có thể được chạy như hàng loạt hoặc liên tục inline quá trình. Biểu đồ cho thấy quá trình siêu âm nội tuyến cho transesterfication diesel sinh học (FAME).
Liên hệ với chúng tôi! / Hãy hỏi chúng tôi!
Thông tin liên quan
- Transesterification siêu âm của dầu để diesel sinh học
- Tác động của Ultrasonication về hiệu quả xử lý diesel sinh học
- Việc sử dụng các lò phản ứng siêu âm trong một quá trình diesel sinh học liên tục quy mô nhỏ – Tháp Graham (2007)
- Dầu diesel sinh học từ tảo sử dụng Ultrasonication
- Công nghệ sản xuất diesel sinh học
- Phương pháp phân tích diesel sinh học
- "Không thể đánh lừa’ Cách làm dầu diesel sinh học
- Danh sách các nhà cung cấp cho xe tăng và máy bơm để sản xuất diesel sinh học
Văn học / Tài liệu tham khảo
- 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
Hielscher Ultrasonics sản xuất homogenizers siêu âm hiệu suất cao từ phòng thí nghiệm đến quy mô công nghiệp.