Производство биодизеля в аппарате вихревого слоя

производство биодизеля

В этой статье мы рассмотрим производство биодизеля с помощью технологической линии GlobeCore, в которой функцию реактора выполняет аппарат вихревого слоя типа АВС. Эта технологическая линия может использоваться для производства биодизеля из самого разного сырья, начиная от растительных масел и заканчивая животными жирами.

С точки зрения экологии интерес представляет использование для производства биодизеля различных отходов, утилизация которых связана с рядом неудобств. К таким отходам, например, принадлежат пережаренное растительное масло, которое образуется в большом количестве в различных пекарнях и ресторанах, а также кислые куриные жиры. Именно на примере последних мы рассмотрим процесс получения биодизеля по технологии GlobeCore.

Как образуется куриный жир и что с ним делать

Куриный жир образуется в больших количествах при убое сельскохозяйственной птицы или при глубокой переработке тушек на птицефабриках. Эти отходы могут использоваться при производстве кормов для домашних животных с целью усиления вкусовых качеств готовой продукции, но иногда нелегально выбрасываются или смываются вместе со сточными водами, загрязняя водоемы и почву.

Ситуацию можно изменить, если вспомнить, что куриные жиры могут быть отличным сырьем для производства биодизельного топлива. При этом они не требуют дополнительной очистки, как растительные масла, и обходятся намного дешевле.

Производство биодизеля – суть технологии

Рассмотрим технологию производства биодизеля. Чтобы получить биодизельное топливо, необходимо в глицериновых эфирах, входящих в состав куриного жира, глицерин заменить спиртом. Такая замена происходит во время реакции переэтерификации (переэтерификация жиров). В результате образуется метиловый эфир, то есть необходимый нам биодизель, и глицерин, который используется в фармацевтической и лакокрасочной промышленности.

Компанией GlobeCore разработан комплекс для производства биодизельного топлива из куриного жира, который может использоваться как непосредственно на птицефабриках, так и представителями частного бизнеса, заинтересованными в получении биодизеля из дешевого сырья. Нами реализованы новые технологии и конструкторские решения, которые позволили сделать комплекс компактным и оптимизировать производство биодизеля.

Оборудование для производства биодизеля

Рассмотрим производство биодизеля с помощью этого комплекса детальнее. Комплекс состоит из нескольких блоков:

  • блока дозировки и предварительного смешивания;
  • блока переэтерификации;
  • блока разделения;
  • и блока очистки.

Блок дозировки и предварительного смешивания включает в себя гидродинамическую кавитационную установку. Смеситель установки выполнен в виде инжектора, который заканчивается турбулизатором. Насос подает предварительно нагретый куриный жир в смеситель. В инжекционной камере смесителя создается давление ниже атмосферного и возникает разрежение, за счет которого спирт и катализатор в необходимых пропорциях всасываются в смеситель. Проходя турбулизатор смесителя компоненты соединяются в единый поток и поступают в блок переэтерификации.

Блок переэтерификации состоит из аппарата вихревого слоя – устройства, в котором с помощью индуктора в рабочей камере создается вращающееся электромагнитное поле. Под действием этого поля в камере по сложным траекториям движутся ферромагнитные частички, которые соударяются между собой, со стенками камеры и с частицами обрабатываемого вещества. За счет непосредственных ударных воздействий, электромагнитной обработки и возникающей кавитации в рабочей камере аппарата происходит микродисперсное смешивание и окончание реакции переэтерификации, которая длится считанные секунды. Это основное отличие линии GlobeCore от «бочковых» технологий. Реакция протекает быстро и не требует ускорения за счет введения излишка метанола, который затем нужно отгонять с помощью дополнительного оборудования.

производство биодизеля

Рисунок 1 – Аппараты вихревого слоя – реакторы для технологических линий по производству биодизельного топлива

После окончания реакции переэтерификации полученная смесь непрерывно поступает в разделительную емкость. Более тяжелый глицерин оседает вниз, а более легкий биодизель – поднимается вверх. После разделения обе фракции откачиваются разными насосными группами. Глицерин поступает во внешнюю емкость на хранение, а биодизель проходит через блок очистки. Очистка необходима потому, что катализатор только ускоряет химическую реакцию переэтерификаци и не принимает в ней участие. И если оставить его в топливе, то это приведет к коррозии двигателя. Остатки катализатора удаляются при прохождении биодизельного топлива через слой специального адсорбента. Если кислотность куриного жира высока, то для максимального извлечения биодизеля из исходного сырья реакция переэтерификаци проводится в две стадии. На выходе мы получаем готовое биодизельное топливо с хорошей воспламеняемостью и высоким цетановым числом для использования в дизельных двигателях.

Таким образом, применение технологий GlobeCore позволяет одновременно наладить переработку опасных для экологии отходов птицефабрик и сократить количество вредных выбросов от автомобилей с дизельными двигателями за счет применения альтернативного топлива.

Процессы в рабочей камере аппарата вихревого слоя

Производство биодизеля в аппарате вихревого слояКак было отмечено выше, в качестве реактора при производстве биодизеля по технологии GlobeCore используется аппарат вихревого слоя. В рабочей камере этого устройства протекают физические и химические процессы,  которые позволяют в потоке производить различные действия с исходными компонентами. Рассмотрим эти явления:

  1. Акустические волны и кавитация – ускоряют массообменные процессы.
  2. Каждая ферромагнитная частичка является своеобразным микроэлектролизером, за счет непрерывной работы которого рабочая камера аппарата насыщается ионами различной полярности, что позволяет ускорять химические реакции.
  3. Магнитострикция ферромагнитных частиц, которая возникает при их перемагничивании. Линейные размеры частиц меняются с большой частотой, в результате чего формируются силовые импульсы большой силы, которые интенсифицируют химико-диффузионные процессы.
  4. Кумулятивное воздействие магнитострикционных импульсов, кавитации, индукционных токов, микродуг, быстрого движения ферромагнитных частиц и других факторов на несколько порядков увеличивает поверхность взаимодействия (поверхность раздела фаз). Наблюдается рост поверхностной энергии, за счет которого происходит резкое ускорении процессы переэтерификации.

Применение аппарата вихревого слоя в качестве реактора при производстве биодизельного топлива также позволяет снизить концентрацию катализатора и проводить переэтерификацию при более низкой температуре реакционной смеси.

Преимущества аппаратов вихревого слоя в процессе производства биодизельного топлива

Теперь немного о преимуществах самих аппаратов. Аппараты вихревого слоя – компактное оборудование, которое легко может встраиваться в уже действующие комплексы по производству биодизельного топлива с целью их модернизации, заменяя габаритные емкости и неэнергоэффективные механические мешалки. Аппарат вихревого слоя может работать в потоке, а потребляемая мощность в зависимости от модели (АВС-100 или АВС-150) составляет 4,5 и 9,5 кВт соответственно. При этом аппараты просты в обслуживании и эксплуатации, а срок их службы составляет десятки лет.

Для получения дополнительной информации или консультации технических специалистов GlobeCore воспользуйтесь контактами из соответствующего раздела сайта.