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生物柴油生产装置——其他类型反应器

(2016-04-26 22:41:15)
标签:

反应膜分离耦合

水力空化

超重力旋转填充

撞击流

微通道

分类: 燃料燃烧

(一)反应膜分离耦合反应器

酯交换反应是可逆反应,使用膜反应器可选择性地将反应产物与原料分离,从而推动反应向生成产物的方向移动,提高反应物的转化率及产物的收率反应膜分离耦合反应器如下图所示生物柴油生产装置——其他类型反应器

(二)水力空化反应器

水力空化缩短酯交换反应时间提高反应转化率的原因可能是其强烈的乳化和空化作,增强了醇油两相的相互作用,使得反应界面大幅增加,从而使反应加速进行另一方面空化过程所产生的局部高温高压微环境可能会影响反应平衡,促使酯交换反应进行得更彻底

水力空化技术的原理是,流体经过一个收缩装置 (如几何孔板文丘里管等)时会产生压降,当压力降至液体的饱和蒸气压,甚至负压时,溶解在流体里的气体会释放出来,同时流体气化而产生大量空化泡;空化泡在随流体进一步流动的过程中,遇到周围压力的增大,体积将急剧缩小直至溃灭在此过程中,产生高温高压,并使液体强烈湍动,不相溶的甲醇和油脂达到迅速乳化;同时由于大量空化泡的产生,极大地提高了两相反应的接触面积,加快了反应速率

计建炳等采用水力空化酯交换反应器优化生物柴油的生产,在醇油摩尔比为61反应温度为50催化剂为1%KOH的条件下,反应时间比传统反应器缩短1/22/3,20min时油脂酯交换转化率即高达99%在水力空化反应器中,由于空化作用产生的乳化效果,增加了产物分离的难度示意图如下:

生物柴油生产装置——其他类型反应器

(三)超重力旋转填充反应器

超重力旋转填充反应器如下图:

生物柴油生产装置——其他类型反应器

该工艺的脂肪酸甲酯的收率为41.3%97.5%,甲酯产量为0.2320.791mol/min脂肪酸甲酯的收率随反应温度的增高和催化剂用量的增加而增加,随流速的增加而降低脂肪酸甲酯的生产能力随流速的增加而增加

(四)撞击流反应器

撞击流反应器的原理是,物料通过反应器内部构件的导流作用产生相向撞击,使液相发生有效的混合接触采用撞击流反应器生产生物柴油,原料醇油可得到充分混合,提高了传质效率,促进了酯交换反应,可在缓和的反应条件和较高的转化率下,实现生物柴油的连续生产撞击流反应器如下图所示生物柴油生产装置——其他类型反应器

霍稳周等以甲醇棉籽油摩尔比101进料,使用小于原料质量1%的有机胺类催化剂,在反应温度130压力0.8MPa循环物料量为进料量的95%的条件下进行酯交换反应,反应后测得甘油三酯转化率为100%,脂肪酸酯相中甲酯的质量分数为91.1%

(五)微通道反应器

近年来,随着微加工和精密加工技术制造的兴起,制造出了内部供流体流动通道尺寸从亚微米到亚毫米的微通道反应器因其优异的传质和传热性能,也被应用于制备生物柴油,反应速率比常规反应器快10100室温下,停留时间4min,转化率达90%;停留时间增加到10min,酯化率提高到96%97%若将反应温度提高到4045,则可加快反应的进行,并大大缩短反应的停留时间

张利雄等将菜籽油和含有KOH的甲醇混合后,通过恒流泵将混合物注入内径为0.25mm的石英微通道反应器中,控制反应温度为60,停留时间为5.3min,反应得到的菜籽油甲酯收率达98.8%该过程连续,停留时间短,具有较高的甲酯收率微反应器生产装置简单,易拆装,便于携带和移动;其操作简单,且没有工业生产上普遍存在的放大效应”,根据原料供应状况和生物柴油需求量,通过简单增减反应通道数量就可以方便地调节产量若将催化剂负载在微反应器壁上,则可同时解决反应后催化剂的分离问题微通道反应器如下图生物柴油生产装置——其他类型反应器

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