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CN111876265A - 高氯含量间歇规模化废弃动植物油脂预处理系统及其方法 - Google Patents

高氯含量间歇规模化废弃动植物油脂预处理系统及其方法 Download PDF

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CN111876265A
CN111876265A CN202010839705.8A CN202010839705A CN111876265A CN 111876265 A CN111876265 A CN 111876265A CN 202010839705 A CN202010839705 A CN 202010839705A CN 111876265 A CN111876265 A CN 111876265A
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徐兴
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Abstract

本发明公开了高氯含量间歇规模化废弃动植物油脂预处理系统及其方法，解决现有技术废弃动植物油脂经过预处理后经常存在含CL‑盐类超标达不到二代生物柴油生产用原料油标准的技术问题。预处理设备包括预处理沉降罐、闪蒸干燥塔、三相离心机、电热器、废弃动植物油脂输送管、输水管和二次水洗罐。预处理方法主要为往预处理沉降罐注入废弃动植物油脂加热后再注入清水水洗沉降后，取上清油液过滤闪蒸脱水即得符合标准的二次生物柴油生产用原料油，过程中的渣油料分离处理，所得渣油常规水洗存储作为副产品。

Description

高氯含量间歇规模化废弃动植物油脂预处理系统及其方法
技术领域
本发明属于废弃动植物油脂回收处理生产设备技术领域，具体涉及高氯含量间歇规模化废弃动植物油脂预处理系统及其方法。
背景技术
餐饮废弃动植物油脂是生产生物柴油最主要的原料来源，餐饮废弃动植物油脂在生产生物柴油之初，需要经过预处理，即沉淀过滤去除水份、杂质、以及胶质后方能成为生物柴油的原料油，经过过滤后的原料油中，其中还含有盐类、色素、以及胶质，盐类主要包括含CL-、S2-等盐类，胶质主要以淀粉形式存在。
生物柴油由早期的一代生物柴油发展至现在的二代生物柴油，早期的一代生物柴油中脂肪酸甲酯掺和比较少，其冷凝点较高，利用率低。二代生物柴油通过油脂(原料油)与氢气在300-400℃、5-7个大气压工况下反应生成烷烃类生物柴油，即为二代生物柴油，二代生物柴油冷凝点低，其可与柴油以任意比例混合使用，还能单独作为柴油使用。在生产二代生物柴油时，其对废弃动植物油脂经过预处理后所形成的原料油要求较高，要求水杂低于1％，不皂化物低于0.3％，含CL-盐类低于30ppm，含S2-盐类低于50ppm。现有的废弃动植物油脂预处理方式还不能达到大规模生产二代生物柴油所需原料油的标准。
因此，本发明设计了高氯含量间歇规模化废弃动植物油脂预处理系统及其方法，设计特殊的预处理沉降罐，采用高温(70-80℃)工况下加5％质量清水自然沉降，不仅能使预处理出的原料油符合二代生物柴油生产要求，同时还能提高处理效率和收率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供高氯含量间歇规模化废弃动植物油脂预处理系统及其方法，解决现有技术废弃动植物油脂经过规模化预处理后经常存在含CL-盐类超标达不到二代生物柴油生产用原料油标准的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
高氯含量间歇规模化废弃动植物油脂预处理系统，包括用于对废弃动植物油脂进行水洗沉降的预处理沉降罐，从预处理沉降罐接出用于对水洗沉降上清油液进行脱水处理的闪蒸干燥塔，以及从预处理沉降罐接出用于对水洗沉降下沉渣油料进行分离的三相离心机；
预处理沉降罐内设有用于加热其内废弃动植物油脂的电热器，预处理沉降罐上设有用于往其内注入废弃动植物油脂的废弃动植物油脂输送管、以及用于往其内输送清水的输水管，输水管的出水口位于预处理沉降罐内顶部，预处理沉降罐内设有检修爬梯，预处理沉降罐的高径比为12∶6；
三相离心机一个出口接有用于对从下沉渣油料中分离出的油料进行二次水洗的二次水洗罐，剩余两个出口分别接至用于对从下沉渣油料中分离出的渣料进行无害化处理的渣料无害处理系统、以及用于对从下沉渣油料中分离出的污水进行无害化处理的污水处理系统。
进一步地，输水管上设有管道加热器、流量计、以及水泵。
进一步地，废弃动植物油脂输送管上设有第一油泵。
进一步地，闪蒸干燥塔与预处理沉降罐之间连接有输油管，并且输油管上设有第二油泵。
进一步地，输油管出油口处设有袋式过滤器。
进一步地，预处理沉降罐与三相离心机之间设有渣油料出管，并且渣油料出管上设有第三油泵。
进一步地，电热器为盘管式电加热器，并为电热器位于预处理沉降罐的内底部。
进一步地，预处理沉降罐上设有呈倒U型的排空管。
高氯含量间歇规模化废弃动植物油脂预处理系统的预处理方法，包括以下步骤：
步骤1、开启第一油泵往预处理沉降罐内注入定量废弃动植物油脂；
步骤2、开启电热器将预处理沉降罐内废弃动植物油脂加热至70-80℃；
步骤3、废弃动植物油脂温度上升至70-80℃后，开启水泵往预处理沉降罐内定量注入清水，使清水从废弃动植物油脂顶面混入废弃动植物油脂内；
步骤4、预处理沉降罐自然沉降24-36h；
步骤5、开启第二油泵，使预处理沉降罐内自然沉降后的上清油液经过袋式过滤器过滤后进入闪蒸干燥塔闪蒸脱水，即得二代生物柴油生产用原料油；
步骤6、开启第三油泵，使渣油料进入三相离心机分离，所分离出的油液进入二次水洗罐水洗回收，所分离出的污水进入污水处理系统，所分离出的渣料进入渣料无害处理系统。
进一步地，在所述步骤3中，注入清水的量为预处理沉降罐内废弃动植物油脂体积的5％；优选地，在所述步骤3中，开启水泵注入清水时，同时开启管道加热器使所注入清水升温至40-50℃；优选地，在所述步骤4中，预处理沉降罐自然沉降过程中，保持其内油温为70-80℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，设计特殊的预处理沉降罐，采用高温(70-80℃)工况下加5％质量清水自然沉降，不仅能使预处理出的原料油符合二代生物柴油生产要求，同时还能提高处理效率和收率。
本发明包括预处理沉降罐、闪蒸干燥塔、三相离心机和二次水洗罐，预处理沉降罐的高径比为12∶6，预处理沉降罐上设有废弃动植物油脂输送管、输水管和排空管，预处理沉降罐通过管道与闪蒸干燥塔和三相离心机连接，二次水洗罐通过管道与三相离心机连接，适量废弃动植物油脂通过废弃动植物油脂输送管注入预处理沉降罐后，通过盘管式电热器加热使废弃动植物油脂升温至70-80℃，之后通过输水管往预处理沉降罐中注入废弃动植物油脂量5％的清水，清水在输水管内经过管道加热器升温至40-50℃，清水从废弃动植物油脂顶面注入，清水在预处理沉降罐内从上至下沉降并对废弃动植物油脂进行水洗以带走水溶性杂质、盐分等，同时废弃动植物油脂自身在预处理沉降罐内也进行沉降沉淀出水份、杂质、以及胶质，这个过程持续24-36h，沉降沉淀完成后，废弃动植物油脂在预处理沉降罐内分为上下两层层，上层为清油液即为含水原料油，下层为渣油料，通过上述过程，上层清油液可达到90％，输油管的进油口位于预处理沉降罐内废弃动植物油脂分层位置稍微靠上位置，此时开启第二油泵即可将上层清油液输送至闪蒸干燥塔，上层清油液经过袋式过滤器过滤后，在闪蒸干燥塔内闪蒸脱水即可得到二代生物柴油生产所用原料油，上层清油液放完后，开启第三油泵排放预处理沉降罐内渣油料，渣油料通过三相离心机分离，其内水分输送至生物柴油生产系统中的污水处理系统进行无害化处理后循环利用，以节约用水；其内渣料输送至生物柴油生产系统中的渣料无害处理系统进行无害化处理，以保护环境；其内油液进入二次水洗罐水洗回收，二次水洗罐采用普通水洗流程进行水洗，并且经过二次水洗罐水洗后的油液存储作为中间产物，不作为生物柴油原料，至此一个预处理流程结束。经过上述流程处理后的原料油，其内水杂低于1％，不皂化物低于0.3％，含CL-盐类低于30ppm，含S2-盐类低于50ppm，符合二次生物柴油生产用原料油标准。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
其中，附图标记对应的名称为：
1-预处理沉降罐、2-闪蒸干燥塔、3-三相离心机、4-二次水洗罐、5-电热器、6-废弃动植物油脂输送管、7-输水管、8-管道加热器、9-流量计、10-水泵、11-第一油泵、12-输油管、13-第二油泵、14-袋式过滤器、15-排空管、16-渣油料出管、17-第三油泵、18-检修爬梯、19-渣料无害处理系统、20-污水处理系统。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明提供的高氯含量间歇规模化废弃动植物油脂预处理系统，结构简单、设计科学合理，使用方便，设计特殊的预处理沉降罐，采用高温(70-80℃)工况下加5％质量清水自然沉降，不仅能使预处理出的原料油符合二代生物柴油生产要求，同时还能提高处理效率和收率。本发明包括用于对废弃动植物油脂进行水洗沉降的预处理沉降罐1，从预处理沉降罐1接出用于对水洗沉降上清油液进行脱水处理的闪蒸干燥塔2，以及从预处理沉降罐1接出用于对水洗沉降下沉渣油料进行分离的三相离心机3。
本发明预处理沉降罐1内设有用于加热其内废弃动植物油脂的电热器5，预处理沉降罐1上设有用于往其内注入废弃动植物油脂的废弃动植物油脂输送管6、以及用于往其内输送清水的输水管7，输水管7的出水口位于预处理沉降罐1内顶部，预处理沉降罐1内设有检修爬梯18，预处理沉降罐1的高径比为12∶6。
本发明三相离心机3一个出口接有用于对从下沉渣油料中分离出的油料进行二次水洗的二次水洗罐4，剩余两个出口分别接至用于对从下沉渣油料中分离出的渣料进行无害化处理的渣料无害处理系统19、以及用于对从下沉渣油料中分离出的污水进行无害化处理的污水处理系统20。
本发明输水管7上设有管道加热器8、流量计9、以及水泵10。废弃动植物油脂输送管6上设有第一油泵11。闪蒸干燥塔2与预处理沉降罐1之间连接有输油管12，并且输油管12上设有第二油泵13。输油管12出油口处设有袋式过滤器14。预处理沉降罐1与三相离心机3之间设有渣油料出管16，并且渣油料出管16上设有第三油泵17。电热器5为盘管式电加热器，并为电热器5位于预处理沉降罐1的内底部。预处理沉降罐1上设有呈倒U型的排空管15。
本发明包括预处理沉降罐、闪蒸干燥塔、三相离心机和二次水洗罐，预处理沉降罐的高径比为12∶6，预处理沉降罐上设有废弃动植物油脂输送管、输水管和排空管，预处理沉降罐通过管道与闪蒸干燥塔和三相离心机连接，二次水洗罐通过管道与三相离心机连接，适量废弃动植物油脂通过废弃动植物油脂输送管注入预处理沉降罐后，通过盘管式电热器加热使废弃动植物油脂升温至70-80℃，之后通过输水管往预处理沉降罐中注入废弃动植物油脂量5％的清水，清水在输水管内经过管道加热器升温至40-50℃，清水从废弃动植物油脂顶面注入，清水在预处理沉降罐内从上至下沉降并对废弃动植物油脂进行水洗以带走水溶性杂质、盐分等，同时废弃动植物油脂自身在预处理沉降罐内也进行沉降沉淀出水份、杂质、以及胶质，这个过程持续24-36h，沉降沉淀完成后，废弃动植物油脂在预处理沉降罐内分为上下两层层，上层为清油液即为含水原料油，下层为渣油料，通过上述过程，上层清油液可达到所处理废弃动植物油脂量的90％，输油管的进油口位于预处理沉降罐内废弃动植物油脂分层位置稍微靠上位置，此时开启第二油泵即可将上层清油液输送至闪蒸干燥塔，上层清油液经过袋式过滤器过滤后，在闪蒸干燥塔内闪蒸脱水即可得到二代生物柴油生产所用原料油，上层清油液放完后，开启第三油泵排放预处理沉降罐内渣油料，渣油料通过三相离心机分离，其内水分输送至生物柴油生产系统中的污水处理系统进行无害化处理后循环利用，以节约用水；其内渣料输送至生物柴油生产系统中的渣料无害处理系统进行无害化处理，以保护环境；其内油液进入二次水洗罐水洗回收，二次水洗罐采用普通水洗流程进行水洗，并且经过二次水洗罐水洗后的油液存储作为中间产物，不作为生物柴油原料，至此一个预处理流程结束。经过上述流程处理后的原料油，其内水杂低于1％，不皂化物低于0.3％，含CL-盐类低于30ppm，含S2-盐类低于50ppm，符合二次生物柴油生产用原料油标准。传统水洗沉降方法，不仅其内含CL-、S2-盐类含量超标，而且所需清水量达到所处理废弃动植物油脂量的15％，所产生的废水量大，污水处理量大。并且清油液收率只能达到所处理废弃动植物油脂量的80％。
本发明提供的高氯含量间歇规模化废弃动植物油脂预处理系统的预处理方法，包括以下步骤：
步骤1、开启第一油泵往预处理沉降罐内注入定量废弃动植物油脂；
步骤2、开启电热器将预处理沉降罐内废弃动植物油脂加热至70-80℃；
步骤3、废弃动植物油脂温度上升至70-80℃后，开启水泵往预处理沉降罐内定量注入清水，使清水从废弃动植物油脂顶面混入废弃动植物油脂内；
步骤4、预处理沉降罐自然沉降24-36h；
步骤5、开启第二油泵，使预处理沉降罐内自然沉降后的上清油液经过袋式过滤器过滤后进入闪蒸干燥塔闪蒸脱水，即得二代生物柴油生产用原料油；
步骤6、开启第三油泵，使渣油料进入三相离心机分离，所分离出的油液进入二次水洗罐水洗回收，所分离出的污水进入污水处理系统，所分离出的渣料进入渣料无害处理系统。
其中，在所述步骤3中，注入清水的量为预处理沉降罐内废弃动植物油脂体积的5％；优选地，在所述步骤3中，开启水泵注入清水时，同时开启管道加热器使所注入清水升温至40-50℃；优选地，在所述步骤4中，预处理沉降罐自然沉降过程中，保持其内油温为70-80℃。
本发明经过上述流程处理后的原料油，其内水杂低于1％，不皂化物低于0.3％，含CL-盐类低于30ppm，含S2-盐类低于50ppm，符合二次生物柴油生产用原料油标准。传统水洗沉降方法，不仅其内含CL-、S2-盐类含量超标，而且所需清水量达到所处理废弃动植物油脂量的15％，所产生的废水量大，污水处理量大。并且清油液收率只能达到所处理废弃动植物油脂量的80％。
本发明通过上述设备及流程对废弃动植物油脂进行预处理，可得到符合二次生物柴油生产所用原料油的标准，相对传统废弃动植物油脂预处理，在规模化生产过程中所需清水及所产废水量低，节约水资源及废水处理成本，废弃动植物油脂处理的收率也能明显提高，其实用性强，适于在本技术领域大力推广应用。
最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本发明的专利范围；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内；另外，将本发明的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.高氯含量间歇规模化废弃动植物油脂预处理系统，其特征在于，包括用于对废弃动植物油脂进行水洗沉降的预处理沉降罐(1)，从预处理沉降罐(1)接出用于对水洗沉降上清油液进行脱水处理的闪蒸干燥塔(2)，以及从预处理沉降罐(1)接出用于对水洗沉降下沉渣油料进行分离的三相离心机(3)；
预处理沉降罐(1)内设有用于加热其内废弃动植物油脂的电热器(5)，预处理沉降罐(1)上设有用于往其内注入废弃动植物油脂的废弃动植物油脂输送管(6)、以及用于往其内输送清水的输水管(7)，输水管(7)的出水口位于预处理沉降罐(1)内顶部，预处理沉降罐(1)内设有检修爬梯(18)，预处理沉降罐(1)的高径比为12∶6；
三相离心机(3)一个出口接有用于对从下沉渣油料中分离出的油料进行二次水洗的二次水洗罐(4)，剩余两个出口分别接至用于对从下沉渣油料中分离出的渣料进行无害化处理的渣料无害处理系统、以及用于对从下沉渣油料中分离出的污水进行无害化处理的污水处理系统。
2.根据权利要求1所述的高氯含量间歇规模化废弃动植物油脂预处理系统，其特征在于，输水管(7)上设有管道加热器(8)、流量计(9)、以及水泵(10)。
3.根据权利要求1所述的高氯含量间歇规模化废弃动植物油脂预处理系统，其特征在于，废弃动植物油脂输送管(6)上设有第一油泵(11)。
4.根据权利要求1所述的高氯含量间歇规模化废弃动植物油脂预处理系统，其特征在于，闪蒸干燥塔(2)与预处理沉降罐(1)之间连接有输油管(12)，并且输油管(12)上设有第二油泵(13)。
5.根据权利要求4所述的高氯含量间歇规模化废弃动植物油脂预处理系统，其特征在于，输油管(12)出油口处设有袋式过滤器(14)。
6.根据权利要求1所述的高氯含量间歇规模化废弃动植物油脂预处理系统，其特征在于，预处理沉降罐(1)与三相离心机(3)之间设有渣油料出管(16)，并且渣油料出管(16)上设有第三油泵(17)。
7.根据权利要求1所述的高氯含量间歇规模化废弃动植物油脂预处理系统，其特征在于，电热器(5)为盘管式电加热器，并为电热器(5)位于预处理沉降罐(1)的内底部。
8.根据权利要求1所述的高氯含量间歇规模化废弃动植物油脂预处理系统，其特征在于，预处理沉降罐(1)上设有呈倒U型的排空管(15)。
9.根据权利要求1-8任意一项所述高氯含量间歇规模化废弃动植物油脂预处理系统的预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、开启第一油泵往预处理沉降罐内注入定量废弃动植物油脂；
步骤2、开启电热器将预处理沉降罐内废弃动植物油脂加热至70-80℃；
步骤3、废弃动植物油脂温度上升至70-80℃后，开启水泵往预处理沉降罐内定量注入清水，使清水从废弃动植物油脂顶面混入废弃动植物油脂内；
步骤4、预处理沉降罐自然沉降24-36h；
步骤5、开启第二油泵，使预处理沉降罐内自然沉降后的上清油液经过袋式过滤器过滤后进入闪蒸干燥塔闪蒸脱水，即得二代生物柴油生产用原料油；
步骤6、开启第三油泵，使渣油料进入三相离心机分离，所分离出的油液进入二次水洗罐水洗回收，所分离出的污水进入污水处理系统，所分离出的渣料进入渣料无害处理系统。
10.根据权利要求9所述的预处理方法，其特征在于，在所述步骤3中，注入清水的量为预处理沉降罐内废弃动植物油脂体积的5％；优选地，在所述步骤3中，开启水泵注入清水时，同时开启管道加热器使所注入清水升温至40-50℃；优选地，在所述步骤4中，预处理沉降罐自然沉降过程中，保持其内油温为70-80℃。
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