Энергосберегающее свч-устройство для получения биодизельного топлива

Авторы патента:

C10L5/44 - растительного происхождения

B01J2219/1206 - Химические или физические процессы, например катализ, коллоидная химия; аппараты для их проведения (способы или устройства специального назначения, см. соответствующие классы для этих способов или устройств, например F26B 3/08).

B01J19/126 - Химические, физические или физико-химические способы общего назначения (физическая обработка волокон, нитей, пряжи, тканей, пера или волокнистых изделий, изготовленных из этих материалов, отнесена к соответствующим рубрикам для такого вида обработки, например D06M 10/00); устройства для их проведения (насадки, прокладки или решетки, специально предназначенные для биологической обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод C02F 3/10; разбрызгивающие планки или решетки, специально предназначенные для оросительных холодильников F28F 25/08)

B01J19/12 - с использованием электромагнитных волн

Изобретение относится к области производства биодизельных топлив на основе возобновляемого органического сырья и может быть использовано для целей транспортной отрасли и в энергетике, а именно к СВЧ-устройствам для получения биодизельного топлива из растительных масел. Энергосберегающее СВЧ-устройство для получения биодизельного топлива состоит из реактора 5, магнетрона 1, излучателя СВЧ-энергии 4, трубопровода, термодатчика 6, блока управления 2 и насоса для подачи сырья 11, при этом излучатель СВЧ-энергии 4 выполнен в виде металлического рупора, длина которого обеспечивает максимальную мощность излучаемой энергии у нижнего основания излучателя, излучатель 4 соединен верхним основанием с магнетроном 1, а нижним основанием через диэлектрическую вставку 8 введен в реактор 5 непосредственно внутрь обрабатываемого сырья, причем блок управления 2 соединен с магнетроном 1, с датчиком температуры реакционной смеси 6 и регулировочным клапаном 9, который установлен в трубопроводе для изменения скорости подачи сырья по замкнутому контуру трубопровода 10 в реактор 5. В результате использования изобретения обеспечивается энергосберегающий технологический процесс получения биотоплива при высокой конверсии растительных масел. 1 ил.

Изобретение относится к области производства биодизельных топлив на основе возобновляемого органического сырья, и может быть использовано для целей транспортной отрасли и в энергетике, а именно к СВЧ-устройствам для получения биодизельного топлива из растительных масел.

Биотоплива из возобновляемого растительного сырья используют в альтернативной энергетике для улучшения экологических показателей и снижения влияния техногенных факторов на изменение климата.

Известно устройство для получения биодизельного топлива, включающее рабочую емкость, в которой осуществляется реакция переэтерификации растительного масла, центрифугу и трубопроводы (патент РФ №2393006 МПК B01F 5/00, опубл. 27.06.2010).

Недостатком известного устройства является наличие центрифуги в составе устройства, которое требует регулярного профилактического обслуживания, сокращает его ресурс и увеличивает вероятность травматизма.

Известно устройство для получения МЭЖК, включающее рабочую емкость, насос и трубопровод (патент РФ №82579 МПК B01F 3/00, опубл. 10.05.2009).

Существенным недостатком известного устройства является относительно низкая степень конверсии некоторых видов органического сырья, в частности, масел и жиров с высоким содержанием свободных жирных кислот (СЖК). Кроме того, известное устройство не обеспечивает достаточно точного термостатирования реагентов в рабочей зоне, что может привести к перегреву и выкипанию метанола. При этом не гарантируется стабильность и повторяемость результатов технологического процесса.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является установка для получения биодизельного топлива в СВЧ-поле, состоящая из рабочей емкости, снабженной перекидным клапаном, и насоса, соединенных в замкнутый контур прямым трубопроводом с врезанным в него регулировочным клапаном и обратным трубопроводом, волновода, магнетрона, герметично соединенного с волноводом, блока питания магнетрона, соединенного с магнетроном кабелем питания, и блока управления регулировочным клапаном, соединенного сигнальными кабелями с термодатчиком, расположенным в обратном трубопроводе, и регулировочным клапаном, при этом часть прямого трубопровода, выполненная из диэлектрического материала, прозрачного для СВЧ-поля, находится внутри волновода (патент РФ №139141, МПК B01J 19/12, опубл. 10.04.2014).

Недостатком известной установки являются низкая производительность и недостаточная конверсия получаемого биодизельного топлива.

Задачей предлагаемого изобретения является создание надежного и безопасного технологического энергосберегающего СВЧ-устройства высокой производительности для получения биотоплива под воздействием СВЧ-поля

В результате использования предлагаемого изобретения обеспечивается энергосберегающий технологический процесс получения биотоплива при высокой конверсии растительных масел за счет того, что излучатель СВЧ-энергии выполнен в виде рупора и вводится в реактор непосредственно внутрь обрабатываемого сырья с полным поглощением излучаемой СВЧ-энергии.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом энергосберегающем СВЧ-устройстве для получения биодизельного топлива, состоящем из реактора, магнетрона, излучателя СВЧ-энергии, трубопровода, термодатчика, блока управления и насоса для подачи сырья, согласно изобретению, излучатель СВЧ-энергии выполнен в виде металлического рупора, длина которого обеспечивает максимальную мощность излучаемой энергии у нижнего основания излучателя, при этом излучатель соединен верхним основанием с магнетроном, а нижним основанием через диэлектрическую вставку введен в реактор непосредственно внутрь обрабатываемого сырья, причем блок управления соединен с магнетроном, с датчиком температуры реакционной смеси и регулировочным клапаном, который установлен в трубопроводе для изменения скорости подачи сырья по замкнутому контуру трубопровода в реактор.

Сущность предлагаемого, изобретения поясняется чертежом, на котором представлена общая схема СВЧ-устройства.

Энергосберегающее СВЧ-устройство для получения биодизельного топлива содержит магнетрон 1, блок управления СВЧ-установкой 2, прибор для индикации информации 3, излучатель СВЧ-энергии 4, реактор 5, датчик температуры реакционной смеси 6, стенки реактора 7, вставку из диэлектрического материала 8, регулировочный клапан 9, замкнутый контур трубопровода 10, насос 11, сливной кран 12 в. замкнутом контуре трубопровода 10.

Излучатель СВЧ-энергии 4 выполнен в виде металлического рупора, изготовленного, например из меди, длина которого соответствует максимальной мощности излучаемой энергии у нижнего основания излучателя 4, который соединен верхним основанием с магнетроном 1, а нижним основанием через диэлектрическую вставку 8 вводится в реактор 5 непосредственно внутрь обрабатываемого сырья для полного поглощения СВЧ-энергии

Блок управления СВЧ-установкой 2 соединен с магнетроном 1, с датчиком температуры реакционной смеси 6 и регулировочным клапаном 9 регулировочным клапаном, который установлен в трубопроводе 10 для изменения скорости подачи сырья по замкнутому контуру трубопровода в реактор 5. Насос 11 соединен с замкнутым контуром трубопровода 10, который в свою очередь через стенки 7 осуществляет перемешивание обрабатываемого сырья в реакторе 5.

Работает энергосберегающее СВЧ-устройство для получения биодизельного топлива следующим образом.

Предварительно подготовленную исходную смесь, состоящую из растительного масла, изопропилового спирта и катализатора, заливают в реактор 5, из которого смесь насосом 11 по замкнутому трубопроводу 10 подается в реактор 5 для перемешивания и обрабатывается неоднократно электромагнитным СВЧ-полем, создаваемым магнетроном 1, которое через СВЧ-излучатель 4 проходит через вставку из диэлектрического материала 8, прозрачную для СВЧ-поля, расположенную в нижнем основании излучателя 4 и воздействует на обрабатываемое сырье. Обработанная смесь по трубопроводу 10 вновь поступает в реактор 5. Таким образом, обработка сырья производится многократно в замкнутом контуре. После полного завершения процесса обработки продукты реакции (изопропиловые эфиры растительного масла вместе с глицериносодержащим осадком) направляют на сепарацию и очистку через сливной кран 12.. Управление процессом осуществляют посредством блока управления 2, в который от термодатчика 6 по сигнальному кабелю поступает сигнал, пропорциональный текущему значению температуры реакционной среды в реакторе 5. Этот сигнал сравнивается с установленным программно рабочим значением (в диапазоне 80-90°С) и вырабатывается сигнал управления, который по сигнальному кабелю передается на регулировочный клапан 9 в трубопроводе 10, чем достигается регулирование скорости потока обрабатываемой смеси таким образом, чтобы температура смеси всегда соответствовала установленному рабочему значению.

Как известно, температура является одним из основных параметров процесса, определяющим скорость реакции, состав и, следовательно, производительность установки и потребительские свойства конечного продукта, в частности степень термохимической конверсии масел в биодизельное топливо (изопропиловые эфиры жирных кислот) в нашей установке. В предлагаемой установке постоянство рабочей температуры обеспечивается за счет регулирования скорости потока обрабатываемой смеси, путем сохранения баланса теплоты, подводимой к обрабатываемой смеси при поглощении СВЧ-излучения, с одной стороны, и теплоты, отдаваемой ею окружающей среде при многократном прохождении потоком по той части установки, которая находится вне действия электромагнитного СВЧ-поля (т.е., за пределами реактора 5) и имеет возможность рассеивать тепловую энергию в окружающую среду.

При работающем насосе 11 и подаче СВЧ-энергии в реактор 5 время проведения реакции переэтерификации в зависимости от загрузки составляет 10-20 минут, тем самым сокращается время получения биодизельного топлива из растительного сырья в несколько раз по сравнению с известными технологиями.

Энергосберегающее СВЧ-устройство для получения биодизельного топлива, состоящее из реактора, магнетрона, излучателя СВЧ-энергии, трубопровода, термодатчика, блока управления и насоса для подачи сырья, отличающееся тем, что излучатель СВЧ-энергии выполнен в виде металлического рупора, длина которого обеспечивает максимальную мощность излучаемой энергии у нижнего основания излучателя, при этом излучатель соединен верхним основанием с магнетроном, а нижним основанием через диэлектрическую вставку введен в реактор непосредственно внутрь обрабатываемого сырья, причем блок управления соединен с магнетроном, с датчиком температуры реакционной смеси и регулировочным клапаном, который установлен в трубопроводе для изменения скорости подачи сырья по замкнутому контуру трубопровода в реактор.

Изобретение раскрывает установку для получения биотоплива из березовой коры, включающую буферный запас кусковых фракций березовой коры, секционный реактор прямого нагрева, сборник конденсата, приемник газов, теплогенератор, бункер-накопитель карбонизированной шихты, пресс-гранулятор, камеру охлаждения, участок упаковки продукта, систему межоперационных связей, отличающуюся тем, что установка снабжена участком объемного трехосного прессования технологических брикетов из кусковых фракций березовой коры, дезинтегратором карбонизированной биомассы, сепаратором для отделения частично торрефицированных частиц шихты.

Пеллеты из отходов деревообрабатывающего производства (гидролизного лигнина) и способ их изготовления // 2671824

Изобретение раскрывает пеллеты из гидролизного лигнина, выполненные в виде топливных гранул, спрессованных из гидролизного лигнина, полученного методом гидролиза древесных отходов растворами серной кислоты, характеризующиеся тем, что перед переработкой гидролизный лигнин обогащается производными отходами гидролизного производства, а перед прессованием проходит тонкую очистку с сортировкой на фракции с последующим удалением минеральных элементов и уменьшением зольности.

Способ изготовления топливных брикетов из древесных отходов // 2667684

Изобретение описывает способ изготовления топливных брикетов из древесных отходов, включающий загрузку древесных отходов, их прессование и сушку, при этом после загрузки древесных отходов дополнительно производят их уплотнение ультразвуком с последующим одновременным прессованием и обработкой древесных отходов высокочастотным электрическим полем.

Высококалорийные топливные брикеты из композиционного материала на основе древесных отходов (варианты) // 2653513

Изобретение раскрывает топливные брикеты из двухкомпонентной смеси древесного происхождения: первый компонент - измельченные древесные отходы деревозаготовительных предприятий и/или предприятий деревопереработки, а второй компонент - древесный уголь, при этом двухкомпонентная смесь представлена в виде гомогенизированного композиционного материала, полученного компаундированием матрицы из измельченных древесных отходов и упрочняющих дисперсных частиц древесного угля, осуществляемым в два этапа: первый этап - при совмещении следующих одновременно протекающих процессов: сушка древесных отходов с исходной естественной влажностью, диспергирование исходного древесного угля и адсорбция матрицей диспергированного древесного угля; а второй этап - в процессе брикетирования композиционного материала, предпочтительно, экструзией, причем совмещение сушки, диспергирования и адсорбции осуществляют в динамичном закольцованном тепловом потоке смеси топочных газов с выделяемыми в процессе сушки парами влаги древесных отходов, при этом содержание древесного угля в исходном сырье поддерживают в пределах 5÷30 мас.

Способ получения топливных брикетов из древесных отходов // 2653362

Изобретение описывает способ получения топливных брикетов из древесных отходов, включающий измельчение, сушку до влажности 12-16%, смешение компонентов смеси, включающей технический гидролизный лигнин, причем подготовку связующей шихты осуществляют путем добавления к техническому гидролизному лигнину 70-80% карбоната натрия 5-10% и дальнейшей механоактивации с последующим добавлением подогретого до 90°C таллового пека 15-20%, полученную шихту в количестве 10-15% смешивают с древесными отходами, измельченными до 1-5 мм в количестве 85-90%, а брикетирование смеси осуществляют при температуре 90±2°C и давлении 45-50 МПа.

Способ автоматизированного управления процессом прессования торфяного топлива // 2652109

Изобретение раскрывает способ автоматизированного управления процессом прессования торфяного топлива, включающий измерение влажности, температуры, расхода сырья и последующее сравнение измеренных данных с значениями, заданными на микроконтроллере, при этом дополнительно включает в себя автоматическое измерение и регулирование давления прессования, скорости движения, а также времени выдержки материала в матричном (прессующем) канале.

Полено длительного горения // 2650676

Изобретение описывает полено длительного горения, представляющее собой монолитное изделие объемом более 0,5 л и весом более 500 г, содержащее парафин, стеарин, воск или их смеси, древесную муку, измельченную солому, бумагу не более чем 1 мм в диаметре или их смеси, древесные пеллеты до 4 мм в диаметре и с влажностью не более 8%, с массовой долей в %: парафин, стеарин, воск 30-40 древесная мука, измельченная солома, бумага 20-60 древесные пеллеты 10-40 Технический результат заявленного изобретения заключается в увеличении длительности горения полена, а также его однозначной идентификации.

Способ получения торрефицированного материала биомассы с использованием горячей жидкости // 2650113

Изобретение раскрывает непрерывный способ получения торрефицированной уплотненной биомассы, включающий стадии:(a) обеспечения подачи уплотненного материала биомассы, (b) погружения уплотненного материала биомассы в горючую жидкость, (c) торрефикации уплотненного материала биомассы в горючей жидкости при температуре или в пределах диапазона температур от примерно 270°C до примерно 320°C в течение периода времени от по меньшей мере 10 минут до примерно 120 минут с образованием торрефицированной уплотненной биомассы, (d) транспортировки торрефицированной уплотненной биомассы из горючей жидкости в ванну с водой и (e) извлечения охлажденной торрефицированной уплотненной биомассы из ванны с водой, при этом торрефицированная уплотненная биомасса, извлеченная на стадии (e), содержит не более чем примерно 20% мас./мас.

Способ производства обогащенного углеродом материала биомассы // 2650109

Изобретение относится к способу производства обогащенного углеродом материала биомассы, к полученному таким способом материалу, а также к его применению. Способ производства обогащенного углеродом материала биомассы включает стадии: (i) обеспечивают лигноцеллюлозный материал в качестве исходного сырья, (ii) подвергают указанное исходное сырье обработке при температурах в диапазоне от 120°С до 320°С в присутствии субстехиометрического количества кислорода при концентрации О2 или эквивалентов О2 в диапазоне 0,15-0,45 моль/кг высушенного лигноцеллюлозного материала при условии, что полное сгорание лигноцеллюлозного материала требует стехиометрического количества кислорода в герметичном реакционном сосуде, (iii) открывают указанный реакционный сосуд, и (iv) выделяют твердый продукт из реакционной смеси.

Способ получения угольных брикетов // 2645218

Изобретение описывает способ получения древесно-угольных топливных брикетов, включающий измельчение, смешивание и прессование с предварительным подогревом смеси до 80-100°С при давлении 170-200 МПа и влажности 10-12%, характеризующийся тем, что при подготовке смеси в уголь добавляют 5-10 мас.% опилок.

Каталитический реактор // 2674950

Изобретение относится к области процессов и аппаратов химической технологии, а именно к каталитическим процессам с неподвижным слоем катализатора в проточных реакторах, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, газоперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Способ получения ячеистого пеноуглерода // 2674201

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при изготовлении сорбентов, катализаторов, композитных материалов. Углеводородное сырьё разлагают в кварцевом реакторе при 850-900°C в присутствии инертного газа.

Регенерация титансодержащего цеолита // 2673798

Изобретение описывает способ регенерации катализатора, содержащего титансодержащий цеолит в качестве каталитически активного материала, причем указанный катализатор использовался в способе получения оксида олефина, который включает: (i) обеспечение смеси, содержащей органический растворитель, олефин, эпоксидирующий агент и, по меньшей мере, частично растворенную калийсодержащую соль; (ii) воздействие на смесь, обеспеченную на стадии (i), в реакторе посредством условий эпоксидирования в присутствии катализатора с получением смеси, содержащей органический растворитель и оксид олефина, и с получением катализатора, содержащего осажденную на нем калиевую соль; причем указанный способ регенерации включает: (a) отделение смеси, полученной на стадии (ii), от катализатора; (b) промывку катализатора, полученного на стадии (а), с помощью жидкой водной системы, которая содержит менее чем 0,1 вес.

Сужающиеся трубчатые каналы для реакторов // 2672752

Изобретение относится к области контакта частиц с текучей средой. Устройство, направляющее текучую среду 116 в радиальный реактор 110, содержит вертикально удлиненный трубчатый канал, продолжающийся вокруг окружности наружной стенки указанного радиального реактора 110, причем расстояние, измеренное от одной стороны указанного вертикально удлиненного трубчатого канала до противоположной стороны указанного удлиненного трубчатого канала вверху указанного удлиненного трубчатого канала, отличается от расстояния, измеренного внизу указанного вертикально удлиненного трубчатого канала, при этом указанный вертикально удлиненный трубчатый канал дополнительно содержит верхний участок со стояком 114, имеющий более широкое сечение, которое по меньшей мере такое же широкое, как и отверстие в указанном стояке.

Реактор для получения алкоксисиланов // 2671732

Изобретение относится к технологии получения кремнийсодержащих соединений и может быть использовано в химической промышленности. Реактор для получения алкоксисиланов содержит рабочую камеру 1, снабженную мелющими телами, электрообогревателем 2, технологическими патрубками 4, 5, установленную на виброприводе 6, при этом рабочая камера 1 и мелющие тела выполнены из меди или медьсодержащего сплава, например латуни.

Насадочный лист для структурированной насадки // 2670899

Изобретение относится к насадочному листу для структурированной насадки. Насадочный лист содержит множество структурных элементов, которые выполнены и расположены таким образом, что они образуют первую тонкую структуру, а между соседними структурными элементами имеется первое расстояние.

Система и способ для производства порошка высокочистого пентоксида ванадия // 2670866

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Пентоксид ванадия промышленного сорта сначала превращают в окситрихлорид ванадия низкотемпературным хлорированием в псевдоожиженном слое.

Центробежный экстрактор с устройством для деэмульгирования // 2670234

Изобретение относится к конструкциям центробежных экстракторов для системы жидкость-жидкость в технологии очистки и разделения эмульсий не смешивающихся жидкостей в урановой и радиохимической промышленности, в процессах гидрометаллургии, в химической, фармацевтической и пищевой промышленности, в технологии разделения эмульсий нефти.

Способ получения алюмоксанов // 2668553

Изобретение относится к способу получения алкилалюмоксанов посредством реакции алкилалюминия с замещенным аллильным спиртом формулы ,где каждая из групп R1 и R2 независимо представляет собой алифатическую или ароматическую углеводородную группу, и R3, R4 и R5 представляют собой атомы водорода, в присутствии инертного органического растворителя.

Каталитические материалы для окисления no // 2667911

Настоящее изобретение относится к каталитическому материалу для окисления NO, содержащему носитель катализатора, содержащий подложку из оксида церия-алюминия с диспергированными на ней платиной и палладием, при этом массовое отношение платины к палладию составляет по меньшей мере 1:1, а количество оксида церия в подложке составляет от 1% до 12% по массе.

Оптический контроль химической реакции // 2675502

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Предложено устройство и способ оптического контроля химической реакции.