УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

Техническое решение относится к области производства моторных топлив, а именно - области производства дизельного топлива из продуктов переработки растительного сырья, и может быть использовано при производстве биодизельного топлива из растительных масел.
Известно (RU, патент 82579, опубл. 10.05.2009) устройство для получения биодизельного топлива и глицерина, содержащее емкости для исходных компонентов, соединенные через запорную арматуру с насосами-дозаторами, которые подсоединены к гидродинамическому смесителю, выполненному с возможностью предварительного смешивания исходных компонентов до состояния биодизельной смеси, насос-кавитатор, соединенный с гидродинамическим смесителем, и накопительные емкости для биодизельного топлива и глицерина. Кроме того, оно снабжено буферным устройством, подключенным к выходу насоса-кавитатора и выполненным в виде изогнутого канала для перемещения биодизельной смеси, и центробежным очистителем, выполненным с возможностью разделения биодизельной смеси на биодизельного топливо и глицерин в центробежном поле с их отводом в накопительные емкости, при этом вход центробежного очистителя подключен к выходу канала буферного устройства, а выходы - к емкостям для накопления биодизельного топлива и глицерина.
Известное устройство имеет достаточно сложную конструкцию, при этом получаемое биодизельное топливо не соответствует требованиям, предъявляемым к дизельному топливу, полученному из нефти.
Известен также (RU, патент 116789, опубл. 10.06.2012) аппарат вихревого слоя, содержащий корпус, кольцеобразную периферийную полость, штуцеры для подвода и отвода растительного масла, охлаждающего индуктор с индукционными обмотками и помещенной в него реакционной камерой с корпусом из немагнитного материала с помещенной в него сменной вставкой и крышками, штуцеры для подвода обрабатываемой среды и отбора целевого компонента, теплообменник и статический смеситель для смешения растительного масла и метанола. При этом в реакционной камере использовано предварительно нагретое в кольцеобразной периферийной полости растительное масло, а реакционная камера разделена на зоны путем установки сменной вставки, заполненной ферромагнитными частицами и катализатором.
Известное устройство имеет достаточно сложную конструкцию, при этом получаемое биодизельное топливо не соответствует требованиям, предъявляемым к дизельному топливу, полученному из нефти.
Наиболее близким аналогом разработанного устройства можно признать (RU, патент 139141, опубл. 10.04.2014) установку для приготовления биодизельного топлива в СВЧ-поле. Известная установка состоит 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.
Недостатком известной установки следует признать ее сложность, малую производительность и неполное соответствие получаемого продукта требованиям, предъявляемым к дизельному топливу, полученному из нефти.
Техническая задача, решаемая посредством разработанной конструкции, состоит в обеспечении возможности промышленного производства биодизельного топлива, соответствующего требованиям, предъявляемым к соответствующему продукту перегонки нефти.
Технический результат, достигаемый при реализации разработанной установки, состоит в упрощении ее конструкции, повышение производительности и качества получаемого биодизельного топлива.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать установку для получения биодизельного топлива разработанной конструкции. Установка разработанной конструкции содержит магнетрон с блоком питания магнетрона, рабочую емкость, сообщенную с выходом магнетроном посредством волновода, насос, вход и выход которого соединены с рабочей емкостью, и термодатчик, причем рабочая емкость представляет собой резонатор, магнетрон расположен над резонатором, при этом выход магнетрона через волновод входит в резонатор, термодатчик размещен в резонаторе ниже уровня реакционной смеси и подключен к измерительному прибору, а резонатор выполнен с возможностью изменения его объема.
Сравнительный анализ конструкции установки, использованной в качестве ближайшего аналога, и разработанной конструкции, показал несомненное упрощение разработанной конструкции. Упрощение конструкции привело к более оптимальным условиям переработки реакционной смеси с получением биодизельного топлива практически полностью соответствующего качестве дизельного топлива, полученного путем фракционной разгонки нефти. Увеличилась также практически на треть производительность установки при равных характеристиках магнетрона и равных объемах рабочей емкости.
В некоторых вариантах реализации установки измерительный прибор может быть выполнен с возможностью измерения плотности электромагнитного потока.
Резонатор (рабочую емкость) выполняют с возможностью изменения его объема за счет перемещения верхней крышки, в которую входит волновод. Это позволяет путем подбора оптимального объема рабочей камеры оптимизировать в зависимости от состава исходной сырьевой смеси технологический процесс. Оптимизация происходит за счет того, что при изменении размеров резонатора появляется возможность создания для данной смеси условий оптимального энергетического разрыва химических связей в триглицеридах. Молекулы триглицеридов входят в состояние квазирезонанса с волной СВЧ, что облегчает разрыв связей в молекуле триглицеридов.
В некоторых вариантах реализации волновод может быть установлен с воможностью перемещения в вертикальной плоскости между магнетроном и резонатором. Это также позволяет оптимизировать в зависимости от состава исходной сырьевой смеси технологический процесс.
Предпочтительно резонатор может быть выполнен термостатированным.
В некоторых вариантах реализации установки в месте подключения подающего трубопровода от насоса в резонатор установлен диффузор.
Конструкция разработанной установки приведена на рисунке, при этом использованы следующие обозначения: магнетрон 1, блок 2 питания магнетрона 1, волновод 3, резонатор 4, термодатчик 5, измерительный прибор 6, насос 7.
Установка работает следующим образом.
Реакционную смесь (предпочтительно, растительное масло, спирт и катализатор, в качестве которого используют щелочь) помещают в резонатор 4. Включают насос 7 и проводят перекачивание реакционной смеси по замкнутому контуру. Включают магнетрон 1. Генерируемое электромагнитное излучение разогревает перемещаемую по замкнутому контуру до температуры 85°C. Контроль температуры, а также прохождение реакции осуществляют с использованием термодатчика 5 и измерительного блока 6. При указанных условиях активно проходит реакции этерификации реакционной смеси с получением в качестве конечного продукта биодизельного топлива.