专利摘要

本发明公开了一种生物柴油残渣处理装置，其包括裂解罐、加热夹套及设在裂解罐内的可旋转刮涂机构，所述刮涂机构能够接收生物质沥青原料，并将其均匀的刮涂在加热壁上，形成薄层，该生物质沥青原料薄层在加热壁上受热裂解生产高级脂肪酸及高级脂肪酸酯裂解气，所述裂解气被真空装置从裂解罐顶部抽出部冷凝成液体以便做进一步处理转化成生物柴油，裂解残余物为炭化层，其被设在刮涂机构前端的弧形刮板从加热壁上铲下，然后从裂解罐底部排出，经活化等常规处理后即可转化成优质活性炭材料。

权利要求

1.一种生物柴油残渣处理装置，包括裂解罐（1），所述裂解罐（1）上设有进料管（2），裂解气出口（4）和炭化颗粒出口（5）；所述裂解罐（1）的外部设有加热夹套（3），所述加热夹套（3）位于裂解罐（1）的侧壁的中下部，使裂解罐（1）对应于所述加热夹套（3）的中下部内壁成为加热裂解生物质沥青的加热壁（9），所述裂解气出口（4）依次连接冷凝器（6）和凝液缓存罐（7），所述凝液缓存罐（7）连接真空泵及酯化釜（8），其特征在于：裂解罐（1）内设有刮涂机构（10）；所述刮涂机构（10）包括中轴（11），与中轴（11）驱动连接的动力装置（12），所述中轴（11）的下部固定有若干横向延伸的旋转臂（13），所述旋转臂（13）的外侧连接刮涂筒（14），来自进料管（2）的生物质沥青原料被引入所述刮涂筒（14）内，所述刮涂筒（14）贴近加热壁（9）设置，且其靠近加热壁（9）的一侧设置有狭缝状开口（15）；所述刮涂筒（14）沿旋转方向的前侧设有紧贴加热壁（9）的弧形刮板（16）；所述刮涂筒（14）的顶部设有与其内腔连通的分料管（17）；所述中轴（11）设置为具有连通分料管（17）的中空腔结构，并将所述进料管（2）与所述中轴（11）的中空腔转动密封连接，形成自进料管（2）至中轴（11）至分料管（17）至刮涂筒（14）的生物质沥青进料路线，原料生物质沥青采用进料泵加压进料，使得生物质沥青从进料至涂布的整个过程都处于加压强制流动状态。

2.如权利要求1所述的一种生物柴油残渣处理装置，其特征在于：所述刮涂筒（14）为圆柱形，其下部底面具有完整的圆形封底，所述刮涂筒（14）侧壁的上下端恰好抵靠加热壁（9），所述狭缝状开口（15）为正对加热壁（9）的矩形开口，所述矩形开口到加热壁（9）具有1-10mm的间距。

3.如权利要求1所述的一种生物柴油残渣处理装置，其特征在于：所述刮涂筒（14）为圆柱形，其下部底面具有完整的圆形封底，所述刮涂筒（14）沿竖直方向的整个侧壁都恰好抵靠加热壁（9），所述狭缝状开口（15）竖直开设在在刮涂筒（14）与所述加热壁（9）最近点的沿运动方向的后方侧壁上，所述狭缝状开口（15）到加热壁（9）的最大距离为1-10mm。

4.如权利要求2或3所述的一种生物柴油残渣处理装置，其特征在于：所述狭缝状开口（15）沿运动方向后方的长边上固定设置有弹性刮板（19），所述弹性刮板（19）被设置为具有向加热壁（9）方向挤压生物质沥青的趋势。

5.如权利要求4所述的一种生物柴油残渣处理装置，其特征在于：具有三个相互成120度角间隔布置的刮涂筒（14）。

6.如权利要求1所述的一种生物柴油残渣处理装置，其特征在于：进料管（2）上设置预热器。

7.如权利要求1所述的一种生物柴油残渣处理装置，其特征在于：分料管（17）内部设置输料绞龙。

8.如权利要求1所述的一种生物柴油残渣处理装置，其特征在于：裂解罐（1）内的绝对压力为10-60k Pa；加热壁（9）的温度为310-460℃。

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物柴油残渣处理装置。具体涉及一种对生物柴油制备过程中产生的生物质沥青残渣进行深度处理以制备生物柴油裂解产物及活性炭的装置。

背景技术

生物柴油作为一种可再生的化石燃料替代品具有广泛的应用前景。其具有可生物降解，无毒，环境友好，润滑性佳；且相比于其他化石燃料替代品，如甲醇、乙醇等具有更高的单位热值和闪点，储存、使用、运输都更为安全。因而在生物燃料替代品中，生物柴油所获得的关注更多，技术的先进性和成熟度均更高。

生物柴油制备的过程通过物理或化学的手段将脂肪酸甘油酯转化为脂肪酸甲酯及甘油。所述的脂肪酸甘油酯来源于动植物油脂，因而可以实现再生循环。然而现实中，动植物油脂的价格往往高于化石原料价格。因而从经济角度而言，使用纯的动植物油脂制备生物柴油以替代化石柴油的方式难以广泛开展。基于这种背景，实际生产中，用于制备生物柴油的原料通常来自于废弃动植物油脂，如餐厨废弃油、榨油废料、废弃脂肪等。这类回收的废弃原料通常具有较高的羧酸值，且包含较多的杂质，使得在制备生物柴油的过程中会产生一定量的残渣（即生物质沥青）。目前对于这类生物柴油残渣的处理方式主要是用作重质燃料、沥青涂料等低附加值产品。但是这样的处理和利用方式不能充分发挥生物质沥青的价值。

有学者提出以生物质沥青为原料经高温裂解制备活性炭和轻质生物柴油，该工艺一方面可以增加生物柴油的收率，另一方面可增加生物质沥青深度处理产品的附加值，因而具有较高的经济可行性。但生物质沥青的粘稠特性，使其难以被均匀的加热炭化，且炭化过程产生的炭颗粒固体混杂在粘稠的生物质沥青中难以分离，以至于逐渐富集，而这将导致生物质沥青的粘稠度进一步增加直至板结固化在炭化设备中，迫使生产中断。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种生物柴油残渣处理装置，其可以实现对生物质沥青的均匀加热裂解，并能有效的隔离炭化固体颗粒和液态的生物质沥青，避免两者掺混导致物料板结。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生物柴油残渣处理装置，包括裂解罐1，所述裂解罐1的侧壁上部设有生物质沥青进料管2，侧壁中下部设有加热夹套3，顶部设有裂解气出口4，底部设有炭化颗粒出口5；所述裂解气出口4通过管道连接冷凝器6，被冷却后的液体通入凝液缓存罐7中，所述凝液缓存罐7上开设至少三个开口，并分别连接所述冷凝器6，真空泵及酯化釜8。

所述加热夹套3内可采用熔盐、导热油、电磁加热等本领域常规的中高温加热手段，从而使裂解罐1对应于所述加热夹套3的中下部内壁成为能够加热裂解生物质沥青的加热壁9。

为使得生物质沥青在裂解罐1内被均匀的加热，本发明在裂解罐1内设置刮涂机构10，所述刮涂机构10可以实现向裂解罐1的加热壁9上涂布液态生物质沥青，并将裂解后的炭化层从加热壁9上刮除。

优选所述裂解罐1具有圆柱状侧壁，所述刮涂机构10可旋转的设置在所述裂解罐1内。具体的所述刮涂机构10包括与所述裂解罐1同轴设置的中轴11，架设在所述裂解罐1的上方，用于驱动中轴11旋转的动力装置12，所述中轴11的下部固定有若干横向延伸的旋转臂13，所述旋转臂13的外侧连接刮涂筒14，使得所述刮涂筒14可在中轴11的驱动下围绕所述裂解罐1的圆柱状侧壁旋转。所述刮涂筒14被设置为贴近加热壁9，且其靠近加热壁9的一侧设置有狭缝状开口15用于排出生物质沥青，并使所述生物质沥青被涂布到加热壁9上；所述刮涂筒14沿旋转方向的前侧设置有与加热壁9相配合的弧形刮板16，所述弧形刮板16被设置为紧贴所述加热壁9，使得当其随刮涂筒9旋转推进时，可将位于其运动方向前方加热壁9上已被裂解炭化的炭化层从加热壁9上铲下。

优选所述刮涂筒14的顶部设有与其内腔连通的分料管17，该分料管17的另一端向中轴11处倾斜，在所述中轴11上高于所述刮涂筒14上端一定距离的位置设有一受料盘18，所述受料盘18接收来自进料管2的生物质沥青原料，且其底部与所述分料管17连通，从而实现向刮涂筒14的进料。

优选所述刮涂筒14为圆柱形，其下部底面具有完整的圆形封底，以防止生物质沥青从底部漏料。所述狭缝状开口15可具有如下特征：刮涂筒14侧壁的上下端恰好抵靠加热壁9，中部开设正对加热壁9的矩形开口，所述矩形开口到加热壁9具有1-10mm的间距；或者刮涂筒14的沿竖直方向的整个侧壁都恰好抵靠加热壁9，而在刮涂筒14与所述加热壁9最近点的沿运动方向的后方侧壁上，竖直开设有矩形开口，该矩形开口到加热壁9的最大距离为1-10mm。

优选所述狭缝状开口15沿运动方向后方的长边上固定设置有弹性刮板19，所述弹性刮板19被设置为具有向加热壁9方向挤压生物质沥青的趋势，从而使得生物质沥青能够在加热壁9上形成厚度均匀的涂层。

所述刮涂筒14可以设置单个或多个，当采用单个刮涂筒14时，应当根据加热壁9的截面周长及生物质沥青的进料速度调整中轴11的转速，以使得当刮涂筒14前端的弧形刮板16推进到加热壁9的某一位置时，被涂覆在该处的生物质沥青原料应当恰好完成裂解炭化而形成固体炭化层。当采用多个刮涂筒14时，各刮涂筒14应当具有相等的间距，且此时，应当考虑相邻刮涂筒14之间的加热壁9的横截面弧长及生物质沥青的进料速度调整中轴11的转速。

优选的，可采用相互成120度夹角间隔布置的3个刮涂筒14，每个刮涂筒14均通过其狭缝状开口15向加热壁9涂布液态生物质沥青原料，同时通过其前侧的弧形刮板16将裂解炭化后的炭化层从加热壁9上铲下。

考虑到生物质沥青的高粘性，本发明还提供如下手段以改善原料流动状态：在生物质沥青进料管2上设置预热器对生物质沥青原料进行预热；或者在所述分料管17内部设置输料绞龙；或者将所述中轴11设置为具有连通分料管17的中空腔结构，并将所述生物质沥青进料管2与所述中轴11的中空腔转动密封连接，形成自进料管2至中轴11至分料管17至刮涂筒14的生物质沥青进料路线，原料生物质沥青则采用进料泵加压进料，使得生物质沥青从进料至涂布的整个过程都处于加压强制流动状态，进而强化粘性原料的流动效果。当然，上述三种手段相互之间也可以组合使用，以收取更好的效果。

所述裂解罐1内应当形成10-60KPa（绝压）的真空环境以利于裂解产物的气化，所述加热夹套3应当能够将加热壁9加热到至少310-460℃，以提供生物质沥青裂解炭化所需的温度。

被从加热壁9上铲下的炭化层聚集到裂解罐1的底部，随后被从炭化颗粒出口5处持续采出，并保持裂解罐1内的真空度。该手段在现有技术中有公知的实现方式（如双阀系统或变径螺杆输料器等），此处不再赘述。自炭化颗粒出口5处采出的炭化层颗粒送至活化炉等后处理装置中进一步处理，然后可以转化为优质的活性炭产品。

相比于现有技术至少具备如下优点：将高粘性生物质沥青原料采用涂布的方式形成薄层，增大其受热面积及受热均匀性，进而大大提高了其裂解炭化的效率；设置与进料管连接的刮涂机构，实现涂布与炭化层铲除的同步，进而实现裂解炭化过程的连续化进行，同时，所述刮涂机构能有效的将液态生物质沥青原料与固态炭化层分隔开，避免两者混杂在一起导致粘度升高。生物质沥青裂解气经冷凝后被送至酯化釜与甲醇进一步酯化反应，将裂解气中所含的大量脂肪酸酯化形成为生物柴油，从而提高生物柴油的整体收率。

附图说明

图1为本发明生物柴油残渣处理装置的整体示意图；

图2为本发明裂解罐的主体透视示意图；

图3为本发明裂解罐内部构件的组装示意图；

图4为图3中区域A的局部放大示意图；

图5为在刮涂筒后侧开设狭缝状开口的整体截面图；

图6为图5张区域B的局部放大示意图；

图7为在刮涂筒正对加热壁处开设狭缝状开口的整体截面图；

图8为图7中区域C的局部放大示意图；

图9为图7张刮涂筒的侧面示意图。

图中：1裂解罐，2进料管，3加热夹套，4裂解气出口，5炭化颗粒出口，6冷凝器，7凝液缓存罐，8酯化釜，9加热壁，10刮涂机构，11中轴，12动力装置，13旋转臂，14刮涂筒，15狭缝状开口，16弧线刮板，17分料管，18受料盘，19弹性刮板。

具体实施方式

一种生物柴油残渣处理装置，包括裂解罐1，所述裂解罐1的侧壁上部设有生物质沥青进料管2，侧壁中下部设有加热夹套3，顶部设有裂解气出口4，底部设有炭化颗粒出口5；所述裂解气出口4通过管道连接冷凝器6，被冷却后的液体通入凝液缓存罐7中，所述凝液缓存罐7上开设至少三个开口，并分别连接所述冷凝器6，真空泵及酯化釜8。

所述加热夹套3内可采用熔盐、导热油、电磁加热等本领域常规的中高温加热手段，从而使裂解罐1对应于所述加热夹套3的中下部内壁成为能够加热裂解生物质沥青的加热壁9。

为使得生物质沥青在裂解罐1内被均匀的加热，本发明在裂解罐1内设置刮涂机构10，所述刮涂机构10可以实现向裂解罐1的加热壁9上涂布液态生物质沥青，并将裂解后的炭化层从加热壁9上刮除。

优选所述裂解罐1具有圆柱状侧壁，所述刮涂机构10可旋转的设置在所述裂解罐1内。具体的所述刮涂机构10包括与所述裂解罐1同轴设置的中轴11，架设在所述裂解罐1的上方，用于驱动中轴11旋转的动力装置12，所述中轴11的下部固定有若干横向延伸的旋转臂13，所述旋转臂13的外侧连接刮涂筒14，使得所述刮涂筒14可在中轴11的驱动下围绕所述裂解罐1的圆柱状侧壁旋转。所述刮涂筒14被设置为贴近加热壁9，且其靠近加热壁9的一侧设置有狭缝状开口15用于排出生物质沥青，并使所述生物质沥青被涂布到加热壁9上；所述刮涂筒14沿旋转方向的前侧设置有与加热壁9相配合的弧形刮板16，所述弧形刮板16被设置为紧贴所述加热壁9，使得当其随刮涂筒9旋转推进时，可将位于其运动方向前方加热壁9上已被裂解炭化的炭化层从加热壁9上铲下。

优选所述刮涂筒14的顶部设有与其内腔连通的分料管17，该分料管17的另一端向中轴11处倾斜，在所述中轴11上高于所述刮涂筒14上端一定距离的位置设有一受料盘18，所述受料盘18接收来自进料管2的生物质沥青原料，且其底部与所述分料管17连通，从而实现向刮涂筒14的进料。

优选所述刮涂筒14为圆柱形，其下部底面具有完整的圆形封底，以防止生物质沥青从底部漏料。所述狭缝状开口15可具有如下特征：刮涂筒14侧壁的上下端恰好抵靠加热壁9，中部开设正对加热壁9的矩形开口，所述矩形开口到加热壁9具有1-10mm的间距；或者刮涂筒14的沿竖直方向的整个侧壁都恰好抵靠加热壁9，而在刮涂筒14与所述加热壁9最近点的沿运动方向的后方侧壁上，竖直开设有矩形开口，该矩形开口到加热壁9的最大距离为1-10mm。

优选所述狭缝状开口15沿运动方向后方的长边上固定设置有弹性刮板19，所述弹性刮板19被设置为具有向加热壁9方向挤压生物质沥青的趋势，从而使得生物质沥青能够在加热壁9上形成厚度均匀的涂层。

所述刮涂筒14可以设置单个或多个，当采用单个刮涂筒14时，应当根据加热壁9的截面周长及生物质沥青的进料速度调整中轴11的转速，以使得当刮涂筒14前端的弧形刮板16推进到加热壁9的某一位置时，被涂覆在该处的生物质沥青原料应当恰好完成裂解炭化而形成固体炭化层。当采用多个刮涂筒14时，各刮涂筒14应当具有相等的间距，且此时，应当考虑相邻刮涂筒14之间的加热壁9的横截面弧长及生物质沥青的进料速度调整中轴11的转速。

优选的，可采用相互成120度夹角间隔布置的3个刮涂筒14，每个刮涂筒14均通过其狭缝状开口15向加热壁9涂布液态生物质沥青原料，同时通过其前侧的弧形刮板16将裂解炭化后的炭化层从加热壁9上铲下。

考虑到生物质沥青的高粘性，本发明还提供如下手段以改善原料流动状态：在生物质沥青进料管2上设置预热器对生物质沥青原料进行预热；或者在所述分料管17内部设置输料绞龙；或者将所述中轴11设置为具有连通分料管17的中空腔结构，并将所述生物质沥青进料管2与所述中轴11的中空腔转动密封连接，形成自进料管2至中轴11至分料管17至刮涂筒14的生物质沥青进料路线，原料生物质沥青则采用进料泵加压进料，使得生物质沥青从进料至涂布的整个过程都处于加压强制流动状态，进而强化粘性原料的流动效果。当然，上述三种手段相互之间也可以组合使用，以收取更好的效果。

所述裂解罐1内应当形成10-60KPa（绝压）的真空环境以利于裂解产物的气化，所述加热夹套3应当能够将加热壁9加热到至少310-460℃，以提供生物质沥青裂解炭化所需的温度。被从加热壁9上铲下的炭化层聚集到裂解罐1的底部，随后被从炭化颗粒出口5处持续采出，并保持裂解罐1内的真空度。

一种生物柴油残渣处理装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。