[发明专利]一种无预混生物柴油气液喷雾反应工艺及装置

权利要求书

1.一种无预混生物柴油气液喷雾反应工艺，包括如下步骤： 

（1）将质量比为2:1的甲醇与油脂分别通入甲醇-酸性催化剂存储室(28)和油脂存储室(4)，将质量为油脂重量的1%、浓度为98%的浓硫酸加入到甲醇-酸性催化剂存储室(28)与甲醇混合，生成甲醇-浓硫酸混合液；

（2）将甲醇－浓硫酸混合液、油脂分别在甲醇－酸性催化剂存储室(28)和油脂存储室(4)预热到60-70℃；

（3）将甲醇－浓硫酸混合液与油脂分别送入甲醇-浓硫酸雾化喷嘴和油脂雾化喷嘴进行雾化，形成雾化颗粒；

（4）将雾化后的油脂颗粒、甲醇-浓硫酸混合颗粒无预混直接通入喷雾反应室(1)混合，形成油脂-甲醇-浓硫酸混合颗粒后让其反应，混合后的油脂-甲醇-浓硫酸混合颗粒反应之后在喷雾反应室(1)釜底沉降，并保持喷雾反应室(1)的温度恒定在120-140℃；

（5）当喷雾反应室(1内的液位高度距离喷嘴安装高度8cm -12cm时，喷雾反应室(1)出口阀打开将反应后的液体排放到产品静置室(18)；

（6）将含有脂肪酸甲脂、甘油、甲醇-浓硫酸及水的混合液，在产品静置室(18)内静置分层，形成上层为甲醇-浓硫酸混合液，中层为粗制生物柴油，下层为油脂-甘油-水的混合液；

（7）利用漂浮吸液器(21)将上层甲醇-浓硫酸混合液回收进行循环反应，将下层的未反应的油脂回收到油脂存储罐(4)中再次进行循环反应；

（8）当循环反应时间约3-5h，即循环反应的生物柴油的转化率达到90%以上时，关闭油脂和甲醇-浓硫酸进料阀，产品在产品静置室中静置30～60min，分层后将下层的甘油、水的混合液从产品静置室(18)底部出口排出，余下的即为生物柴油。

2.根据权利要求1所述的一种无预混生物柴油气液喷雾反应工艺,其特征在于：所述步骤（3）的雾化，是利用雾化喷嘴实现使油脂、甲醇-浓硫酸混合液流中大颗粒的液滴雾化成直径为5～10μm的液体颗粒,以增大油脂、甲醇-浓硫酸液体的接触表面积。

3.根据权利要求1所述的一种无预混生物柴油气液喷雾反应工艺,其特征在于：所述步骤（4）的无预混，是指无需预先混合后再进入喷雾反应室(1)，而是直接将油脂和甲醇-浓硫酸混合液体同时喷射入喷雾反应室(1)。

4.一种实现权利要求1至3任一项所述的工艺的无预混生物柴油气液喷雾反应工艺装置，其特征在于，包括：顶部设有排气口(31)的喷雾反应室（1）、油脂存储室（4）、产品静置室（18）、甲醇-浓硫酸混合液存储室（28）、漂浮吸液器（21）、油脂雾化喷嘴（2）、甲醇-浓硫酸雾化喷嘴（30），所述甲醇-浓硫酸混合液存储室（28）与喷雾反应室（1）之间连接有一端伸入喷雾反应室（1）内的甲醇-浓硫酸进料通道(24)，所述油脂存储室（4）与喷雾反应室（1）之间连接有一端伸入喷雾反应室（1）内的油脂进料通道(6)，所述油脂进料通道(6)上依次串接有第一压力泵(7)、第一双向控制阀(8)，所述甲醇-浓硫酸进料通道(24)上依次串接有第四压力泵(26)、第六双向控制阀(29)，所述油脂雾化喷嘴（2）设置在油脂进料通道(6)伸入喷雾反应室（1）内的一端，所述甲醇-浓硫酸雾化喷嘴（30）设置在甲醇-浓硫酸进料通道(24)伸入喷雾反应室（1）内的一端，所述喷雾反应室（1）的底部通过管路依次连接第二双向控制阀(9)、除水装置(10)和产品静置室（18）一侧的静置室入口(14)，所述漂浮吸液器（21）设置在产品静置室（18）内，且通过甲醇-浓硫酸回收通道(22)依次连接第三压力泵和甲醇-浓硫酸混合液存储室（28），所述产品静置室（18）侧面还设置有连接第五双向控制阀(20)的第二产品出口(19)，所述油脂存储室（4）还通过油脂回收通道(11)依次连接第二压力泵(12)、第三双向控制阀(13)和位于产品静置室（18）底部的循环油脂出口(15)，所述产品静置室（18）的底部还设置有连接第四双向控制阀(16)的第一产品出口(17)。

5.根据权利要求4所述的无预混生物柴油气液喷雾反应工艺装置，其特征在于：所述甲醇-浓硫酸混合液存储室（28）底部设置有第二加热器(27)，所述油脂存储室（4）的底部设设置有第一加热器(5 )。

6.根据权利要求5所述的无预混生物柴油气液喷雾反应工艺装置，其特征在于：所述喷雾反应室（1）外表面设置有夹套层，所述夹套层上部设置有用于注入蒸汽的蒸汽进口(3)，所述夹套层底部设置有冷凝水出口(23)。