一种超声波乙醇－水体系的生物质生物油制取系统及方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及生物质生物油制取领域，尤其涉及一种超声波乙醇一水体系的生物质生物油制取系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着快速发展，人类对石油的需求日益加剧，石油的供需关系制约着全世界的经济发展。目前，全球石油资源=日益减少，逐渐枯竭。因而，大力发展可再生清洁燃料至关重要，也是必然的趋势。生物油是未来值得大力推广到可再生能源之一，生物油有望取代天然气、汽柴油等化石燃料成为未来主要的交通燃料，具有广阔的应用前景。地球生物每年通过光合作用生产的生物质总量达到1440?1800亿吨(干重)，其能量是全球能源消耗总量的10?20倍。而我国生物质资源丰富，从长远角度看，生物质是我国生物油的理想原料。
[0003]液化制取生物质生物油是先将生物质分解成小分子，然后重聚成油性化合物。在液化过程，作为供氢溶剂的溶液，通过传递氢自由基，达到降低液化产物的含氧量的目的，同时还起到稳定中间产物的作用，防止液化中间产物聚合成大分子化合物(如残渣、沥青质等)，目前常用的供氢溶剂为醇-水混合溶剂;另一方面，生物质原料无需干燥就可以进行液化处理。同时设置反应在亚-超临界溶液的条件下可得到热值更高的生物油。
[0004]为了提高生物质生物油产量，目前大多数技术方法都会在前期对生物质进行破壁以及在反应过程中进行搅拌均一化，其主要手段是机械粉碎和磁力搅拌。这种方法大多用于实验室研究，不利于工业生产。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种超声波乙醇一水体系的生物质生物油制取系统及方法。在超声波高压反应罐中，以乙醇/水混合溶剂为介质，利用超声波对生物质细胞壁的破坏作用，提高生物质油脂提取率，本发明处理量大，可实现工业化生产。
[0006]本发明通过下述技术方案实现:
[0007]—种超声波乙醇一水体系的生物质生物油制取系统，包括超声波高压反应罐8、离心分离机22、固体燃料回收仓23、第一蒸馏装置25、第二蒸馏装置34、第一离心萃取机28、第二离心萃取机29、第三离心萃取机30、第四离心萃取剂31、第一输送栗21、第二输送栗27、无水乙醇储存罐7、萃取剂储存罐35、无水乙醇回收罐24、萃取剂回收罐33、储料罐6、储油罐36、气体储存罐2、气体回收罐1、第一废液回收罐26、第二废液回收罐32 ；
[0008]所述超声波高压反应罐8上设置有高压反应罐物料入口9、高压反应罐醇/水入口11、超声波反应器与超声波换能器18、高压反应罐料液出口 19、高压反应罐料液出口阀门20、高压反应罐溢流口 13、高压反应罐进气口 14、高压反应罐排气口 15;
[0009]所述离心分离机22上设置有离心分离机入口 37、离心分离机液体出口 39、离心分呙机固体出口 38;
[0010]所述第一蒸馏装置25设置有第一蒸馏装置入口40、第一蒸馏装置有机溶液出口42、第一蒸馏装置水-生物油出口 41;
[0011]所述第一离心萃取机28、第二离心萃取机29、第三离心萃取机30和第四离心萃取剂31分别设置有:萃取母液入口47、48、49、50，以及有机溶液入口55、56、57、58，以及萃残液出口43、44、45、46，还设有萃取剂相生物油出口51、52、53、54;
[0012]所述第二蒸馏装置34设置有第二蒸馏装置入口59、第二蒸馏装置有机溶液出口60，第二蒸馏装置生物油出口 61;
[0013]所述气体储存罐2通过闸阀二5连接高压反应罐进气口 14，所述高压反应罐排气口15通过闸阀一 3依次连接压缩栗4、气体回收罐I;储料罐6与高压反应罐物料入口 9连接;无水乙醇储存罐7与高压反应罐醇/水入口 11连接；
[0014]所述高压反应罐料液出口19依次与第一输送栗21、离心分离机22、第一蒸馏装置入口 40相连；
[0015]所述离心分离机22的离心分离机固体出口38与固体燃料回收仓23连接;所述第一蒸馏装置25的第一蒸馏装置水-生物油出口 41与第二输送栗27连接，之后分两路分别与第一离心萃取机28和第二离心萃取机29连接；
[0016]所述第一离心萃取机28与第三离心萃取机30连接，所述第二离心萃取机29与第四离心萃取机31连接;第四离心萃取机有机溶液入口 58和第三离心萃取机有机溶液入口 57分别与萃取剂储存罐35连接；
[0017]第三离心萃取机萃取剂相生物油出口53和第四离心萃取机萃取剂物油出口 54并联后，依次连接第二蒸馏装置入口 59、储油罐36;第一蒸馏装置有机溶液出口 42与无水乙醇回收罐24连接，第二蒸馏装置有机溶液出口 60与萃取剂回收罐33连接。
[0018]所述超声波高压反应罐8还包括压力表10、热电偶17、搅拌装置16、操作面板12;所述压力表10、操作面板12设置于超声波高压反应罐8顶壁上部，所述热电偶17、搅拌装置16设置于超声波高压反应罐8内部，所述搅拌装置16桨叶为同轴两层长方形平板，呈90°分布，搅拌装置16可阶段性顺时针逆时针转动，所述热电偶17由超声波高压反应罐8的顶壁伸入超声波高压反应罐8内部。
[0019]高压反应罐物料入口9与高压反应罐醇/水入口 11分别设置在超声波高压反应罐8罐顶壁上部的两侧，构成该反应区域的入口 ；高压反应罐料液出口 19设置于超声波高压反应罐8下端底部，构成该反应区域的出口 ；高压反应罐进气口 14、高压反应罐排气口 15设置在超声波高压反应罐8的侧壁，且高压反应罐排气口 15布置位置高于高压反应罐进气口 14。
[0020]所述第一离心萃取机28萃残液出口43连接第一废液回收罐26。
[0021]所述第二离心萃取机29的萃残液出口44连接第二废液回收罐32。
[0022]制取生物质生物油的方法如下:
[0023]打开高压反应罐物料入口9加入未经干燥研磨的原始生物质，打开高压反应罐醇/水入口 11加入醇/水溶液，根据具体工艺条件和生物质处理量设置超声波高压反应罐8的加热温度，打开闸阀一3，同时打开闸阀二5并启动压缩栗4连通超声波高压反应罐8与气体回收罐I，当超声波高压反应罐8内部压力达到额定值后关闭闸阀一3、闸阀二5和压缩栗4，运行超声波高压反应罐8，超声波高压反应罐8工作完毕后打开高压反应罐料液出口阀门20，启动第一输送栗21将固液混合物送入离心分离机22，离心分离完毕后关停离心分离机22，固体燃料由离心分离机固体出口 28排至固体燃料回收室23，液体由离心分离机液体出口 39排出送入第一蒸馏装置入口 40，蒸馏完毕后有机溶液由第一蒸馏装置有机溶液出口 42排入无水乙醇回收罐24，水-生物油由第一蒸馏装置水-生物油出口41排出，打开第二输送栗27，分两路将混合溶液送入第一离心萃取器萃取母液入口 47、第二离心萃取器萃取母液入口48，萃取剂溶液由萃取剂储存罐35排出经第三离心萃取器有机溶液入口 57、第四离心萃取器有机溶液入口 58分别送入第三离心萃取器30、第四离心萃取器31，萃残液由第一离心萃取器萃残液出口 43、第二离心萃取器萃残液出口 44分别送入第一废液回收罐24、第二废液回收罐32，萃取剂相生物油由第三离心萃取器萃取剂相生物油出口 53、第四离心萃取器萃取剂相生物油出口 54经第二蒸馏装置入口 59送入第二蒸馏装置34，蒸馏完毕后有机溶液由第二蒸馏装置有机溶液出口 60送入萃取剂