專(zhuān)利名稱(chēng)：生質(zhì)柴油的甘油電分離設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種生質(zhì)柴油的甘油電分離設(shè)備，尤其涉及一種可加速甘油分離
的電分離設(shè)備。
背景技術(shù)：
由于石油資源逐漸枯竭，迫使各界積極開(kāi)發(fā)取代能源以資供應(yīng)。在眾多替代能源 中，生質(zhì)柴油備受矚目，盡管生質(zhì)柴油一般不是直接作為燃料使用，而是與普通柴油混合使 用，但生質(zhì)柴油具有極佳的優(yōu)勢(shì)，即符合環(huán)保概念，生質(zhì)柴油與柴油混合后可降低引擎廢氣 排放，且生質(zhì)柴油幾乎不含硫化物，排放的廢氣亦當(dāng)然不含硫化物。因此各界對(duì)于生質(zhì)柴油 的開(kāi)發(fā)仍寄予厚望。 又生質(zhì)柴油最普遍的制備方法是通過(guò)酯交換反應(yīng)來(lái)產(chǎn)生，由植物油和脂肪中占主 要成分的甘油三酯與甲醇配合氫氧化鈉(NaOH)作為催化劑進(jìn)行反應(yīng)，所得的反應(yīng)溶液含 有生質(zhì)柴油與甘油，為取得生質(zhì)柴油，故必須將甘油自反應(yīng)溶液中分離出來(lái)，由于甘油的比 重大于生質(zhì)柴油，若將反應(yīng)溶液靜置，所含的甘油將自然的向下沉淀，但此種自然沉淀的方 法所需時(shí)間甚長(zhǎng)，十分不符合經(jīng)濟(jì)效益，且其分離的狀況亦不徹底。 另一種以往運(yùn)用在食用油或動(dòng)植物油分離的離心式分選設(shè)備，目前亦被引進(jìn)生質(zhì) 柴油產(chǎn)業(yè)，作為分離甘油之用，其采用機(jī)械式的離心分選設(shè)備，利用生質(zhì)柴油比重輕，而甘 油相對(duì)較重的原理，在機(jī)械快速旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)油槽的狀況下產(chǎn)生離心效果，使甘油得以被分離出 來(lái)。 前述的離心式分選設(shè)備雖可用以分離甘油，但實(shí)施成本依然過(guò)高，首先離心式分 選設(shè)備有一定的容量規(guī)格，因此其分離作業(yè)必須受該容量限制，當(dāng)有不同的容量需求時(shí)，必 須重新設(shè)計(jì)其容量規(guī)格。 再者，目前產(chǎn)業(yè)上所使用的離心式分選設(shè)備其機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，意味著其設(shè)備成本
與維修成本均高，因而將無(wú)法進(jìn)一步降低生質(zhì)柴油的生產(chǎn)成本。 故有關(guān)如何加速甘油的分離，實(shí)有待進(jìn)一步尋求更有效實(shí)用的解決方案。
實(shí)用新型內(nèi)容因此，本實(shí)用新型主要目的是提供一種生質(zhì)柴油的甘油電分離設(shè)備，其透過(guò)在反
應(yīng)溶液中施以高壓交流電，使溶液中所含甘油得以快速離析。 為達(dá)成前述目的采取的主要技術(shù)手段是令前述甘油電分離設(shè)備包括 電分離槽，其內(nèi)部設(shè)有以垂直方向插入且伸入長(zhǎng)度不同的第一電極及第二電極，
其中第一電極較長(zhǎng)，其底端趨近電分離槽底部，第二電極較短，其底端相對(duì)遠(yuǎn)離電分離槽底
部；其中，電分離槽于第二電極的底端以上為上分離區(qū)，對(duì)應(yīng)該第二電極底端以下為下分離
區(qū)； 配電控制裝置，包括 升壓變壓器，其一次側(cè)連接交流電源，二次側(cè)的兩端分別與第一、第二電極連接；[0013] 大功率電阻，串接于升壓變壓器二次側(cè)與第一電極之間； 第一交流變送器，跨設(shè)于前述大功率電阻的兩端，用以檢測(cè)大功率電阻兩端的電壓； 第二交流變送器，串接升壓變壓器二次側(cè)與第二電極之間，用以檢測(cè)施加在第一、第二電極上的電壓； 控制單元，接收前述第一、第二交流變送器檢測(cè)電壓轉(zhuǎn)換后的直流電壓信號(hào)，據(jù)以判斷電分離槽內(nèi)的溶液阻抗，進(jìn)而決定是否持續(xù)供電。 利用前述的設(shè)備，當(dāng)電分離槽注入經(jīng)過(guò)酯交換反應(yīng)的溶液，并由升壓變壓器二次側(cè)開(kāi)始在第一、第二電極之間施加高電壓的交流電，如是狀況下，將使甘油分離的速度大幅提高；而分離出來(lái)的甘油因比重大將往電分離槽底部沉淀，比重較輕且阻抗較大的生質(zhì)柴油則逐漸聚集于電分離槽的上分離區(qū)，進(jìn)而造成上分離區(qū)內(nèi)的溶液阻抗逐漸變大，當(dāng)溶液阻抗不再提高，即表示已完成分離，此信息將由配電控制裝置的控制單元所感知，并切斷升壓變壓器電源回路使第一、第二電極不再通電，隨后可自電分離槽中分別取出徹底分離的生質(zhì)柴油及甘油。 以前述的電分離槽不僅可確實(shí)地將甘油分離出來(lái)，相較于傳統(tǒng)的離心式分選設(shè)備，其設(shè)備單純，維護(hù)成本低，不僅可提高生質(zhì)柴油的質(zhì)量，并可相對(duì)降低其生產(chǎn)成本。
圖1是本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施例的電分離槽示意圖；[0020] 圖2是本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施例的配電控制裝置框圖；[0021] 圖3是本實(shí)用新型又一優(yōu)選實(shí)施例的電分離槽示意圖；[0022] 圖4是本實(shí)用新型又一優(yōu)選實(shí)施例的配電控制裝置線路圖。
具體實(shí)施方式有關(guān)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例，首先請(qǐng)參閱圖1所示，主要由內(nèi)設(shè)第一、第二電極11、12的電分離槽10及控制該第一、第二電極11、12是否通電的供電控制裝置(本圖中未示出，請(qǐng)容后詳述)所組成。 該電分離槽10具有側(cè)壁101而具備一高度，側(cè)壁101下方具有相連接的底部102，令電分離槽10具有一深度并提供相當(dāng)?shù)娜莘e，供容置經(jīng)過(guò)酯交換反應(yīng)的溶液；[0025] 另外，第一、第二電極11、12由電分離槽10頂端的開(kāi)口插入，該第一、二電極11、12之間并形成間距，一可行的實(shí)現(xiàn)方式中，該第一、第二電極11、12的距離為200mm;另外，第一、第二電極11、12以垂直方向插入電分離槽10且具有不同的插入深度，于本實(shí)施例中，令第一、第二電極11、12具有不同的長(zhǎng)度，因而使第一、第二電極11、12的底端110U20與電分離槽10的底部102間具有不同的距離，于本實(shí)施例中，電分離槽10內(nèi)部在第二電極12底端120以上構(gòu)成上分離區(qū)103，而在第二電極12底端120以下則構(gòu)成下分離區(qū)104。[0026] 另外，本實(shí)用新型主要是在電分離槽IO內(nèi)注入經(jīng)過(guò)酯交換反應(yīng)的溶液，并在第一、第二電極11、 12之間施加高壓交流電， 一可行的實(shí)現(xiàn)方式，該高壓交流電為1000伏特的交流電，在此狀況下，可大幅加速甘油自溶液中分離出來(lái)，其中甘油將會(huì)向下沉淀聚集在電分離槽10的下分離區(qū)104，生質(zhì)柴油則因比重輕而向上懸浮聚集在電分離槽10的上分離區(qū)103。 而前述供電控制裝置即用以控制前述第一、第二電極11、12的供電與否，該供電 控制裝置一可行的實(shí)施例如圖2所示，包括升壓變壓器20、第一交流變送器21、第二交流變 送器22、大功率電阻23及控制單元24 ;其中 該升壓變壓器20的一次側(cè)連接交流電源(例如VAC 220V) ， 二次側(cè)的兩端則分別 與第一、第二電極11、12連接；主要用以將例如220伏特的交流電源升壓至1000伏特，而施 加在第一、第二電極11、 12之間。 該大功率電阻(Rl)23的歐姆值為1KQ 20KQ ，其串接于升壓變壓器20 二次側(cè) 與第一電極11之間；該第一交流變送器21跨設(shè)于前述大功率電阻23的兩端，用以檢測(cè)大 功率電阻23兩端的電壓，該第二交流變送器22串接于第一、第二電極11、12的電源回路 間，用以檢測(cè)施加在第一、第二電極11 、 12上的電壓。 前述第一、第二交流變送器21、22用以將待測(cè)交流電壓轉(zhuǎn)換成依線性比例輸出的
直流電壓，并送至控制單元24，該控制單元24接收前述第一、第二交流變送器21、22檢測(cè)電
壓轉(zhuǎn)換后的直流電壓信號(hào)，據(jù)以判斷電分離槽10內(nèi)的溶液阻抗變化，進(jìn)而決定升壓變壓器
20是否持續(xù)供電，該溶液阻抗的取得是依下列公式取得 溶液阻抗RO = VI-2/VI-lxRl，其中 VI-1為第一交流變送器21的直流電壓讀數(shù) VI-2為第二交流變送器22的直流電壓讀數(shù) 當(dāng)?shù)谝?、第二電極11、12通電而進(jìn)行甘油分離后，溶溶液阻抗R0會(huì)逐漸變大，當(dāng)溶 液阻抗RO不再變大時(shí)，分離即已大致完成，此時(shí)控制單元24將切斷電源回路而停止供電。 前述溶液阻抗RO大致是指電分離槽10內(nèi)上分離區(qū)103中溶液的阻抗，由于甘油具有導(dǎo)電 性，生質(zhì)柴油則不具導(dǎo)電性，亦即阻抗較高，當(dāng)甘油逐漸沉淀，生質(zhì)柴油相對(duì)懸浮在上分離 區(qū)103內(nèi)，上分離區(qū)103內(nèi)的溶液阻抗即逐漸變大，當(dāng)分離完成，上分離區(qū)103內(nèi)的溶液成 分完全是生質(zhì)柴油，其阻抗變大且不再增加，故控制單元24可藉此判斷已分離完成。 參閱圖3所示，揭示有本實(shí)用新型又一優(yōu)選實(shí)施例中電分離槽10更具體的結(jié)構(gòu)， 該電分離槽10內(nèi)具有兩片第一電極11及一片第二電極12，兩片第一電極11分別位于電分 離槽10的兩相對(duì)側(cè)壁內(nèi)側(cè)，第二電極12則位于中央位置。 另外，電分離槽10的側(cè)壁101上分別設(shè)有注入口 105、柴油出口 106及甘油出口 107，該注入口 105、柴油出口 106及甘油出口 107分別與電分離槽10內(nèi)部連通，其中，注入 口 105位于電分離槽IO接近頂端處，供注入經(jīng)過(guò)酯交換反應(yīng)后的溶液到電分離槽10內(nèi)； 該柴油出口 106對(duì)應(yīng)位于電分離槽10內(nèi)上分離區(qū)103的底端，用以送出分離完成的生質(zhì)柴 油；該甘油出口 107對(duì)應(yīng)位于電分離槽10內(nèi)下分離區(qū)104的底端，用以送出分離完成的甘 油。 如圖4所示，其是本實(shí)用新型又一優(yōu)選實(shí)施例中加入更齊全電氣保護(hù)設(shè)備的配電 控制裝置，主要是令220VAC的交流電源通過(guò)10A的無(wú)熔絲開(kāi)關(guān)5000VAC與升壓變壓器20 連接，該升壓變壓器20 二次側(cè)兩端與第一、第二電極11、12之間分別串接電磁接觸器(MC， Magnetic Contactor)的常開(kāi)接點(diǎn)及熱保護(hù)繼電器(0L)，又如前揭所述，第一、第二電極 11、12的電源回路上分設(shè)有大功率電阻23、第一及第二交流變送器2122。當(dāng)電磁接觸器 (MC)通電時(shí)，其常開(kāi)接點(diǎn)閉合，升壓變壓器20即開(kāi)始對(duì)第一、第二電極11、12供電。[0038] 另外，電磁接觸器(MC)的常開(kāi)接點(diǎn)有三組，其中兩組串接于升壓變壓器20二次側(cè)的電源回路上，另一組串接在聲光警報(bào)器AL的電源回路上，當(dāng)?shù)谝?、第二電極11、12開(kāi)始通電，該聲光警報(bào)器AL亦通電而產(chǎn)生聲光警報(bào)(聲示音與閃光)，以警示現(xiàn)場(chǎng)操作人員保持安全距離。 另外，前述第一、第二電極11、12的供電與否是由三路控制回路配合控制，其包括故障指示回路30、一電磁接觸器控制回路(40)及一供電電源指示回路(50);其中[0040] 該故障指示回路30通過(guò)中間繼電器RX的激磁線圈及熱保護(hù)繼電器OL的常開(kāi)接點(diǎn)連接到電源N極，該中間繼電器RX兩端跨接黃色的故障指示燈LY，當(dāng)熱保護(hù)繼電器跳開(kāi)時(shí)(其常開(kāi)接點(diǎn)轉(zhuǎn)為閉合)，故障指示燈LY點(diǎn)亮，此時(shí)中間繼電器RX將使常開(kāi)接點(diǎn)閉合，而送出跳閘信號(hào)到控制單元24。 該電磁接觸器控制回路40包括具三個(gè)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)的切換開(kāi)關(guān)SW，該切換開(kāi)關(guān)SW的三個(gè)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)分別代表自動(dòng)A、關(guān)閉OFF及手動(dòng)M等三種狀態(tài)，其中 代表自動(dòng)狀態(tài)的開(kāi)關(guān)接點(diǎn)A通過(guò)由控制單元24控制的常開(kāi)接點(diǎn)0N、電磁接觸器(MC)的線圈、熱保護(hù)繼電器的常閉接點(diǎn)與電源N極連接；而該開(kāi)關(guān)接點(diǎn)OFF是空接；[0043] 代表關(guān)閉狀態(tài)的開(kāi)關(guān)接點(diǎn)M通過(guò)延時(shí)繼電器TX及其常開(kāi)接點(diǎn)、電磁接觸器(MC)的線圈、熱保護(hù)繼電器的常閉接點(diǎn)與電源N極連接；其中電磁接觸器(MC)的線圈兩端跨接有綠色的運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈LG。 當(dāng)使用者將切換開(kāi)關(guān)SW切至自動(dòng)A狀態(tài)時(shí)，即先送出一個(gè)自動(dòng)信號(hào)(REMO)給控
制單元24，而由控制單元24控制電磁接觸器(MC)的線圈通電與否，該控制單元24根據(jù)溶
液電阻(RO = VI-2/VI-1XR1)的變化，控制電磁接觸器(MC)的線圈通電與否；除此以夕卜，
控制單元24亦可根據(jù)設(shè)定的通電時(shí)間以電磁接觸器(MC)的線圈通電與否。 當(dāng)使用者將切換開(kāi)關(guān)SW切至關(guān)OFF狀態(tài)時(shí)，電磁接觸器(MC)的線圈斷電。 當(dāng)切換開(kāi)關(guān)SW切至手動(dòng)M狀態(tài)時(shí)，即由延時(shí)繼電器TX來(lái)控制電磁接觸器(MC)的
線圈通電與否，當(dāng)使用者將切換開(kāi)關(guān)SW切到手動(dòng)M狀態(tài)時(shí)，延時(shí)繼電器TX的線圈接通電
源，其常開(kāi)接點(diǎn)轉(zhuǎn)為閉合，故使電磁接觸器(MC)的線圈接通電源，并點(diǎn)亮運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈LG，顯
示運(yùn)轉(zhuǎn)正常，并送出一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)正常信號(hào)給控制單元24，此時(shí)延時(shí)繼電器TX將開(kāi)始計(jì)時(shí)，到
達(dá)設(shè)定時(shí)間后延時(shí)繼電器TX的線圈斷開(kāi)，電磁接觸器(MC)的線圈斷電。 該供電電源指示回路50通過(guò)電磁接觸器(MC)的常閉接點(diǎn)連接至電源N極，其回
路上串接有紅色的電源指示燈LR。在電磁接觸器(MC)的線圈未通電前，其常閉接點(diǎn)保持閉
合，故電源指示燈LR將點(diǎn)亮，表示尚未通電，z在電磁接觸器(MC)的線圈通電后，其常閉接
點(diǎn)轉(zhuǎn)呈開(kāi)路，電源指示燈LR隨即熄滅。
權(quán)利要求一種生質(zhì)柴油的甘油電分離設(shè)備，其特征在于，包括電分離槽，其內(nèi)部設(shè)有以垂直方向插入且伸入長(zhǎng)度不同的第一電極及第二電極，其中第一電極較長(zhǎng)，其底端趨近電分離槽底部，第二電極較短，其底端相對(duì)遠(yuǎn)離電分離槽底部；其中，電分離槽于第二電極的底端以上為上分離區(qū)，對(duì)應(yīng)所述第二電極底端以下為下分離區(qū)；配電控制裝置，包括升壓變壓器，其一次側(cè)連接交流電源，二次側(cè)的兩端分別與第一、第二電極連接；大功率電阻，串接于升壓變壓器二次側(cè)與第一電極之間；第一交流變送器，跨設(shè)于前述大功率電阻的兩端，用以檢測(cè)大功率電阻兩端的電壓；第二交流變送器，串接升壓變壓器二次側(cè)與第二電極之間，用以檢測(cè)施加在第一、第二電極上的電壓；控制單元，接收前述第一、第二交流變送器檢測(cè)電壓轉(zhuǎn)換后的直流電壓信號(hào)，據(jù)以判斷電分離槽內(nèi)的溶液阻抗，進(jìn)而決定是否供電。
2. 如權(quán)利要求1所述的生質(zhì)柴油的甘油電分離設(shè)備，其特征在于，所述電分離槽具有 側(cè)壁，從而具備一高度，側(cè)壁下方具有相連接的底部，令電分離槽具有一深度；且電分離槽的側(cè)壁上分別設(shè)有與電分離槽內(nèi)部連通的注入口、柴油出口及甘油出口， 其中，所述注入口位于電分離槽接近頂端處，所述柴油出口對(duì)應(yīng)位于電分離槽內(nèi)上分離區(qū) 的底端，所述甘油出口對(duì)應(yīng)位于電分離槽內(nèi)下分離區(qū)的底端。
3. 如權(quán)利要求2所述的生質(zhì)柴油的甘油電分離設(shè)備，其特征在于，所述第一、第二電極 由電分離槽頂端的開(kāi)口插入，所述第一、二電極之間并形成間距，且第一、第二電極具有不 同的長(zhǎng)度。
4. 如權(quán)利要求1或3所述的生質(zhì)柴油的甘油電分離設(shè)備，其特征在于，所述配電控制裝 置進(jìn)一步包括一組電磁接觸器的常開(kāi)接點(diǎn)，分設(shè)于升壓變壓器二次側(cè)兩端與第一、第二電極之間；熱保護(hù)繼電器，串接于升壓變壓器二次側(cè)兩端與第一、第二電極之間；故障指示回路，通過(guò)中間繼電器的線圈及熱保護(hù)繼電器的常開(kāi)接點(diǎn)連接到電源，當(dāng)中 間繼電器的線圈激磁時(shí)，將送出信號(hào)至控制單元；電磁接觸器控制回路，包括具三個(gè)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)的切換開(kāi)關(guān)，所述切換開(kāi)關(guān)三個(gè)開(kāi)關(guān)接點(diǎn) 分別代表自動(dòng)、關(guān)閉及手動(dòng)等三種狀態(tài)，其中所述自動(dòng)狀態(tài)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)通過(guò)由控制單元控制的常開(kāi)接點(diǎn)、電磁接觸器的線圈、熱保護(hù) 繼電器的常閉接點(diǎn)與電源連接；所述關(guān)閉狀態(tài)的開(kāi)關(guān)接點(diǎn)通過(guò)延時(shí)繼電器及其常開(kāi)接點(diǎn)、電磁接觸器的線圈、熱保護(hù) 繼電器的常閉接點(diǎn)與電源連接；供電電源指示回路，通過(guò)電磁接觸器的常閉接點(diǎn)連接至電源。
5. 如權(quán)利要求4所述的生質(zhì)柴油的甘油電分離設(shè)備，其特征在于，所述故障指示回路 的中間繼電器兩端跨接故障指示燈；所述電磁接觸器控制回路的電磁接觸器的線圈兩端跨接有運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈； 所述供電電源指示回路上串接有電源指示燈。
6. 如權(quán)利要求4所述的生質(zhì)柴油的甘油電分離設(shè)備，其特征在于，所述電磁接觸器的常開(kāi)接點(diǎn)有三組，其中兩組串接于升壓變壓器二次側(cè)的電源回路上，另一組與聲光警報(bào)器的電源回路連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種生質(zhì)柴油的甘油電分離設(shè)備，主要是于電分離槽內(nèi)設(shè)有不同長(zhǎng)度的第一、第二電極，并通過(guò)配電控制裝置的控制，可在第一、第二電極間通以高壓交流電，當(dāng)電分離槽內(nèi)注入經(jīng)過(guò)酯交換反應(yīng)的溶液，且第一、第二電極通電后，將加速溶液分離為甘油及生質(zhì)柴油，而被分離出來(lái)的甘油將往電分離槽底部沉淀，較輕且阻抗較大的生質(zhì)柴油則逐漸聚集于電分離槽上端，進(jìn)而造成電分離槽上端的溶液阻抗逐漸變大，當(dāng)溶液阻抗不再提高，表示已完成分離，隨即為配電控制裝置所偵知并使第一、第二電極不再通電。
文檔編號(hào)C10L1/02GK201525841SQ200920168700
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月10日
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