提高生物柴油低温流动性的预热系统的制作方法

1.本发明涉及绿色燃料燃烧技术领域，具体地涉及一种提高生物柴油低温流动性的预热系统。


背景技术：

2.生物柴油是将油料作物、动物油脂和餐饮垃圾油等生物油转化为可燃烧的再生性液体燃料，是生物质能的一种有效利用形式。由于生物柴油的性质接近常规柴油，具有燃烧时残炭量低、烟气中颗粒物浓度少和硫化物排放低的优点，生物柴油的燃烧和污染物的排放特性逐渐引起研究者的关注。
3.现有生物柴油多是将生物柴油与纯柴油调和使用，根据生物柴油的体积比计为b10、b20等。由于生物柴油是以油料作物、野生油料植物和微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油经酯交换反应得到的各种脂肪酸单酯的混合物，这就使生物柴油的冷滤点比较高，以餐饮垃圾油制的生物柴油为例纯生物柴油(b100)的冷滤点为1℃，体积分数为50％的生物柴油(b50)的冷滤点为
‑
6℃，体积分数为30％的生物柴油(b30)的冷滤点为
‑
7℃，这就说明生物柴油的低温流动性较差，当温度较低时生物柴油中会有结晶物出现，从而使燃烧器的喷嘴堵塞，易发生事故，这也使生物柴油的使用收到地域的限制。
4.现有技术主要从该改变生物的分子结构或加入添加剂来降低生物柴油的冷滤点，这些方法操作复杂且成本较高。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种提高生物柴油低温流动性的预热系统，该预热系统能够将生物柴油的温度加热到冷滤点以上，保证生物柴油的低温流动性，同时还可以提高生物柴油的雾化性能。
6.为了实现上述目的，本发明提供了一种提高生物柴油低温流动性的预热系统，该预热系统包括：锅炉、输出管道、换热器、日用油箱、回水管道、热电偶和控制系统；其中，所述输出管道的两端分别与所述锅炉和换热器连接，所述输出管道上设置有用于控制流量的电磁阀，所述换热器设置于所述日用油箱内，所述换热器的出口连接有回水管道，所述回水管道与水箱连接，所述水箱与所述锅炉之间通过给水管道连接并向所述锅炉供水；所述热电偶插入设置于所述日用油箱内用于检测所述日用油箱内生物柴油的温度，所述控制系统分别与所述电磁阀和热电偶连接，所述控制系统通过所述热电偶监控所述日用油箱内生物柴油的温度以调节所述电磁阀的开度。
7.优选地，所述预热系统还包括：地下储油罐和油泵，所述地下储油罐通过所述油泵与所述日用油箱连接对所述日用油箱供生物柴油，所述日用油箱通过供油管道与锅炉连接，并将生物柴油送入锅炉燃烧器为所述锅炉提供燃料。
8.优选地，所述日用油箱上设置有液位控制器，所述油泵与所述液位控制器连接以控制所述油泵的开闭。
9.优选地，所述控制系统为锅炉控制系统或单独的plc控制系统。
10.优选地，所述回水管道上连接有用于排除污水的疏水管。
11.优选地，所述预热系统还包括：分汽缸，所述分汽缸与锅炉之间通过汽水管道相连接，所述分汽缸的出口通过所述输出管道与换热器的进口连接。
12.优选地，所述换热器包括：高温凝结水加热排管、蒸汽加热排管和框架，所述框架用于固定所述高温凝结水加热排管和蒸汽加热排管；所述分汽缸与用汽设备并列设置，所述分汽缸与用汽设备的出口通过汽水分离器与所述高温凝结水加热排管的高温凝结水进口连接，所述高温凝结水加热排管的高温凝结水出口通过凝结水出口阀与所述水箱连接；所述蒸汽加热排管的蒸汽进口通过蒸汽进气阀与所述分汽缸的其它出口连接，所述蒸汽加热排管的蒸汽出口通过汽水分离器与所述高温凝结水进口连接。
13.优选地，所述换热器包括：上集箱、下集箱和多个管子，多个所述管子排列分布于所述上集箱和下集箱之间，所述上集箱的两端分别设置有进水口和出水口。
14.根据上述技术方案，本发明中的预热系统利用锅炉内的热介质与生物柴油进行换热，能够将生物柴油的温度加热到冷滤点以上，保证生物柴油的低温流动性，同时还可以提高生物柴油的雾化性能，同时，该预热系统还具有结构简单、加工容易、燃油预热方法简单且效果好、提高生物柴油雾化质量、燃烧效率高和扩大生物柴油应用范围的优点。
15.本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
16.附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
17.图1是预热系统的一种优选实施方式的整体结构示意图；
18.图2是图1中换热器的一种优选实施方式的结构示意图；
19.图3是预热系统的另一种优选实施方式的整体结构示意图；
20.图4是图3中换热器的一种优选实施方式的结构示意图。
21.附图标记说明
[0022]1‑
锅炉；2
‑
分汽缸；3
‑
电磁阀；4
‑
控制系统；5
‑
热电偶；6
‑
换热器；7
‑
日用油箱；8
‑
液位控制器；9
‑
供油管道；10
‑
疏水管；11
‑
回水管道；12
‑
地下储油罐；13
‑
水箱；14
‑
输出管道；15
‑
汽水管道；16
‑
给水管道；17
‑
用汽设备；601
‑
蒸汽进口；602
‑
蒸汽出口；603
‑
高温凝结水进口；604
‑
高温凝结水出口；605
‑
框架；606
‑
蒸汽加热排管；607
‑
高温凝结水加热排管；608
‑
进水口；609
‑
出水口；610
‑
上集箱；611
‑
下集箱；612
‑
管子。
具体实施方式
[0023]
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0024]
在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上下左右、前后内外”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。
[0025]
参见图1
‑
2所示的提高生物柴油低温流动性的预热系统，该提高生物柴油低温流
动性的预热系统，该预热系统包括：锅炉1、输出管道14、换热器6、日用油箱7、回水管道11、热电偶5和控制系统4；其中，所述输出管道14的两端分别与所述锅炉1和换热器6连接，所述输出管道14上设置有用于控制流量的电磁阀3，所述换热器6设置于所述日用油箱7内，所述换热器6的出口连接有回水管道11，所述回水管道11与水箱13连接，所述水箱13与所述锅炉1之间通过给水管道16连接并向所述锅炉1供水；所述热电偶5插入设置于所述日用油箱7内用于检测所述日用油箱7内生物柴油的温度，所述控制系统4分别与所述电磁阀3和热电偶5连接，所述控制系统4通过所述热电偶5监控所述日用油箱7内生物柴油的温度以调节所述电磁阀3的开度。
[0026]
通过上述技术方案的实施，该预热系统利用锅炉1内的热介质与生物柴油进行换热，能够将生物柴油的温度加热到冷滤点以上，保证生物柴油的低温流动性，同时还可以提高生物柴油的雾化性能，同时，该预热系统还具有结构简单、加工容易、燃油预热方法简单且效果好、提高生物柴油雾化质量、燃烧效率高和扩大生物柴油应用范围的优点。
[0027]
在该实施方式中，为了能够对日用油箱7持续的补充生物柴油，同时将日用油箱7内的生物柴油送入锅炉1中，所述预热系统还包括：地下储油罐12和油泵，所述地下储油罐12通过所述油泵与所述日用油箱7连接对所述日用油箱7供生物柴油，所述日用油箱7通过供油管道9与锅炉1连接，并将生物柴油送入锅炉1燃烧器为所述锅炉1提供燃料。
[0028]
在该实施方式中，为了能够有效控制日用油箱7内生物柴油的液位，所述日用油箱7上设置有液位控制器8，所述油泵与所述液位控制器8连接以控制所述油泵的开闭。当日用油箱7内生物柴油的液位达到高位设定值之后液位控制器8控制油泵关闭，当日用油箱7内生物柴油的液位达到低位设定值之后液位控制器8控制油泵开启。
[0029]
在该实施方式中，所述控制系统4为锅炉控制系统或单独的plc控制系统。该控制系统4可对程序进行编辑，根据热电偶5的温度控制电磁阀3的开度。
[0030]
在该实施方式中，所述回水管道11上连接有用于排除污水的疏水管10。通过疏水管10的设置能够及时排除污水。
[0031]
在该实施方式中，当锅炉1为汽水锅炉1时，参见图1和2，所述预热系统还包括：分汽缸2，所述分汽缸2与锅炉1之间通过汽水管道15相连接，所述分汽缸2的出口通过所述输出管道14与换热器6的进口连接。
[0032]
在该实施方式中，所述换热器6包括：高温凝结水加热排管607、蒸汽加热排管606和框架605，所述框架605用于固定所述高温凝结水加热排管607和蒸汽加热排管606；所述分汽缸2与用汽设备17并列设置，所述分汽缸2与用汽设备17的出口通过汽水分离器与所述高温凝结水加热排管607的高温凝结水进口603连接，所述高温凝结水加热排管607的高温凝结水出口604通过凝结水出口阀与所述水箱13连接；所述蒸汽加热排管606的蒸汽进口601通过蒸汽进气阀与所述分汽缸2的其它出口连接，所述蒸汽加热排管606的蒸汽出口602通过汽水分离器与所述高温凝结水进口603连接。通过上述技术方案的实施，从两路供给换热器6热介质，一路通过并联的用汽设备17、分汽缸2将凝结的高温凝结水提供给换热器6，另路通过分汽缸2直接将蒸汽送至换热器6，经蒸汽加热排管606后通过汽水分离器与高温凝结水进口603连接向高温凝结水加热排管607提供高温凝结水，此设计主要考虑汽水混合物在垂直圆管中的流动主要有汽泡状、汽弹状、汽柱状和雾状四种情况，要使换热器6安全可靠地工作，应保证水连续流动，即保证有良好的水循环，使管子612内壁有一层连续的水
膜，并使汽水混合物在向上流动过程中具有一定的流速，防止形成雾状流动，管子612内若形成柱塞流就会使换热器6发生震动，不利于换热器6的安全运行。蒸汽加热排管606作为在高温凝结水不够时的辅助加热。换热器6在上述两种介质的加热下通过换热和加热为日用油箱7内的生物柴油提供热量，提高生物柴油的低温流动性能及雾化性能，能够提高生物柴油的燃烧效率。各排管经散热后的冷凝水则由回水管道11送至水箱13，同时水箱13不断被补充冷水并重复上述循环，使各排管连续供热。
[0033]
作为本技术的另外一种实施方式，当锅炉1为热水锅炉1时，参见图3和4，由于热水锅炉1没有汽水共存的状态，所述换热器6包括：上集箱610、下集箱611和多个管子612，多个所述管子612排列分布于所述上集箱610和下集箱611之间，所述上集箱610的两端分别设置有进水口608和出水口609。该换热器6在上部布置上集箱610，下部设置下集箱611，上下集箱611通过管子612连接，热水混合物通过进水口608在上集箱610内被平均分配到各个管子612内，换热完成后冷凝水从出水口609流出到回水管道11。
[0034]
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0035]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0036]
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。