一种低酸价餐饮废油规模化生产生物柴油系统的制作方法

1.本实用新型属于废弃动植物油脂加工技术领域，具体涉及一种废弃动植物油脂规模化生产生物柴油系统。


背景技术：

2.生物柴油是指植物油、动物油、废弃动植物油脂或微生物油脂与甲醇或乙醇经酯转化而形成的脂肪酸甲酯或乙酯。生物柴油是一种“绿色能源”，与石化柴油相比，具有环保性能好、发动机启动性能好、燃料性能好，原料来源广泛、可再生等特性。目前我国油脂消耗量高达1700万吨，每年要产生250多万吨的废弃食用油脂，通过技术利用废弃食用油脂，将其加以转化为生物柴油。与矿物柴油相比，生物柴油具有环境友好特点，其柴油车尾气中有毒有机物排放量仅为1/10，颗粒物为20％，co2和co排放量仅为10％。而低酸价的餐饮低酸价餐饮废油，甘油三酯含量高，与传统生物柴油生产方法相比，甘油含皂高、分离困难、品质差、分离系统投资大并且生物柴油总收率低。
3.因此，设计一种低酸价餐饮废油规模化生产生物柴油系统，以至少解决上述部分技术问题，成为所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是：提供一种低酸价餐饮废油规模化生产生物柴油系统，解决现有低酸价餐饮废油生产生物柴油甘油含皂高、分离困难、品质差、分离系统投资大并且生物柴油总收率低的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种低酸价餐饮废油规模化生产生物柴油系统，包括用于对低酸价餐饮废油进行酶水解处理成水解脂肪酸的前处理系统、以及从前处理系统接出用于将水解脂肪酸经过固体酸催化生成脂肪酸甲酯的固体酸催化系统；
7.前处理系统包括油脂缓存罐，水解酶缓存罐，纯水缓存罐，分别从油脂缓存罐、水解酶缓存罐和纯水缓存罐接出用于油脂水解反应的的酶水解罐，分别从酶水解罐接出用于产物脂肪酸干燥的喷雾干燥器、以及用于反应混合物分离的三相分离器，分别从三相分离器接出用于收集反应残渣的残渣池、用于收集未反应油脂的油脂罐和用于油水分离的膜分离器，以及分别从膜分离器接出用于收集水酶液的清相收集罐和用于收集甘油的浓相收集罐；喷雾干燥器包括从酶水解罐接出的一级喷雾干燥器、以及从一级喷雾干燥器接出二级喷雾干燥器；
8.固体酸催化系统包括分别从二级喷雾干燥器和液态甲醇缓存罐接出用于脂肪酸与甲醇混合反应的第一静态混合器，从第一静态混合器接出的第一反应塔、从第一反应塔接出用于初级反应生成物调压的液体增压器、从液体增压器接出用于初级反应生成物加热的第二原料蒸汽加热器、分别从液态甲醇缓存罐和第二原料蒸汽加热器接出用于初级反应生成物与甲醇混合的第二静态混合器、以及从第二静态混合器接出的第二反应塔；第一反
应塔与甲醇回收工段相连，第二反应塔与液态甲醇缓存罐相连。
9.进一步地，第一静态混合器与二级喷雾干燥器之间设有高纯度脂肪酸输送管，高纯度脂肪酸输送管上设有用于高纯度脂肪酸加热的第一原料蒸汽加热器；第一静态混合器与液态甲醇缓存罐之间设有第一液态甲醇输送管，第一液态甲醇输送管上设有用于甲醇预加热的第一甲醇蒸汽加热器；第二静态混合器与液态甲醇缓存罐之间设有第二液态甲醇输送管，第二液态甲醇输送管上设有用于甲醇预加热的第二甲醇蒸汽加热器。
10.进一步地，酶水解罐包括酶水解罐体，以及设于酶水解罐体上用于循环水解的循环机构；循环机构包括从酶水解罐体底部接出的循环主出液道、以及分别从循环主出液道接出的第一分循环管道和第二分循环管道，第一分循环管道接入至酶水解罐体顶部，第二分循环管道接入至酶水解罐体中部，循环主出液道上设有第一出液阀门，第一分循环管道上设有第一循环泵，第二分循环管道上设有第二循环泵。
11.进一步地，酶水解罐体顶部设有成品字形分布的第一循环进液管、第二循环进液管和第三循环进液管，第一分循环管道分别与第一循环进液管、第二循环进液管和第三循环进液管连接；第一循环进液管、第二循环进液管和第三循环进液管上分别设有第一进液阀、第二进液阀和第三进液阀；
12.酶水解罐体中部设有第四循环进液管、第五循环进液管和第六循环进液管，第二分循环管道分别与第四循环进液管、第五循环进液管和第六循环进液管连接，第四循环进液管、第五循环进液管和第六循环进液管均与酶水解罐体的圆筒形外壳相切分布，第四循环进液管、第五循环进液管和第六循环进液管上分别设有第四进液阀、第五进液阀和第六进液阀；
13.酶水解罐体和第二分循环管道之间连接有循环分出液道，酶水解罐体下部设有第一循环出液管、第二循环出液管和第三循环出液管，循环分出液道一端分别与第一循环出液管、第二循环出液管和第三循环出液管连接，另一端接入至第二分循环管道上，循环分出液道与第二分循环管道的接入点位于第二循环泵和循环主出液道之间，第一循环出液管、第二循环出液管和第三循环出液管均与酶水解罐体的圆筒形外壳相切分布，第一循环出液管、第二循环出液管和第三循环出液管上分别设有第二出液阀门、第三出液阀门和第四出液阀门。
14.进一步地，酶水解罐体顶部设有油脂进入口，油脂进入口设有第一输入阀；油脂进入口与油脂缓存罐之间设有油脂输送管，油脂输送管上分别设有第一输送泵和第一输出阀；
15.酶水解罐体顶部设有水解酶液入口，水解酶液入口设有第二输入阀；水解酶液入口与水解酶缓存罐之间设有水解酶输送管，水解酶输送管分别设有第二输送泵和第二输出阀；水解酶液入口与纯水缓存罐之间设有纯水输送管，纯水输送管分别设有第三输送泵和第三输出阀；
16.酶水解罐体内设有用于混合油脂与水解酶液混合的旋桨式搅拌器，酶水解罐体上设有用于内部物料情况的视镜，酶水解罐体为双层结构，其夹层内均布设有用于加热内部物料的加热盘管；酶水解罐体底部分别通过脂肪酸输送管与一级喷雾干燥器相连、通过反应物输送管与三相分离器相连；脂肪酸输送管上分别设有第四输送泵和蒸汽加热器，反应物输送管上设有第五输送泵。
17.进一步地，前处理系统还包括真空泵，一级喷雾干燥器顶部通过第一排气管与真空泵连接，二级喷雾干燥器顶部通过第二排气管与真空泵相连，第一排气管上设有第一排气阀，第二排气管上设有第二排气阀；
18.一级喷雾干燥器和二级喷雾干燥器结构相同，其内顶部均设有弧形挡板，其外壁均设有液位计；一级喷雾干燥器底部和二级喷雾干燥器顶部之间连接有一级干燥输送管，一级干燥输送管上设有第六输送泵，高纯度脂肪酸输送管上设有第七输送泵。
19.进一步地，第一反应塔和第二反应塔结构相同，均包括用于混合物料反应的反应塔本体，与反应塔本体相连通且为一体化结构用于分离出渣水的分离体、以及从分离体接出的排水管，反应塔本体由下至上设有相互连通的排液区和反应区；
20.分离体为倒锥形结构，倒锥形顶面与反应区相连，倒锥形底面与排水管相连，排水管上设有倒u型管段，倒u型管段顶部与分离体顶面相齐平，排水管出水口与甲醇提纯工段相连接。
21.进一步地，反应区内设有固体酸催化剂和用于为其内部物料进行搅拌的搅拌器，搅拌器为潜水推流式搅拌器；
22.反应区底部分别设有用于固体酸催化剂装填及卸料的催化剂装填孔、以及用于混合物料输入的进料口，进料口通过进料管与第一静态混合器或第二静态混合器相连；
23.反应区底部设有与进料口相连通且用于均匀进料的进料分布盘，进料分布盘上均布有进料分布孔；
24.反应区两端分别设有用于防止固体酸催化剂流出的第一滤网和第二滤网，第一滤网和第二滤网结构相同，其直径与反应区内径相一致，其滤孔直径小于固体酸催化剂直径。
25.进一步地，排液区侧壁开设有用于生成物排出的出料口，第一反应塔的出料口与液体增压器相连接，第二反应塔的出料口与生成物收集工段相连接；
26.排液区顶部分别设有用于调节内部介质压强的调压阀、用于保护系统安全的安全阀、以及用于甲醇回收利用的甲醇出液口，第一反应塔的甲醇出液口接入甲醇回收工段，第二反应塔的甲醇出液口接入液态甲醇缓存罐。
27.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
28.本实用新型结构简单、设计科学合理，使用方便，解决了现有低酸价餐饮废油生产生物柴油甘油含皂高、分离困难、品质差、分离系统投资大并且生物柴油总收率低的技术问题。本实用新型将低酸价餐饮废油水解与固体酸催化整合为连续的生物柴油生产系统，取消了独立的酯交换系统和甘油分离系统，生产成本低，工艺路线短，整体投资减少40％以上；除此之外，采用可循环水解和同步甘油分离的前处理系统以及可在线分离甲醇与水的连续固体酸催化系统，甲醇损耗降低、甘油分离彻底、油脂利用率高，生物柴油总收率可增加3-5％。
29.本实用新型包括前处理系统和从前处理系统接出的固体酸催化系统，其中废气油脂在前处理系统中完成脂肪酸的生成与干燥以及副产物甘油的分离回收，经前处理系统生成处理的高纯度脂肪酸则进入固体酸催化系统中催化生成生物柴油，将油脂水解的前处理系统与固体酸催化系统整合为连续的规模化工业生产系统，极大增强了生产连续性和工业流程性，减少了投资面积和投资成本。
30.本实用新型前处理系统包括油脂缓存罐、水解酶缓存罐、纯水缓存罐、酶水解罐、
喷雾干燥器、三相分离器、残渣池、膜分离器、清相收集罐以及浓相收集罐，油脂缓存罐内的油脂、水解酶缓存罐内水解酶和纯水缓存罐内纯水按一定比例同时进入酶水解罐内进行水解反应，反应完成后的主产物脂肪酸进入喷雾干燥器内进行两次喷雾干燥得到高纯度脂肪酸后，再直接进入后续固体酸催化系统；在脂肪酸干燥同时，副产物混合物进入三相分离器中分离，得到残渣、油脂、水解酶与甘油的混合物，混合物再经膜分离器分离得到清相的水酶液、以及浓相的甘油，甘油可用于生产丙二醇，增加了企业收入。
31.本实用新型固体酸催化系统包括第一静态混合器、第一反应塔、液体增压器、第二原料蒸汽加热器、第二静态混合器以及第二反应塔，由前处理系统水解并干燥的高纯度脂肪酸经第一原料蒸汽加热器加热后与经第一甲醇蒸汽加热器加热后的甲醇在第一静态混合器充分混合，并在第一反应塔内进行反应；第一次反应后的初级反应生成物经液体增压器调节至微正压，并经第二原料蒸汽加热器加热后与经第二甲醇蒸汽加热器加热后的甲醇在第二静态混合器充分混合，并在第二反应塔内进行反应，得到二级反应生成物，即为纯度高、产率高的生物柴油。固体酸催化系统采用双反应塔串联以此实现脂肪酸充分反应，有效提高了反应效率、大大增加了生物柴油的产率。
附图说明
32.图1为本实用新型结构示意图。
33.图2为前处理系统放大图。
34.图3为酶水解罐示意图。
35.图4为酶水解罐俯视图。
36.图5为酶水解罐体截面图。
37.图6为固体酸催化系统放大图。
38.图7为第一反应塔或第二反应塔结构示意图。
39.图8为进料分布盘结构示意图。
40.其中，附图标记对应的名称为：
41.1-油脂缓存罐，2-水解酶缓存罐，3-纯水缓存罐，4-酶水解罐，5-三相分离器，6-残渣池，7-油脂罐，8-膜分离器，9-清相收集罐，10-浓相收集罐，11-一级喷雾干燥器，12-二级喷雾干燥器，13-液态甲醇缓存罐，14-第一静态混合器，15-第一反应塔，16-液体增压器，17-第二原料蒸汽加热器，18-第二静态混合器，19-第二反应塔，20-高纯度脂肪酸输送管，21-第一原料蒸汽加热器，22-第一液态甲醇输送管，23-第一甲醇蒸汽加热器，24-第二液态甲醇输送管，25-第二甲醇蒸汽加热器，26-油脂输送管，27-第一输送泵，28-第一输出阀，29-水解酶输送管，30-第二输送泵，31-第二输出阀，32-纯水输送管，33-第三输送泵，34-第三输出阀，35-脂肪酸输送管，36-反应物输送管，37-第四输送泵，38-蒸汽加热器，39-第五输送泵，40-真空泵，41-酶水解罐体，42-循环主出液道，43-第一分循环管道，44-第二分循环管道，45-第一出液阀门，46-第一循环进液管，47-第二循环进液管，48-第三循环进液管，49-第一循环泵，50-第一排气管，51-第二排气管，52-第一排气阀，53-第二排气阀，54-弧形挡板，55-液位计，56-一级干燥输送管，57-第六输送泵，58-第七输送泵，59-反应塔本体，60-分离体，61-排水管，62-排液区，63-反应区，64-固体酸催化剂，65-搅拌器，66-催化剂装填孔，67-进料口，68-进料管，69-进料分布盘，70-进料分布孔，71-第一滤网，72-第二滤网，
73-出料口，74-调压阀，75-安全阀，76-甲醇出液口，410-第二循环泵，411-第一进液阀，412-第二进液阀，413-第三进液阀，414-第四循环进液管，415-第五循环进液管，416-第六循环进液管，417-第四进液阀，418-第五进液阀，419-第六进液阀，420-循环分出液道，421-第一循环出液管，422-第二循环出液管，423-第三循环出液管，424-第二出液阀门，425-第三出液阀门，426-第四出液阀门，427-油脂进入，428-第一输入阀，429-水解酶液入口，430-第二输入阀，431-旋桨式搅拌器，432-视镜，433-加热盘管。
具体实施方式
42.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
43.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
44.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.如图1-8所示，本实用新型提供的一种低酸价餐饮废油规模化生产生物柴油系统，结构简单、设计科学合理，使用方便，解决了现有低酸价餐饮废油生产生物柴油甘油含皂高、分离困难、品质差、分离系统投资大并且生物柴油总收率低的技术问题。本实用新型将低酸价餐饮废油水解与固体酸催化整合为连续的生物柴油生产系统，取消了独立的酯交换系统和甘油分离系统，生产成本低，工艺路线短，整体投资减少40％以上；除此之外，采用可循环水解和同步甘油分离的前处理系统以及可在线分离甲醇与水的连续固体酸催化系统，甲醇损耗降低、甘油分离彻底、油脂利用率高，生物柴油总收率可增加3-5％。
46.本实用新型包括用于低酸价餐饮废油酶水解的前处理系统，以及从前处理系统接出用于脂肪酸催化的固体酸催化系统，其中废气油脂在前处理系统中完成脂肪酸的生成与干燥以及副产物甘油的分离回收，经前处理系统生成处理的高纯度脂肪酸则进入固体酸催化系统中催化生成生物柴油，将油脂水解的前处理系统与固体酸催化系统整合为连续的规模化工业生产系统，极大增强了生产连续性和工业流程性，减少了投资面积和投资成本。
47.本实用新型前处理系统包括油脂缓存罐1，水解酶缓存罐2，纯水缓存罐3，分别从油脂缓存罐1、水解酶缓存罐2和纯水缓存罐3接出用于油脂水解反应的的酶水解罐4，分别从酶水解罐4接出用于产物脂肪酸干燥的喷雾干燥器、以及用于反应混合物分离的三相分离器5，分别从三相分离器5接出用于收集反应残渣的残渣池6、用于收集未反应油脂的油脂罐7和用于油水分离的膜分离器8，以及分别从膜分离器8接出用于收集水酶液的清相收集
罐9和用于收集甘油的浓相收集罐10；喷雾干燥器包括从酶水解罐4接出的一级喷雾干燥器11、以及从一级喷雾干燥器11接出二级喷雾干燥器12。油脂缓存罐1的油脂、水解酶缓存罐2内水解酶和纯水缓存罐3内纯水按一定比例同时进入酶水解罐4内进行水解反应，反应完成后的主产物脂肪酸进入喷雾干燥器内进行两次喷雾干燥得到高纯度脂肪酸后，再直接进入后续生产工况；在脂肪酸干燥同时，副产物混合物进入三相分离器5中分离，得到残渣、油脂、水解酶与甘油的混合物，混合物再经膜分离器8分离得到清相的水酶液、以及浓相的甘油，甘油可用于生产丙二醇，增加了企业收入。
48.本实用新型酶水解罐4包括酶水解罐体41，以及设于酶水解罐体41上用于循环水解的循环机构；循环机构包括循环主出液道42、第一分循环管道43和第二分循环管道44。其中循环主出液道42从酶水解罐体41底部接出，第一分循环管道43从循环主出液道42接出并接入至酶水解罐体41顶部，第二分循环管道44从循环主出液道42接出并接入至酶水解罐体41中部，第一分循环管道43和第二分循环管道44可使酶水解罐体内的物料竖直方向进行循坏混合，增大了油脂与水解酶液的接触与混合反应，使工业大规模水解反应效率得到了极大提升。所述循环主出液道42上设有第一出液阀门45，第一出液阀门45可控制酶水解罐体41底部的物料流出并分别通向第一分循环管道43和第二分循环管道44，依次实现不同循坏。
49.本实用新型第一分循环管道43从循环主出液道42接出，第一分循环管道43上设有第一循环泵49，第一循环泵49能够将底部物料泵入酶水解罐体41顶部。酶水解罐体41顶部设有成品字形分布的第一循环进液管46、第二循环进液管47和第三循环进液管48，第一分循环管道43分别与第一循环进液管46、第二循环进液管47和第三循环进液管48连接，第一循环进液管46、第二循环进液管47和第三循环进液管48减缓了循环进液的压力，同时其品字形分布可有效增加循环进液的均匀性。第一循环进液管46、第二循环进液管47和第三循环进液管48上分别设有第一进液阀411、第二进液阀412和第三进液阀413，可根据循坏流量大小合理调节不同进液阀的开闭，实现最合理的循环水解。
50.本实用新型第二分循环管道44从循环主出液道42接出，第二分循环管道44上设有第二循环泵410，第二循环泵410能够将底部物料泵入酶水解罐体41中部。酶水解罐体41中部设有第四循环进液管414、第五循环进液管415和第六循环进液管416，第二分循环管道44分别与第四循环进液管414、第五循环进液管415和第六循环进液管416连接，第四循环进液管414、第五循环进液管415和第六循环进液管416均与酶水解罐体41的圆筒形外壳相切分布，所述相切分布保证了物料进入的均匀稳定性。第四循环进液管414、第五循环进液管415和第六循环进液管416上分别设有第四进液阀417、第五进液阀418和第六进液阀419，可通过不同进液阀控制循环开闭，一方面适应不同液体流量的循环，另一方面保证了进液的均一性。
51.本实用新型酶水解罐体41和第二分循环管道44之间连接有循环分出液道420，酶水解罐体41下部设有第一循环出液管421、第二循环出液管422和第三循环出液管423，循环分出液道420一端分别与第一循环出液管421、第二循环出液管422和第三循环出液管423连接，另一端接入至第二分循环管道44上，酶水解罐体41下部物料分别由第一循环出液管421、第二循环出液管422和第三循环出液管423进入循环分出液道420，再经第二分循环管道44并由第二循环泵410泵入酶水解罐体41中部，实现水平方向上的循环水解。第一循环出
液管421、第二循环出液管422和第三循环出液管423均与酶水解罐体41的圆筒形外壳相切分布，所述相切分布保证了物料出液的均匀稳定性。第一循环出液管421、第二循环出液管422和第三循环出液管423上分别设有第二出液阀门424、第三出液阀门425和第四出液阀门426，各阀门可根据实际水解量开闭，依次实现最合理的水平循环水解。
52.本实用新型水解罐体41顶部设有油脂进入口427，油脂进入口427设有第一输入阀428，油脂进入口427与油脂缓存罐1之间设有油脂输送管13，油脂输送管13上分别设有第一输送泵14和第一输出阀15。酶水解罐体41顶部设有水解酶液入口429，水解酶液入口429设有第二输入阀430，水解酶液入口429与水解酶缓存罐2之间设有水解酶输送管21，水解酶输送管21分别设有第二输送泵22和第二输出阀23；水解酶液入口429与纯水缓存罐3之间设有纯水输送管31，纯水输送管31分别设有第三输送泵32和第三输出阀33。由于油脂、水、水解酶三者不相溶，需在反应前由不同缓存罐输送至酶水解罐体41内，其中油脂和水的体积比为6：4，水解酶的质量为油脂重量的5％。
53.本实用新型酶水解罐体41顶部设有旋桨式搅拌器431，酶水解罐体41上设有视镜432，油脂、水和水解酶的三者混合液在旋桨式搅拌器431的作用下，持续搅拌混合反应。旋桨式搅拌器431的桨叶大小和数量根据酶水解罐体41的大小及水解混合液容量设定。视镜432可通过焊接、螺栓连接或夹紧装设于酶水解罐体41上，用于检测内部物料的反应状态以及酶水解罐体41内的液位高度，便于水解反应的监测。酶水解罐体41为双层结构，其夹层内均布设有用于加热内部物料的加热盘管433，加热盘管433内由下至上动态流动有70℃的热水，为内部水解混合液提供适宜的水解温度，加热盘管433与锅炉系统循环连接。酶水解罐体41内水解反应条件为水解压力常压、水解温度55℃、水解时间48小时。
54.本实用新型油脂在酶水解罐体41各循环管道持续不断进行来回循环水解，得到了主产物脂肪酸以及副产物混合物，其中主产物脂肪酸通过脂肪酸输送管35输送至前处理系统干燥段的喷雾干燥器内，而副产物混合物经反应物输送管36输送至副产物分离段的三相分离器8内，由此同时进行主产物干燥与副产物回收。其中副产物混合物在三相分离器8内分离得到残渣、未参与反应而剩余的少量油脂、以及水-酶-甘油混合液，残渣集中至残渣池6，油脂收集到油脂罐7，而水-酶-甘油混合液在经膜分离器8分离过滤后，得到水-酶混合液和甘油，水-酶混合液集中于清相收集罐9内，甘油集中于浓相收集罐10内再进一步浓缩提纯。甘油作为油脂水解的副产物，可以用于生产丙二醇，丙二醇的附加值较高，可以为企业带来极大的利润。
55.本实用新型前处理系统中的主产物脂肪酸进入喷雾干燥器进行干燥固化，在喷雾干燥前，脂肪酸需脂肪酸输送管35上的蒸汽加热器38进行预热，同时脂肪酸输送管35上的第四输送泵37对其加压至0.4mpa。加压并预热的脂肪酸随即进行喷雾干燥，喷雾干燥为两次，依次为一级喷雾干燥和二级喷雾干燥，以充分去除脂肪酸内的水分，一级喷雾干燥器11和二级喷雾干燥器12内的压力均为-0.088mpa，温度为120℃。脂肪酸依次由脂肪酸输送管35进入一级喷雾干燥器11内进行一级干燥，再由一级干燥输送管56输送至二级喷雾干燥器12内进行二级干燥，得到粉状或颗粒状的高纯度脂肪酸，最后由高纯度脂肪酸输送管20输送至固体酸催化系统进行催化反应。
56.本实用新型前处理系统还包括真空泵40，一级喷雾干燥器11顶部通过第一排气管50与真空泵40连接，二级喷雾干燥器12顶部通过第二排气管51与真空泵40相连，第一排气
管50上设有第一排气阀52，第二排气管51上设有第二排气阀53。所述一级喷雾干燥器11和二级喷雾干燥器12结构相同，脂肪酸在喷雾干燥器的干燥室内雾化后，再与干燥室内的热空气接触中，其内部的水分迅速汽化，由真空泵40作用经排气管排出。同时，一级喷雾干燥器11和二级喷雾干燥器12顶部均设有的弧形挡板54可避免脂肪酸从顶部排出；一级喷雾干燥器11和二级喷雾干燥器12外壁均设有的液位计55便于观察内部脂肪酸的干燥情况。
57.本实用新型固体酸催化系统包括分别从二级喷雾干燥器12和液态甲醇缓存罐13接出用于脂肪酸与甲醇混合反应的第一静态混合器14，从第一静态混合器14接出的第一反应塔15、从第一反应塔15接出用于初级反应生成物调压的液体增压器16、从液体增压器16接出用于初级反应生成物加热的第二原料蒸汽加热器17、分别从液态甲醇缓存罐13和第二原料蒸汽加热器17接出用于初级反应生成物与甲醇混合的第二静态混合器18、以及从第二静态混合器18接出的第二反应塔19；
58.第一静态混合器14与二级喷雾干燥器12之间设有高纯度脂肪酸输送管20，高纯度脂肪酸输送管20上设有用于高纯度脂肪酸加热的第一原料蒸汽加热器21；第一静态混合器14与液态甲醇缓存罐13之间设有第一液态甲醇输送管22，第一液态甲醇输送管22上设有用于甲醇预加热的第一甲醇蒸汽加热器23；第二静态混合器18与液态甲醇缓存罐13之间设有第二液态甲醇输送管24，第二液态甲醇输送管24上设有用于甲醇预加热的第二甲醇蒸汽加热器25。
59.由前处理系统生产并输送高纯度脂肪酸至此工况系统中，高纯度脂肪酸与甲醇两次混合并完成两次催化反应，高纯度脂肪酸经第一原料蒸汽加热器21加热后与经第一甲醇蒸汽加热器23加热后的甲醇在第一静态混合器14中充分混合，并在第一反应塔15内进行反应；第一次反应后的初级反应生成物经液体增压器16调节至微正压，并经第二原料蒸汽加热器17加热后与经第二甲醇蒸汽加热器24加热后的甲醇在第二静态混合器18中充分混合，并在第二反应塔19内进行反应，得到二级反应生成物，即为纯度高、产率高的生物柴油。
60.本实用新型固体酸催化系统采用双反应塔串联的结构，由此进行脂肪酸的两次催化反应，以实现油脂的充分反应，有效提高了反应效率、大大增加了生物柴油的产率。
61.本实用新型第一反应塔15和第二反应塔19结构相同，均包括用于混合物料反应的反应塔本体59，与反应塔本体59相连通用于分离渣水的分离体60、以及从分离体60接出的排水管61，混合物料充分混合后输入至反应塔本体59内，在其内设的固体酸催化剂64催化下生成生物柴油。所述结构可同时实现生物柴油的生产与渣水的同步分离，反应塔本体59内进行生物柴油生产，渣水下沉至分离体60内，甲醇-渣水混合物通过排水管61分离出，能同步且连续完成生物柴油生产及甲醇-渣水混合物的分离，极大降低了生物柴油内的杂质，减少了后续生物柴油精炼纯化的步骤，同时其分离得到甲醇-渣水混合物进入甲醇提纯工段，可快速提炼得到高纯甲醇。
62.除此之外，第一反应塔15和第二反应塔19内的甲醇还可通过甲醇出液口76排出，其中第一反应塔15内的甲醇由甲醇出液口76流至甲醇回收工段，纯化后参与后续操作，而第二反应塔19的甲醇纯度较高，由甲醇出液口76直接回收至液态甲醇缓存罐13内，用于前处理系统和催化系统循环再利用。上述结构可实现甲醇在线连续分离以及连续循环使用，大大提高了生产效率、降低了生产成本。
63.本实用新型反应塔本体59由下至上分设为相互连通的排液区62和反应区63，反应
区63内设有固体酸催化剂64和用于为其内部物料进行搅拌的搅拌器65，搅拌器63设于反应区63侧壁，搅拌器65为潜水推流式搅拌器，其能为内部的物料提供搅拌混合力，使反应物料接触更加充分、反应更加完全，除此之外，潜水推流式搅拌器还可用于固体酸催化剂的再生催化。所述固体酸催化剂64为固体形态，均布设于反应区63内，能极大增加与反应混合的接触面积，提高反应效率；固体酸催化剂64可通过反应区63底部开设的催化剂装填孔66进行装填和卸料，催化剂装填孔66设有用于开闭的装填阀门，一方面便于工作人员操作，另一方面保证反应塔本体59的密封反应。
64.本实用新型分离体60为倒锥形结构，倒锥形顶面与反应区63相连，倒锥形底面与排水管61相连，入口体积流量大于出口溢流体积流量，此结构提高了分离效率。所述分离体60出水口连接的排水管61设有倒u型管段，倒u型管段顶部与分离体60顶面相齐平，上述设计避免了反应塔本体59内的物料倒流至排水管61内。排水管61出水口与甲醇提纯工段相连接，可进行进一步提纯，得到的纯甲醇能快速循环利用。
65.本实用新型反应区63两端分别设有用于防止固体酸催化剂64流出的第一滤网71和第二滤网72，第一滤网71和第二滤网72结构相同，其直径与反应区63内径相一致，其滤孔直径小于固体酸催化剂64直径。第一滤网71和第二滤网72能分别截留固体酸催化剂64流至排液区62和分离体60内，降低固体酸催化剂64的流失，相较于传统的生物柴油反应塔，具有更加高效的生产力。
66.本实用新型反应区63底部分别设有高纯度脂肪酸和甲醇混合物输入的进料口67，进料口67与外界的进料管68相连，外界的进料管68与前一工况的第一静态混合器14或第二静态混合器18相连。反应区63底部设有与进料口67相连通且用于均匀进料的进料分布盘69，进料分布盘69上均布设有进料分布孔70，高纯度脂肪酸和甲醇混合物通过进料管68进入与之连通的进料分布盘69，并通过若干个进料分布孔70在反应区63实现均匀布料。排液区62侧壁开设有用于生成物排出的出料口73，出料口73与生成物收集工段相连接，生成物在生成物收集工段集中并进入后续生物柴油精炼提纯。
67.本实用新型排液区62顶部分别设有用于调节内部介质压强的调压阀74、以及用于保护系统安全的安全阀75。反应塔本体59内介质反应压强为常压，调压阀74能稳定控制内部处于反应常压，保证反应正常进行。若内部介质压强超过规定安全值时，安全阀75打开，将系统中的一部分气体或流体排入大气，使系统压力不超过规定安全值，从而保证系统不因压力过高而发生事故。安全阀75为自动阀类，必须经过压力试验才能使用。
68.本实用新型所用三相分离器5、膜分离器8、喷雾干燥器、各输送泵、真空泵16、液位计55、各阀门、旋桨式搅拌器431、视镜432、加热盘管433、各蒸汽加热器、静态混合器、液体增压器16、潜水推流式搅拌器、调压阀74和安全阀75均为现有已知电气设备，并且均可在市场上直接购买使用，其结构、电路、以及控制原理均为现有已知技术，因此，关于三相分离器5、膜分离器8、喷雾干燥器、各输送泵、真空泵16、液位计55、各阀门、旋桨式搅拌器431、视镜432、加热盘管433、各蒸汽加热器、静态混合器、液体增压器16、潜水推流式搅拌器、调压阀74和安全阀75的结构、电路、以及控制原理在此不赘述。
69.本实用新型还提供了一种低酸价餐饮废油规模化生产生物柴油系统生产方法，包括以下步骤：
70.步骤a：油脂缓存罐内的低酸价餐饮废油、水解酶缓存罐内的水解酶、以及纯水缓
存罐内的纯水进入酶水解罐内均匀混合后，进行油脂水解反应生成产物脂肪酸、副产物甘油以及其他混合物，反应条件中油脂和水的体积比为6：4，水解酶的质量为油脂重量的5％，水解压力为常压、水解温度55℃、水解时间48小时；
71.步骤b：步骤a中产物脂肪酸通过脂肪酸输送管输送分离，由第四输送泵加压至0.4mpa并经蒸汽加热器预加热进入一级喷雾干燥器内进行一级喷雾干燥，得到脂肪酸一级干燥产物，干燥压力为-0.088mpa，干燥温度为120℃；
72.步骤c：步骤b中的脂肪酸一级干燥产物进入二级喷雾干燥器内进行二级喷雾干燥，得到高纯度脂肪酸，干燥压力为-0.088mpa，干燥温度为120℃；
73.步骤d：步骤a中副产物甘油以及其他混合物通过反应物输送管输送分离至三相分离器内，分离出残渣、剩余油脂以及水-酶-甘油混合液的分离，其中残渣收集至残渣池，油脂收集至油脂罐内；
74.步骤e：步骤d中的水-酶-甘油混合液进入膜分离器内，经再次分离过滤得到副产物甘油和水-酶混合液，其中副产物甘油收集至相收集罐内，水-酶混合液收集至清相收集罐内；
75.步骤f：步骤c中高纯度脂肪酸经第一原料蒸汽加热器加热至110-120℃后与经第一甲醇蒸汽加热器加热至55℃的液态甲醇在第一静态混合器内充分混合，得到原料混合物；
76.步骤g：步骤f中的原料混合物进入第一反应塔内进行第一次催化反应，得到初级反应生成物，即纯度不高的生物柴油，催化条件为常压、110℃，固体酸催化剂为硫酸/二氧化钛so
42-/tio2催化剂；
77.步骤h：步骤g中的初级反应生成物经液体增压器调节至微正压后，再经第二原料蒸汽加热器加热至110-120℃后与经第二甲醇蒸汽加热器加热至55℃的液态甲醇在第二静态混合器充分混合，得到第二混合物；
78.步骤i：步骤h中的第二混合物进入第二反应塔内进行第二次催化反应，得到二级反应生成物，即纯度极高的生物柴油，催化条件为常压、110℃，固体酸催化剂为硫酸/二氧化钛so
42-/tio2催化剂。
79.最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本实用新型的较优实施例用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本实用新型的专利范围；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内；另外，将本实用新型的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。