一种提高微波处理生物柴油生产均匀性的管道
阅读：1016发布：2020-07-17
专利汇可以提供一种提高微波处理生物柴油生产均匀性的管道专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及 微波 工业加热领域，特别是一种提高微波处理 生物 柴油 生产均匀性的管道，解决了 现有技术 中微波加热不均匀的技术问题。本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型所公开的一种提高微波处理生物柴油生产均匀性的管道，包括：可实现管道内部 流体 流动的搅拌装置。本实用新型所公开的一种提高微波处理生物柴油生产均匀性的管道，通过这是具有45° 角 度差的十字螺旋结构，实现管道内部流体的自搅拌，大大提高生物柴油生产的微波加热均匀性。，下面是一种提高微波处理生物柴油生产均匀性的管道专利的具体信息内容。
一种提高微波处理生物柴油生产均匀性的管道
技术领域
[0001] 本实用新型涉及微波工业加热领域，特别是指一种提高微波处理生物柴油生产均匀性的管道。
背景技术
[0002] 生物柴油(Biodiesel)提炼自动植物油，普遍用于拖拉机、卡车、船舶等。它是指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕榈等，野生油料植物和工程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通过酯交换或热化学工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油作为一种新型的能源燃料，因其具有低碳排放、无毒可降解、并且可以从菜油、动物油和食品废油大规模生产，作为目前最有可能替代传统化石燃料的清洁能源，近年来受到了强烈的关注。
[0003] 新型技术如微波能技术作为一种新型的加热方式也被用来辅助生物柴油的生产，大大加快化学反应进程，易于控制，提高产量等优点，带来了意想不到的效果。现有技术中也存在很多微波加热技术应用于生物柴油生产中的研究。然而，由于微波与化学反应是一个非常复杂的互作用体系，当大功率微波应用于催化化学反应时往往会伴随热失控和热点的产生，可能导致反应物损坏，甚至爆炸等安全问题的发生。
[0004] 用微波处理静态生物柴油反应过程中，热点等非均匀加热问题是无法避免的。在工业应用中，由于2450MHz较短的透射深度，这一非均匀加热现象更加明显和剧烈且有可能会带来严重的安全问题。而使用流动的连续处理方式一方面可以通过较小的加热尺寸来避免严重的加热不均匀现象，还可以利用较小的腔体尺寸和设备功率来实现较大规模的生产。
[0006] 亟待出现一种能够解决上述问题的生物柴油新型反应装置。实用新型内容
[0007] 本实用新型公开的一种提高微波处理生物柴油生产均匀性的管道，解决了现有技术中微波加热不均匀的技术问题。
[0008] 本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型所公开的一种提高微波处理生物柴油生产均匀性的管道，包括：可实现管道内部流体流动的搅拌装置。
[0009] 进一步地，所述搅拌装置为十字螺旋结构，所述十字螺旋结构为圆柱形十字螺旋结构。
[0010] 优选地，所述搅拌装置为两个具有角度差的十字螺旋结构。
[0011] 优选地，所述两个十字螺旋结构的角度差为45°。
[0012] 优选地，所述两个十字螺旋结构的高度差为10mm。
[0014] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015] 图1：本实用新型的俯视截图；
[0016] 图2：本实用新型的正视透视图；
[0017] 其中：1、管道；2、十字螺旋结构。
具体实施方式
[0018] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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作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。
[0019] 本实用新型所公开的一种提高微波处理生物柴油生产均匀性的管道，包括：可实现管道内部流体流动的搅拌装置。
[0020] 进一步地，所述搅拌装置为十字螺旋结构2，所述十字螺旋结构为圆柱形十字螺旋结构2。
[0021] 优选地，所述搅拌装置为两个具有角度差的十字螺旋结构2。
[0022] 优选地，所述两个十字螺旋结构2的角度差为45°。
[0023] 优选地，所述两个十字螺旋结构2的高度差为10mm。
[0024] 本实用新型所公开的十字螺旋结构2影响内部流体自搅拌效果的因素包括有十字螺旋结构2圆柱形的直径d、两个十字螺旋结构2的角度差a和两个十字螺旋结构2的高度差h。
[0025] 为获得更好的微波加热效果，对直径d、角度差a和告诉差h进行优化设计。
[0026] 在模型中，设置角度差a的扫参值为20°、30°和45°；高度差设置的扫参值选取为6mm、8mm和10mm；圆柱直径选取为1.2mm、1.6mm和2mm。
[0027] 计算过程中选取的初始流速为8cm/s。
[0028] 角度差a为20°、30°和45°时，管道1上表面两点所在直径线上的温度分布情况，图中9条线对应着不同d值和h值。从该温度分布可以看出，整体上来说当十字螺旋结构2的角度差为45°时，均匀性的效果较好。
[0029] 高度差h和圆柱直径值d对左半部分的分布影响不大，基本都处于大于340K的范围。而右半部分仅有3条曲线的值全部在大于339K的情况，而这三条曲线都是高度差为10mm时的计算结果。
[0030] 圆柱直径d对均匀性的分布并不大，所以在加工中选择20mm的直径来降低加工精度误差带来的影响。因此带有十字螺旋结构2的反应容器选用所a＝45°、h＝10mm、d＝20mm的结构。基于此结构，在流速8cm/s情况下，有无十字螺旋结构2的上表面温度分布通过对比可以看出带有内部螺旋结构的加热均匀性明显提高，且加热的效率也提高了一倍。
[0031] 可以看到在试管不变的情况下，4cm/s的流量更合适处理生物柴油反应，主要是由于处理后的反应溶液温度的均匀性较高，且都已达到了接近沸点的水平。研究发现，连续的加热方式在一定程度上避免了静态处理中由于2450MHz微波辐射下反应体系较短的透射深度造成的非均匀加热问题，但高流速状况下仍然存在一定的加热不均匀性，这主要是试管中流体速度场较大的分布梯度造成的。
[0032] 通过在反应容器内添加十字螺旋结构2，从而改善流体速度场分布的梯度，不仅提高了一倍处理量，而且极大的提升了温度及浓度的均匀性。
[0033] 本实用新型所公开的一种提高微波处理生物柴油生产均匀性的管道，通过这是具有45°角度差的十字螺旋结构2，实现管道内部流体的自搅拌，大大提高生物柴油生产的微波加热均匀性。
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