【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于廢棄生物油除雜，具體涉及一種廢棄生物油深度脫氯脫金屬的裝置和方法。
技術介紹
1、廢棄生物油（包括但不局限于餐廚廢棄油脂）是一種可回收利用的資源，對其進行化學和物理轉化或物理精制后可以變廢為寶，產生可觀的經濟效益和社會效益。目前的官宣產能幾乎大部分采用的是油脂加氫(hefa)路線。據不同機構的預測，由于其他路線技術不成熟，生產成本較高，2030年前，油脂加氫仍將處于主導地位。通過對廢棄生物油進行預處理、加氫處理、加氫轉化以及分餾，最后制成生物航煤。利用廢棄生物油為原料來生產生物航煤不僅價格便宜、原料易得，并且對廢棄生物油的綜合治理非常有利，經濟效益也非常可觀。
2、廢棄生物油的主要成分為廢棄食物油及動物脂肪等，常溫下粘度較大，加熱至80-90℃后流動性較好。但是，由于食品加工行業中化學添加劑和餐飲行業各種調味品的添加，廢棄生物油中含有大量的水溶性重金屬及氯鹽，導致后續加工生產生物航煤過程中的催化劑出現失活、中毒等問題、最終造成運行周期短、產品質量不合格、能耗大，甚至無法獲得產品的嚴重后果，從而大大制約廢棄生物油的綜合利用。
3、目前最常見的脫鹽方法是將熱水注入餐廚廢棄油脂中進行混合洗滌，使餐廚廢棄油脂中的水溶性金屬鹽類溶解或分散在水中后，再通過油水分離的方法脫除水分，實現脫除油品中鹽分的目的。然而，現有的技術通常直接向儲油罐中直接注入一定量的熱水，并施加機械攪拌來加強油水兩相的混合，混合后的油水兩相直接采用離心分離法進行油水分離，噪音與動力能耗大，維護困難，同時油水分離效果差，廢棄生物油中會
4、cn113088401a公開了一種餐廚廢棄油脂預處理系統，該系統包括餐廚廢棄油脂儲罐、加熱攪拌罐、油水混合器、超聲破乳罐、油水分離裝置及脫硫塔，餐廚廢棄油脂儲罐出口通過管路與加熱攪拌罐進口相連；油水混合器頂部設有熱水進口，熱水進口連有熱水管，加熱攪拌罐出口通過管路與油水混合器進口相連；油水混合器出口通過管路與超聲破乳罐進口相連；油水分離裝置上部設有排油口，超聲破乳罐出口通過管路與油水分離裝置進口相連。該專利技術結構簡單，運行穩定，維護方便。
5、然而，該套預處理系統仍存在以下缺陷：
6、（1）超聲破乳的工業化應用落地投資較高，且需要經常停車維護，維修成本較大；（2）流程處理效果不佳，僅通過單程旋流混合+超聲破乳+聚結油水分離可能達不到預處理要求，額外串聯處理單元也會進一步增加投資成本，能耗也較高。
技術實現思路
1、本專利技術針對目前廢棄生物油中重金屬及氯含量過高，引起后續加氫反應催化劑中毒、失活等問題，提出了一種廢棄生物油深度脫氯脫金屬的裝置和方法。
2、為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下：
3、本專利技術的第一個方面，在于提供了一種廢棄生物油深度脫氯脫金屬的裝置，包括臥式罐體、按廢棄生物油流動方向依次設置在所述臥式罐體內部的注酸混合強化洗滌模塊、酸滴內循環深度萃取模塊和纖維凝聚酸水分離模塊；其中：
4、所述臥式罐體上設置有進料管、排油口和水包；
5、所述注酸混合強化洗滌模塊包括依次與所述進料管連接的微酸滴發生器和液體分配器，以及與所述液體分配器的尾端連通的若干個洗滌芯管；所述微酸滴發生器用于產生微細酸滴，所述洗滌芯管用于強化酸滴與廢棄生物油之間的湍動混合；
6、所述酸滴內循環深度萃取模塊，包括依次連接的截面面積漸縮的流體提速段、截面等徑的內循環萃取段和截面面積漸擴的緩沖段，所述內循環萃取段由親水疏油纖維模塊構成；
7、所述纖維凝聚酸水分離模塊由親水疏油纖維模塊構成。
8、本專利技術進一步設置為，所述洗滌芯管包括起旋段和變壓段，其中：
9、所述起旋段的前端與液體分配器的尾端連通；所述起旋段包括筒體，位于筒體軸心的支撐桿，以及圍繞所述支撐桿設置的螺旋葉片，所述螺旋葉片包括由前至后連接的右旋葉片和左旋葉片；
10、所述螺旋葉片的螺旋角α為35-45°。
11、本專利技術進一步設置為，所述變壓段包括依次連通的起旋緩沖區、變壓震蕩區和變壓緩沖區，所述變壓震蕩區為截面面積由漸縮、等徑到漸擴連續變化的文丘里式結構，所述變壓段的起旋緩沖區與起旋段的尾端連通；
12、所述起旋段與變壓段的長度之比為3:2-1:1，所述變壓段的最大橫截面與最小橫截面的面積之比為3:1-2:1。
13、本專利技術進一步設置為，所述內循環萃取段和纖維凝聚酸水分離模塊中的親水疏油纖維模塊均為耐酸耐腐蝕的纖維模塊，所述纖維模塊內置多組平行排列的親水疏油纖維；
14、所述親水疏油纖維模塊采用x型編制方式，其孔隙率為0.7-0.8，其纖維直徑為100-200μm；
15、所述親水疏油纖維模塊是采用聚乙烯亞胺和含氟材料混編而成；
16、所述酸滴內循環深度萃取模塊和纖維凝聚酸水分離模塊的親水疏油纖維模塊的橫截面積比為0.7-0.8。
17、本專利技術進一步設置為，所述酸滴內循環深度萃取模塊中的內循環萃取段的橫截面積為臥式罐體橫截面積的0.7-0.8倍；
18、所述纖維凝聚酸水分離模塊的整體長度與酸滴內循環深度萃取模塊的整體長度的之比為1:1-2:3。
19、本專利技術進一步設置為，所述裝置還包括穩流模塊，所述穩流模塊包括設置在所述酸滴內循環深度萃取模塊前后兩側的整流板。
20、本專利技術的第二個方面，基于上述裝置，提供了一種廢棄生物油深度脫氯脫金屬的方法，包括以下步驟：
21、（?。┏醪较疵摚和ㄟ^微酸滴發生器產生微細酸滴，并將其均勻乳化至廢棄生物油中，得到含酸廢棄生物油，然后經液體分配器均勻注入洗滌芯管內，強化酸滴與油相的混合，實現氯與重金屬的初步洗脫；
22、（ⅱ）深度洗脫：初步洗脫后的含酸廢棄生物油進入文丘里式的酸滴內循環深度萃取模塊，經初步提速后進入內循環萃取段，酸滴粘附在親水疏油纖維模塊上，在外部流體較強剪切力的作用下，酸滴兩側形成馬蹄形對稱交叉流動區，發生內循環，捕獲油相中的氯與重金屬；同時，內循環加速了酸滴表面更新，從而在擴散傳質的基礎上加強對流傳質萃取氯與重金屬，最終實現氯與重金屬的深度洗脫；
23、（ⅲ）酸水分離：深度洗脫后的含酸廢棄生物油進入纖維凝聚酸水分離模塊，微細酸滴在親水疏油纖維模塊上捕獲、聚并、生長成為大酸滴，最終從臥式罐體底部的水包分離，凈化后的生物油自排油口送至下游。
24、本專利技術進一步設置為，在步驟（?。┲?，廢棄生物油中注酸的比例根據進口廢棄生物油中的金屬含量而定，具體如下：
25、（a）若進口廢棄生物油的總金屬含量在100ppm以內，注酸量為油相總體積的5%以內；
26、（b）若進口廢棄生物油的總金屬含量在100-500ppm之間，注酸量為油相總體積的6-8%；
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1.一種廢棄生物油深度脫氯脫金屬的裝置，其特征在于，包括臥式罐體（1）、按廢棄生物油流動方向依次設置在所述臥式罐體（1）內部的注酸混合強化洗滌模塊（2）、酸滴內循環深度萃取模塊（3）和纖維凝聚酸水分離模塊（4）；其中：
2.根據權利要求1所述的廢棄生物油深度脫氯脫金屬的裝置，其特征在于，所述洗滌芯管（23）包括起旋段（231）和變壓段（232），其中：
3.根據權利要求2所述的廢棄生物油深度脫氯脫金屬的裝置，其特征在于，所述變壓段（232）包括依次連通的起旋緩沖區（236）、變壓震蕩區（237）和變壓緩沖區（238），所述變壓震蕩區（237）為截面面積由漸縮、等徑到漸擴連續變化的文丘里式結構，所述變壓段（232）的起旋緩沖區（236）與起旋段（231）的尾端連通；
4.根據權利要求1所述的廢棄生物油深度脫氯脫金屬的裝置，其特征在于，所述內循環萃取段（32）和纖維凝聚酸水分離模塊（4）中的親水疏油纖維模塊均為耐酸耐腐蝕的纖維模塊，所述纖維模塊內置多組平行排列的親水疏油纖維；
5.根據權利要求1所述的廢棄生物油深度脫氯脫金屬的裝置，其特
6.根據權利要求1所述的廢棄生物油深度脫氯脫金屬的裝置，其特征在于，所述裝置還包括穩流模塊，所述穩流模塊包括設置在所述酸滴內循環深度萃取模塊（3）前后兩側的整流板（5）。
7.一種廢棄生物油深度脫氯脫金屬的方法，其特征在于，采用權利要求1-6任一項所述的廢棄生物油深度脫氯脫金屬的裝置，包括以下步驟：
8.根據權利要求7所述的廢棄生物油深度脫氯脫金屬的方法，其特征在于，在步驟（Ⅰ）中，廢棄生物油中注酸的比例根據進口廢棄生物油中的金屬含量而定，具體如下：
9.根據權利要求7所述的廢棄生物油深度脫氯脫金屬的方法，其特征在于，所述微細酸滴為有機酸，所述有機酸的濃度為0.5-1wt%；
10.根據權利要求7所述的廢棄生物油深度脫氯脫金屬的方法，其特征在于，進入臥式罐體（1）的廢棄生物油的溫度需控制在90-110℃；廢棄生物油進入酸滴內循環深度萃取模塊（3）時的截面流速控制在0.01-0.015m/s；廢棄生物油進入纖維凝聚酸水分離模塊（4）時的截面流速控制在0.003-0.005m/s。
...【技術特征摘要】
1.一種廢棄生物油深度脫氯脫金屬的裝置，其特征在于，包括臥式罐體（1）、按廢棄生物油流動方向依次設置在所述臥式罐體（1）內部的注酸混合強化洗滌模塊（2）、酸滴內循環深度萃取模塊（3）和纖維凝聚酸水分離模塊（4）；其中：
2.根據權利要求1所述的廢棄生物油深度脫氯脫金屬的裝置，其特征在于，所述洗滌芯管（23）包括起旋段（231）和變壓段（232），其中：
3.根據權利要求2所述的廢棄生物油深度脫氯脫金屬的裝置，其特征在于，所述變壓段（232）包括依次連通的起旋緩沖區（236）、變壓震蕩區（237）和變壓緩沖區（238），所述變壓震蕩區（237）為截面面積由漸縮、等徑到漸擴連續變化的文丘里式結構，所述變壓段（232）的起旋緩沖區（236）與起旋段（231）的尾端連通；
4.根據權利要求1所述的廢棄生物油深度脫氯脫金屬的裝置，其特征在于，所述內循環萃取段（32）和纖維凝聚酸水分離模塊（4）中的親水疏油纖維模塊均為耐酸耐腐蝕的纖維模塊，所述纖維模塊內置多組平行排列的親水疏油纖維；
5.根據權利要求1所述的廢棄生物油深度脫氯脫金屬的裝置，其特征在于，所述酸滴內循環深度萃取模塊（3...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊強，李宇，韓鑫，錢運東，劉懿謙，
申請(專利權)人：華東理工大學，
類型：發明
國別省市：
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