【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废弃生物油除杂，具体涉及一种废弃生物油深度脱氯脱金属的装置和方法。
技术介绍
1、废弃生物油（包括但不局限于餐厨废弃油脂）是一种可回收利用的资源，对其进行化学和物理转化或物理精制后可以变废为宝，产生可观的经济效益和社会效益。目前的官宣产能几乎大部分采用的是油脂加氢(hefa)路线。据不同机构的预测，由于其他路线技术不成熟，生产成本较高，2030年前，油脂加氢仍将处于主导地位。通过对废弃生物油进行预处理、加氢处理、加氢转化以及分馏，最后制成生物航煤。利用废弃生物油为原料来生产生物航煤不仅价格便宜、原料易得，并且对废弃生物油的综合治理非常有利，经济效益也非常可观。
2、废弃生物油的主要成分为废弃食物油及动物脂肪等，常温下粘度较大，加热至80-90℃后流动性较好。但是，由于食品加工行业中化学添加剂和餐饮行业各种调味品的添加，废弃生物油中含有大量的水溶性重金属及氯盐，导致后续加工生产生物航煤过程中的催化剂出现失活、中毒等问题、最终造成运行周期短、产品质量不合格、能耗大，甚至无法获得产品的严重后果，从而大大制约废弃生物油的综合利用。
3、目前最常见的脱盐方法是将热水注入餐厨废弃油脂中进行混合洗涤，使餐厨废弃油脂中的水溶性金属盐类溶解或分散在水中后，再通过油水分离的方法脱除水分，实现脱除油品中盐分的目的。然而，现有的技术通常直接向储油罐中直接注入一定量的热水，并施加机械搅拌来加强油水两相的混合，混合后的油水两相直接采用离心分离法进行油水分离，噪音与动力能耗大，维护困难，同时油水分离效果差，废弃生物油中会
4、cn113088401a公开了一种餐厨废弃油脂预处理系统，该系统包括餐厨废弃油脂储罐、加热搅拌罐、油水混合器、超声破乳罐、油水分离装置及脱硫塔，餐厨废弃油脂储罐出口通过管路与加热搅拌罐进口相连；油水混合器顶部设有热水进口，热水进口连有热水管，加热搅拌罐出口通过管路与油水混合器进口相连；油水混合器出口通过管路与超声破乳罐进口相连；油水分离装置上部设有排油口，超声破乳罐出口通过管路与油水分离装置进口相连。该专利技术结构简单，运行稳定，维护方便。
5、然而，该套预处理系统仍存在以下缺陷：
6、（1）超声破乳的工业化应用落地投资较高，且需要经常停车维护，维修成本较大；（2）流程处理效果不佳，仅通过单程旋流混合+超声破乳+聚结油水分离可能达不到预处理要求，额外串联处理单元也会进一步增加投资成本，能耗也较高。
技术实现思路
1、本专利技术针对目前废弃生物油中重金属及氯含量过高，引起后续加氢反应催化剂中毒、失活等问题，提出了一种废弃生物油深度脱氯脱金属的装置和方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、本专利技术的第一个方面，在于提供了一种废弃生物油深度脱氯脱金属的装置，包括卧式罐体、按废弃生物油流动方向依次设置在所述卧式罐体内部的注酸混合强化洗涤模块、酸滴内循环深度萃取模块和纤维凝聚酸水分离模块；其中：
4、所述卧式罐体上设置有进料管、排油口和水包；
5、所述注酸混合强化洗涤模块包括依次与所述进料管连接的微酸滴发生器和液体分配器，以及与所述液体分配器的尾端连通的若干个洗涤芯管；所述微酸滴发生器用于产生微细酸滴，所述洗涤芯管用于强化酸滴与废弃生物油之间的湍动混合；
6、所述酸滴内循环深度萃取模块，包括依次连接的截面面积渐缩的流体提速段、截面等径的内循环萃取段和截面面积渐扩的缓冲段，所述内循环萃取段由亲水疏油纤维模块构成；
7、所述纤维凝聚酸水分离模块由亲水疏油纤维模块构成。
8、本专利技术进一步设置为，所述洗涤芯管包括起旋段和变压段，其中：
9、所述起旋段的前端与液体分配器的尾端连通；所述起旋段包括筒体，位于筒体轴心的支撑杆，以及围绕所述支撑杆设置的螺旋叶片，所述螺旋叶片包括由前至后连接的右旋叶片和左旋叶片；
10、所述螺旋叶片的螺旋角α为35-45°。
11、本专利技术进一步设置为，所述变压段包括依次连通的起旋缓冲区、变压震荡区和变压缓冲区，所述变压震荡区为截面面积由渐缩、等径到渐扩连续变化的文丘里式结构，所述变压段的起旋缓冲区与起旋段的尾端连通；
12、所述起旋段与变压段的长度之比为3:2-1:1，所述变压段的最大横截面与最小横截面的面积之比为3:1-2:1。
13、本专利技术进一步设置为，所述内循环萃取段和纤维凝聚酸水分离模块中的亲水疏油纤维模块均为耐酸耐腐蚀的纤维模块，所述纤维模块内置多组平行排列的亲水疏油纤维；
14、所述亲水疏油纤维模块采用x型编制方式，其孔隙率为0.7-0.8，其纤维直径为100-200μm；
15、所述亲水疏油纤维模块是采用聚乙烯亚胺和含氟材料混编而成；
16、所述酸滴内循环深度萃取模块和纤维凝聚酸水分离模块的亲水疏油纤维模块的横截面积比为0.7-0.8。
17、本专利技术进一步设置为，所述酸滴内循环深度萃取模块中的内循环萃取段的横截面积为卧式罐体横截面积的0.7-0.8倍；
18、所述纤维凝聚酸水分离模块的整体长度与酸滴内循环深度萃取模块的整体长度的之比为1:1-2:3。
19、本专利技术进一步设置为，所述装置还包括稳流模块，所述稳流模块包括设置在所述酸滴内循环深度萃取模块前后两侧的整流板。
20、本专利技术的第二个方面，基于上述装置，提供了一种废弃生物油深度脱氯脱金属的方法，包括以下步骤：
21、（ⅰ）初步洗脱：通过微酸滴发生器产生微细酸滴，并将其均匀乳化至废弃生物油中，得到含酸废弃生物油，然后经液体分配器均匀注入洗涤芯管内，强化酸滴与油相的混合，实现氯与重金属的初步洗脱；
22、（ⅱ）深度洗脱：初步洗脱后的含酸废弃生物油进入文丘里式的酸滴内循环深度萃取模块，经初步提速后进入内循环萃取段，酸滴粘附在亲水疏油纤维模块上，在外部流体较强剪切力的作用下，酸滴两侧形成马蹄形对称交叉流动区，发生内循环，捕获油相中的氯与重金属；同时，内循环加速了酸滴表面更新，从而在扩散传质的基础上加强对流传质萃取氯与重金属，最终实现氯与重金属的深度洗脱；
23、（ⅲ）酸水分离：深度洗脱后的含酸废弃生物油进入纤维凝聚酸水分离模块，微细酸滴在亲水疏油纤维模块上捕获、聚并、生长成为大酸滴，最终从卧式罐体底部的水包分离，净化后的生物油自排油口送至下游。
24、本专利技术进一步设置为，在步骤（ⅰ）中，废弃生物油中注酸的比例根据进口废弃生物油中的金属含量而定，具体如下：
25、（a）若进口废弃生物油的总金属含量在100ppm以内，注酸量为油相总体积的5%以内；
26、（b）若进口废弃生物油的总金属含量在100-500ppm之间，注酸量为油相总体积的6-8%；
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1.一种废弃生物油深度脱氯脱金属的装置，其特征在于，包括卧式罐体（1）、按废弃生物油流动方向依次设置在所述卧式罐体（1）内部的注酸混合强化洗涤模块（2）、酸滴内循环深度萃取模块（3）和纤维凝聚酸水分离模块（4）；其中：
2.根据权利要求1所述的废弃生物油深度脱氯脱金属的装置，其特征在于，所述洗涤芯管（23）包括起旋段（231）和变压段（232），其中：
3.根据权利要求2所述的废弃生物油深度脱氯脱金属的装置，其特征在于，所述变压段（232）包括依次连通的起旋缓冲区（236）、变压震荡区（237）和变压缓冲区（238），所述变压震荡区（237）为截面面积由渐缩、等径到渐扩连续变化的文丘里式结构，所述变压段（232）的起旋缓冲区（236）与起旋段（231）的尾端连通；
4.根据权利要求1所述的废弃生物油深度脱氯脱金属的装置，其特征在于，所述内循环萃取段（32）和纤维凝聚酸水分离模块（4）中的亲水疏油纤维模块均为耐酸耐腐蚀的纤维模块，所述纤维模块内置多组平行排列的亲水疏油纤维；
5.根据权利要求1所述的废弃生物油深度脱氯脱金属的装置，其特
6.根据权利要求1所述的废弃生物油深度脱氯脱金属的装置，其特征在于，所述装置还包括稳流模块，所述稳流模块包括设置在所述酸滴内循环深度萃取模块（3）前后两侧的整流板（5）。
7.一种废弃生物油深度脱氯脱金属的方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的废弃生物油深度脱氯脱金属的装置，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的废弃生物油深度脱氯脱金属的方法，其特征在于，在步骤（Ⅰ）中，废弃生物油中注酸的比例根据进口废弃生物油中的金属含量而定，具体如下：
9.根据权利要求7所述的废弃生物油深度脱氯脱金属的方法，其特征在于，所述微细酸滴为有机酸，所述有机酸的浓度为0.5-1wt%；
10.根据权利要求7所述的废弃生物油深度脱氯脱金属的方法，其特征在于，进入卧式罐体（1）的废弃生物油的温度需控制在90-110℃；废弃生物油进入酸滴内循环深度萃取模块（3）时的截面流速控制在0.01-0.015m/s；废弃生物油进入纤维凝聚酸水分离模块（4）时的截面流速控制在0.003-0.005m/s。
...【技术特征摘要】
1.一种废弃生物油深度脱氯脱金属的装置，其特征在于，包括卧式罐体（1）、按废弃生物油流动方向依次设置在所述卧式罐体（1）内部的注酸混合强化洗涤模块（2）、酸滴内循环深度萃取模块（3）和纤维凝聚酸水分离模块（4）；其中：
2.根据权利要求1所述的废弃生物油深度脱氯脱金属的装置，其特征在于，所述洗涤芯管（23）包括起旋段（231）和变压段（232），其中：
3.根据权利要求2所述的废弃生物油深度脱氯脱金属的装置，其特征在于，所述变压段（232）包括依次连通的起旋缓冲区（236）、变压震荡区（237）和变压缓冲区（238），所述变压震荡区（237）为截面面积由渐缩、等径到渐扩连续变化的文丘里式结构，所述变压段（232）的起旋缓冲区（236）与起旋段（231）的尾端连通；
4.根据权利要求1所述的废弃生物油深度脱氯脱金属的装置，其特征在于，所述内循环萃取段（32）和纤维凝聚酸水分离模块（4）中的亲水疏油纤维模块均为耐酸耐腐蚀的纤维模块，所述纤维模块内置多组平行排列的亲水疏油纤维；
5.根据权利要求1所述的废弃生物油深度脱氯脱金属的装置，其特征在于，所述酸滴内循环深度萃取模块（3...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨强，李宇，韩鑫，钱运东，刘懿谦，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：
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