2018让地沟油由餐桌走向燃烧器实现无害化利用

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　　目前，我国每年生产地沟油量巨大，约400万吨，基本流向为餐饮行业，对人体及社会都是巨大危害。同时，目前对于地沟油分析、提纯等化学方面研究比较集中，但对于地沟油燃烧器直接改造以替代燃油燃料等方面的内容相比较而言很少涉猎。为了做到地沟油的无害利用，发明一种以地沟油燃料替代燃煤及轻、重油燃烧器，以实现地沟油燃烧器的清洁燃烧、节能利用，达到降低排放的目的。　　一、研制背景和意义　　随着石油储量的减少和环境污染的加剧，内燃机替代燃料的研究越来越受到人们的普遍重视。我国石油储量世界排名12位，年开采量却是第5位。据推算，我国石油储量最多开采15年。因此，对于可再生能源的研究不仅是缓解能源危机，更是控制大气污染的有效手段。目前，我国每年生产地沟油量巨大，约400万吨，为了做到地沟油的无害利用，本组发明一种以地沟油燃料替代燃煤及重油燃烧器，以降低排放。国内外研究现状分析：目前，国外方面市面上地沟油流通相对较少，国内目前而言生产量巨大，同时对于地沟油分析、提纯等化学方面研究比较集中，但对于地沟油燃烧器直接改造以替代燃油燃料等方面的研究相比较而言很少涉猎。　　二、设计方案及工作原理　　1.化学成分分析　　柴油主要成分：由烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃、多环芳烃与少量硫（2～60g/kg）、氮（1g/kg）及添加剂组成的混合物。　　地沟油化学成分：二甲胺（C2H7N）、甘油酸（C3H6O4）、乙苯（C8H10）、对二甲苯（C8H10）间二甲苯（C8H10）、甲基乙本（C9H12）、二甲基十一烷（C12H28）。　　2.能源热值等效替换　　从上表可计算出1吨的地沟油产生的热值相当于0.98吨的柴油或者1.42吨的煤。　　3.技术指标　　（1）燃烧效率：轻油的燃烧效率；　　（2）污染物排放：达到相关国家标准，CO、NOx排放低于柴油；　　（3）燃烧稳定性：总不溶物不大于2.5mg/100ml。　　4.燃烧器工作原理　　首先雾化喷嘴将油雾化成油雾，经过受热蒸发变为气态燃料。当气态燃油和空气混合并达到点火条件时便开始着火。基于地沟油元素分析、发热量、粘度、油压等测试数据，对柴油燃烧器进行改造，通过串联连接压力为12Bar的泵、改造为燃烧能力35kg/ h喷嘴、调节最佳进风量、适当的催化剂等措施，由风机、油泵、雾化喷嘴、程序控制器等组成的一体化燃烧器，以实现地沟油燃烧器的清洁燃烧、节能利用。　　改进后的燃烧器仍然具有五大系统：送风系统、点火系统、监测系统、燃料系统、电控系统。送风系统往燃烧室送入一定风速和风量的空气，本燃烧器改进了布风装置使之达到最佳进风量；点火系统用于点燃空气与燃料的混合物；监测系统的功能在于保证燃烧器安全运行；燃料系统用于保证燃烧器燃烧所需要的燃料。　　三、燃烧器设计的创新点　　科学性：地沟油的成分较复杂，其主要化学成分为饱和脂肪酸甘油酯，与燃油一样具有可燃性。地沟油的CO、NOx排放量远低于轻、重油，燃烧安全稳定，具有一定的技术可靠性，硫含量远低于规定柴油标准的0.2%，粘度较柴油运动粘度3.0～8.0mm2/s范围相差不多。同时，进一步提高燃烧器的雾化质量，使地沟油的高效燃烧得以实现。　　先进性：燃烧器涉及到热能工程的方方面面，其工作效率、排放、燃料等问题上具有较高的可挖掘性。目前，市面上燃烧器以燃油、燃气燃烧器为主，地沟油燃烧器与燃煤、重油燃烧器相比较而言，在二氧化硫、杂质等排放上远低于后者，减少大气污染；而与轻油燃烧器相比较，地沟油价格方面较低，同时密度、燃点、稳定性等方面的数据分析相差不大。同时，通过对地沟油燃烧器的雾化、喷嘴、布风等技术的改进，实现地沟油的清洁、可靠燃烧，并且具备高热值。　　四、经济性及节能减排分析　　目前地沟油可分为三类：一是狭义的地沟油，即将下水道中的油腻漂浮物或者将宾馆酒楼的剩饭剩菜（通称泔水）经过简单的加工、提炼出的油。二是劣质猪肉、猪内脏、猪皮加工及提炼后产出的油。三是用于油炸食品的油使用次数超过一定次数后，再被重复利用或往其中添加一定新油后重新使用的油。　　现在我国每年要消耗差不多3000万吨食用油，一半以上依赖进口。另外，大概有400万吨地沟油流入餐桌，将近10%。地沟油回流餐桌是一件令人伤透脑筋的事，最好的解决办法就是进行循环利用，变废为宝。　　每年地沟油产生的热值相当于4台60万kw锅炉的年产热量，同时与轻油燃烧相比计较LCA碳排放量（基准是石化燃油是87.5gCO2，eq/MJ），我们可以看到一代食用油原料比如大豆油棕榈油，及菜籽油的排放都在40以上，非粮能源作物是22，而废弃油脂只有12.5CO2，eq/MJ，这相当于85.7%温室气体减排，减少排放CO、CO2约1148.4万吨，SO2约720吨，粉尘约400吨，是目前比较环保的进料。除此之外，燃烧热值相当于4台60万kw锅炉的年产热量，地沟油含较少导致环境污染的芳香族烷烃，废气对人体的损害低于柴油。