本發(fā)明涉及微藻高能效處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種蒸汽再壓縮和熱量交換集成的微藻油脂萃取系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
化石燃料的逐漸衰竭及其導(dǎo)致的溫室效應(yīng)等問題促進(jìn)了可再生能源的快速發(fā)展。生物能源展現(xiàn)了可持續(xù)性、環(huán)境友好性以及很好地適應(yīng)性，此外，生物能源還可以降低co2的排放，是一種很好的化石燃料替代品。生物能源按其原料不同大致可分為三代。第一代生物能源其原料包括糖、谷物以及油料作物種子等，但是由于其對耕地的占用，利用以可食用生物質(zhì)為原料的生物能源是不切實際的；第二代生物能源原料是非食用性纖維素生物質(zhì)，包括農(nóng)林廢棄物以及非食用性生物質(zhì)，但是對第二代生物能源的利用還存在一系列的技術(shù)問題；第三代生物能源原料則以微藻為主。一些微藻在適宜的環(huán)境條件下，每單位質(zhì)量的干藻最高可以生產(chǎn)50～70％的油脂。然而，在工業(yè)化生產(chǎn)之前，必須解決技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問題。微藻復(fù)雜的生產(chǎn)路線(包括培養(yǎng)、收獲、干燥、油脂萃取和酯基轉(zhuǎn)移)導(dǎo)致了生物柴油的高生產(chǎn)費用。
干燥和油脂萃取是油脂萃取一系列生產(chǎn)路線中耗能最大的部分，占用了大約90％的能量。傳統(tǒng)工藝中油脂萃取時僅將分餾柱頂部的溶劑回收，沒有充分利用熱能。
因此，有必要研究高能效的微藻干燥和油脂萃取過程。盡管微藻干燥中的熱循環(huán)技術(shù)以及用有機(jī)溶劑進(jìn)行油脂萃取等技術(shù)一直在不斷發(fā)展，對于微藻干燥和油脂萃取的綜合能量評估仍舊缺乏。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供了一種蒸汽再壓縮和熱量交換集成的微藻油脂萃取系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是蒸汽再壓縮和熱量交換集成的微藻油脂萃取系統(tǒng)，包括油脂萃取和溶劑回收兩個部分，所述油脂萃取部分包括混合器，所述混合器內(nèi)由干藻與溶劑匯入，所述混合器的出口管路依次連接裂解反應(yīng)器、分離器ⅰ、換熱器ⅰ以及分餾柱，所述分餾柱的底部出口管經(jīng)換熱器ⅱ連接分離器ⅱ分離出藻油；
所述溶劑回收部分包括在所述分餾柱的頂部出口管上連接壓縮機(jī)和分流器，分流器分流成兩路熱交換：一路泵入換熱器ⅰ、另一路連接換熱器ⅱ，所述換熱器ⅰ和換熱器ⅱ分別為所述分餾柱前混合物和所述分餾柱底部油脂/溶劑混合物加熱，兩路熱交換后匯合至所述混合器的入口。
所述裂解反應(yīng)器的頂部設(shè)置有廢氣排放口。
所述分離器ⅰ的底部設(shè)置有固體廢物排放管。
所述換熱器ⅰ經(jīng)冷卻器連接至所述混合器的入口。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
1、溶劑回收階段，通過對分餾柱頂部能量回收以及引入壓縮機(jī)，回收分餾柱頂部氣流的能量，用于蒸餾前混合物和分餾柱底部油脂/溶劑加熱，提高能效，免去設(shè)置預(yù)熱器和重沸器。
2、相對傳統(tǒng)的微藻油脂萃取系統(tǒng)而言，該過程蒸餾柱中得到的餾出物進(jìn)行了蒸汽再壓縮，一部分再壓縮的氣流回到換熱器和油脂/溶劑混合物交換能量，另一部分再壓縮的氣流進(jìn)入換熱器用于加熱底部氣流(精油)。
3、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，相對傳統(tǒng)工藝節(jié)約了9.3％的能量，整過程很好地降低了操作費用，并實現(xiàn)了對微藻干燥和油脂萃取的綜合分析。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記：1—混合器，2—冷卻器，3—裂解反應(yīng)器，4—分離器ⅰ，5—換熱器ⅰ，6—分餾柱，7—分離器，8—壓縮機(jī)ⅱ，9—分流器，10—換熱器ⅱ。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步描述。
本發(fā)明蒸汽再壓縮和熱量交換集成的微藻油脂萃取系統(tǒng)，包括油脂萃取和溶劑回收兩個部分，所述油脂萃取部分包括混合器1，干藻與溶劑一起匯入混合器1內(nèi)，所述混合器1的出口管路依次連接裂解反應(yīng)器3、分離器ⅰ4、換熱器ⅰ5以及分餾柱6，所述分餾柱6的底部出口管經(jīng)換熱器ⅱ10連接分離器ⅱ7分離出藻油；所述裂解反應(yīng)器3從微藻中萃取油脂并輸送至所述分離器ⅰ4，所述分離器ⅰ4的底部分離排出固體廢物，所述分離器ⅰ4中部出口管經(jīng)換熱器ⅰ5連接至分餾柱6的入口，；所述分餾柱6分離化學(xué)溶劑和微藻油脂，回收化學(xué)溶劑；所述裂解反應(yīng)器3的頂部排出廢氣；所述分餾柱6的頂部出口管上設(shè)置有壓縮機(jī)8，所述壓縮機(jī)8出口管上連接分流器9，再分別泵入換熱器ⅰ5和換熱器ⅱ10熱交換，所述換熱器ⅰ5和換熱器ⅱ10分別為所述分餾柱6前混合物和所述分餾柱6底部油脂/溶劑混合物加熱；所述換熱器ⅰ5，經(jīng)冷卻器2匯合至所述混合器1。
所述溶劑回收部分包括由所述分餾柱6頂部出口管上連接壓縮機(jī)8和分流器9，分流器9分流成兩路熱交換：一路泵入至換熱器ⅰ5、另一部連接換熱器ⅱ10，所述換熱器ⅰ5和換熱器ⅱ10分別為所述分餾柱6前混合物和所述分餾柱6底部油脂/溶劑混合物加熱，兩路熱交換后匯合至所述混合器1的入口。
本發(fā)明的工作過程如下：
干藻通過泵運輸?shù)交旌掀?，同外加溶劑以及換熱器ⅰ5和換熱器ⅱ10回收得到的溶劑混合均勻，進(jìn)入裂解反應(yīng)器3反應(yīng)，廢氣排出，再進(jìn)入分離器ⅰ4排出固體廢棄物；在換熱器ⅰ5與來自壓縮機(jī)8的氣體換熱，進(jìn)入分餾柱6，對分餾柱6頂部氣流回收，經(jīng)過壓縮機(jī)8壓縮成高溫高壓氣體后由分流器9分流，一部分供給換熱器ⅰ5用于加熱進(jìn)入分餾柱6的油脂/溶劑混合物，另一部分供給換熱器ⅱ10用于加熱分餾柱6底部出來的油脂/溶劑；分餾柱6底部經(jīng)分離器ⅱ7流出的是溶劑回收后的藻油提取，頂部有氣流回流至分餾柱6內(nèi)進(jìn)行繼續(xù)分餾操作。
本發(fā)明不局限于上述的具體實施方式，本領(lǐng)域的相關(guān)人員在不脫離本發(fā)明系統(tǒng)形式的情況下，做出的運行及控制模式變更均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。