專(zhuān)利名稱(chēng)：提純過(guò)程和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及對(duì)廢料的處理，特別是對(duì)從工業(yè)、商業(yè)或家用過(guò)程中產(chǎn)生的廢料的處理，例如從制造業(yè)過(guò)程、食品制備和烹調(diào)過(guò)程等中得到的化學(xué)廢料。更特別地，本發(fā)明涉及一種方法和設(shè)備，用于從制造業(yè)或其它過(guò)程得到的化學(xué)廢料中分離有用成分或可回收材料，通過(guò)提純廢料以去除無(wú)用材料，特別是無(wú)用的化學(xué)材料，以便回收的有用成分可以被使用、再生或進(jìn)一步加工，并且通過(guò)再循環(huán)或再處理無(wú)用材料，選擇性地再利用無(wú)用材料。甚至更特別地，本發(fā)明涉及提純含有脂肪、油和油脂等(FOG)的化學(xué)工業(yè)廢物，以回收FOG材料，以便它們可以被再使用，特別是作為燃料，例如非生物柴油機(jī)燃料，在多種不同目的的內(nèi)燃機(jī)范圍中再使用，例如在大工業(yè)中心的發(fā)電裝置中，用于產(chǎn)生電以用于向社區(qū)供應(yīng)電力，用于工業(yè)工廠中或用于電力回輸?shù)絿?guó)家、城市、地區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等的一般輸電網(wǎng)。本發(fā)明提出了一種以成本有效方式處理油脂廢料的含水混合物的特別使用以便從處理油脂廢料中獲得的提純的或回收的材料可以作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料或燃料的一種成分，例如內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)、氫助燃機(jī)等用于產(chǎn)生電、能、熱或其它所需能量，同時(shí)根據(jù)本發(fā)明的總處理中無(wú)用的水可以提純作為蒸汽再使用、再加工或再循環(huán)。獲得油脂廢物中的有用成分是通過(guò)提純油脂廢料以回收有用材料的，例如從快餐店排出的脂肪、油和油脂等，然后從油脂材料中分離水。分離的水還可以在其它過(guò)程中使用，包括本發(fā)明的過(guò)程，通過(guò)從過(guò)程中獲得的水蒸氣中再生水和/或回收熱量。
雖然本發(fā)明將參照本發(fā)明的一個(gè)具體例子進(jìn)行描述，這個(gè)例子包括使用一種分離設(shè)備回收快餐店排出的廢物中的脂肪、油和油脂，以提供作為燃料使用的提純產(chǎn)品，但應(yīng)注意到本發(fā)明的范圍不局限于所描述的實(shí)施方案，本發(fā)明的范圍更為廣泛，它涵蓋了對(duì)各種不同材料包括來(lái)自快餐店的除脂肪、油和油脂外的其他物質(zhì)的處理，以及從各種不同來(lái)源獲得的材料的處理和其他分離裝置的使用，并且除了回收脂肪、油和油脂的方法和過(guò)程外，還包括從廢料中回收水的過(guò)程。
工業(yè)過(guò)程包括制造業(yè)過(guò)程如包括雞餐、漢堡包等的快餐食品和飲料的制備的總量的增長(zhǎng)，導(dǎo)致由此形成的廢品數(shù)量的增長(zhǎng)。來(lái)自這種過(guò)程中的廢料包含潛在地有用的或有價(jià)值的材料。過(guò)去，廢料被廢棄或以其它方法處理導(dǎo)致有價(jià)值資源的損失并使那些可以被回收和再使用的材料浪費(fèi)掉。
將這些材料廢棄在掩埋和其它環(huán)境敏感地區(qū)中促使有價(jià)值的資源沒(méi)有充分使用，并且增加制造業(yè)或制備過(guò)程的總成本，因?yàn)樵诠纼r(jià)用這些方法生產(chǎn)的產(chǎn)品時(shí)需要考慮拋棄廢料的成本，并且方法的成本也不能用隨后的使用或再使用任何包括有用成分和無(wú)用的回收的產(chǎn)品或污染的產(chǎn)品來(lái)抵消。
而且，不加選擇的拋棄廢料是環(huán)境不能接受的，并引入更多的問(wèn)題，如地下水的污染等。因此，傾倒廢料是不經(jīng)濟(jì)也是不合乎環(huán)境的需要。
過(guò)去認(rèn)識(shí)到廢料可以被處理并從廢料中回收有價(jià)值的成分，但是有效回收有用成分的技術(shù)既不能實(shí)現(xiàn)，并有效地運(yùn)作太昂貴，導(dǎo)致被處理的材料對(duì)于經(jīng)濟(jì)地再使用或進(jìn)一步處理等來(lái)說(shuō)太昂貴。而且，在要求作為環(huán)境持續(xù)的或至少與環(huán)境諧調(diào)的工業(yè)，現(xiàn)在使用或產(chǎn)生更新能量是更重要的。目前，由于成本，由油脂捕集器中的脂肪、油和油脂難于處理和/或再加工，這導(dǎo)致有活力的產(chǎn)品，如用于化妝品工業(yè)和/或其它工業(yè)過(guò)程中的牛脂生產(chǎn)。因此，需要更有效且成本有效的方法來(lái)處理從油脂捕集器、貯槽、坑等中獲得的“油脂”型產(chǎn)品，以從這些“油脂”材料中回收有用的成分。
還需要一種處理廢料的方法和設(shè)備以一種允許有用成分被使用、再生或進(jìn)一步處理方式回收有用成分，并要使方法的操作和設(shè)備是經(jīng)濟(jì)可行的和/或回收產(chǎn)品的價(jià)值使它們的再使用成為經(jīng)濟(jì)可行的。
本發(fā)明通過(guò)提供一種方法和設(shè)備來(lái)處理這些問(wèn)題，這種方法和設(shè)備在操作上是經(jīng)濟(jì)的，它是有效的且使廢料中有價(jià)值的成分以一種允許回收的產(chǎn)品可經(jīng)濟(jì)地并可選擇性地使用的方式被回收，這種方法和設(shè)備使用或再生無(wú)用的材料如含水廢料混合物中剩余的水。
特別是本發(fā)明發(fā)現(xiàn)一種特別有用于處理包含脂肪、油、油脂和固體等的廢料的含水混合物以回收脂肪、油和油脂成分的方法，這些回收的成分以一種方式或它們的純度允許這些回收的成分易于在如燃料中再使用，并選擇性地允許剩余的水再使用或再生，如作為水蒸氣在全部提純過(guò)程的一步或多個(gè)不同的步驟中轉(zhuǎn)移熱量。
本發(fā)明的一方面提供了一種用于處理具有或包含至少一種有用成分的廢料的方法，以從包括相對(duì)易揮發(fā)成分的廢料的殘留成分中分離有用成分，該方法包括至少將廢料引入第一處理階段以至少部分地將廢料分離成為至少二個(gè)部分，從而從廢料殘余的揮發(fā)性組分中部分分離有用成分，以形成有用成分的局部提純的部分，將至少局部提純的部分輸送至第二處理階段以將局部提純的部分進(jìn)一步分離為至少二個(gè)進(jìn)一步提化的部分，其中一個(gè)更純化的部分包括有用成分，另一個(gè)更純化的部分包括易揮發(fā)部分，從而將部分提純的部分進(jìn)一步提純成為包含有用成分的基本純化部分，并收集包含至少一種有用成分的基本純化部分，其中至少一種有用成分可以被使用、再生或進(jìn)一步處理以改善提純過(guò)程或使用廢料的效率或經(jīng)濟(jì)。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種用于處理具有或包含至少一種有用或可再使用的成分和相對(duì)更易揮發(fā)成分的廢料的方法，通過(guò)去除相對(duì)更易揮發(fā)的成分從廢料中回收有用或可用的成分，其步驟包括至少將廢料引入第一處理階段通過(guò)形成至少二個(gè)部分以至少?gòu)娜坎牧现胁糠秩コ鄬?duì)更易揮發(fā)成分，其中一個(gè)部分是包含有用成分的局部提純的部分，另一部分包含相對(duì)更易揮發(fā)的成分；將局部提純的部分輸送至第二處理階段以將局部提純的部分進(jìn)一步分離成至少二個(gè)更純化的部分，其中一個(gè)更純化部分包含有用成分，另一個(gè)更純化部分基本不含有用成分，以至于局部提純的部分被提純?yōu)榛炯兓牟糠?；收集基本純化的部分，其中基本純化部分適于在有或沒(méi)有進(jìn)一步處理的情況下可作為能源使用。
本發(fā)明的再一個(gè)方面提供了一種從廢料中產(chǎn)生能量的方法，包括在一個(gè)合適的、任選地進(jìn)一步處理的情況下處理廢料以回收廢料中的有用的或可用的成分，作為能源使用，將這些有用的或可用的成分輸送到產(chǎn)生能量的設(shè)備或裝置中，并使用這些有用的或可用的成分通過(guò)操作產(chǎn)生能量的設(shè)備來(lái)產(chǎn)生能量，其中廢料的處理包括處理具有或含有至少一種有用的或可再使用的成分和相對(duì)更易揮發(fā)成分的廢料，通過(guò)去除相對(duì)更易揮發(fā)的成分而從廢料中回收有用的或可用的成分，其步驟包括至少將廢料引入第一處理階段，通過(guò)形成至少二個(gè)部分以從全部材料中至少局部去除相對(duì)更易揮發(fā)成分，其中一個(gè)部分是包含有用成分的局部提純的部分，另一部分包含相對(duì)更易揮發(fā)的成分；將局部提純的部分輸送至第二處理階段以將局部提純的部分進(jìn)一步分離成至少二個(gè)更純化的部分，其中一個(gè)更純化部分包含有用成分，另一個(gè)更純化部分基本上不含有有用成分，以至于使局部提純的部分被提純成基本純化的部分；收集基本純化的部分，其中基本純化的部分是在適于在有或沒(méi)有進(jìn)一步處理的情況下作為能源使用。
通常，本發(fā)明的方法包括使用至少一種有用成分和/或使用無(wú)用成分或揮發(fā)性組分，通過(guò)再使用或再循環(huán)或再加工有用成分和/或無(wú)用成分和/或揮發(fā)性組分而增加本發(fā)明全過(guò)程的經(jīng)濟(jì)生存能力。
更獨(dú)特地，本發(fā)明的過(guò)程包括一個(gè)附加的步驟，其中至少一個(gè)部分基本上沒(méi)有或局部沒(méi)有可被使用、再生或進(jìn)一步處理的有用成分，以改善提純過(guò)程的效率或經(jīng)濟(jì)性。
一般，無(wú)用部分或易揮發(fā)部分從第一處理階段得到的第一分離部分中進(jìn)行回收，或從第二處理階段得到的第二分離部分進(jìn)行回收，或同時(shí)從第一和第二處理步驟中進(jìn)行回收。
通常，有第一輔助或二級(jí)分離階段。更特別地是第一輔助或二級(jí)分離階段包括使用分離裝置或設(shè)備。更加特別地是分離裝置或設(shè)備是如分離罐的分離器。
通常，有第二輔助或二級(jí)分離階段。更特別地是第二輔助或二級(jí)分離階段包括使用分離裝置或設(shè)備。更加特別地是分離裝置或設(shè)備是如分離罐的分離器。
一般，無(wú)用部分或易揮發(fā)部分是從第一輔助分離步驟或從第二輔助分離步驟或從第一和第二輔助步驟中回收。
一般，有用的或可用的材料或廢料是疏水性材料。更具體地，疏水性材料是油或含油材料或類(lèi)似油的材料，或是與水不混合或部分混合的。
一般，廢料是含有水和疏水性材料的含水混合物。更具體地，廢料是含有脂肪、油、油脂和固體等的含水混合物。更為具體地，廢料包含多達(dá)約20％，優(yōu)選達(dá)約30％，更優(yōu)選多達(dá)約40％，最優(yōu)選多達(dá)50％的脂肪、油和油脂。更為具體地，廢料包含多達(dá)5％，優(yōu)選多達(dá)4％，更優(yōu)選約2％的懸浮固體，和多達(dá)80％，優(yōu)選至少大約60％，更優(yōu)選至少大約58％，最優(yōu)選至少大約50％的水。
通常，無(wú)用材料或相對(duì)更易揮發(fā)成分是水，以至這種成分通過(guò)加熱，特別在分離器中以水蒸氣和/或蒸汽的形式去除。其它雜質(zhì)或類(lèi)似物也可以和水蒸氣一起去除。
通常，第一處理階段是分離階段。更具體地，分離階段包括分離設(shè)備或裝置。更加具體地，分離設(shè)備或裝置是旋風(fēng)蒸發(fā)器，其中將引入的廢料分離成第一部分或基本為水汽或水蒸氣的蒸汽，而且第二部分或與水、水汽和有用材料等組合的液流是包含脂肪、油和油脂等有用成分與一些水的部分。
一般，第二處理階段是第二分離階段。更具體地，第二分離階段包括分離設(shè)備或裝置。更加具體地，分離設(shè)備是旋風(fēng)蒸發(fā)器。更具體地，更多的水或蒸汽由第一分離階段獲得的局部提純的廢料蒸汽中分離出來(lái)，以在旋風(fēng)蒸發(fā)器中形成基本上純化的蒸汽，其中基本純化的蒸汽包括有用的成分。特別地，在基本純化的蒸汽中允許少量的水存在。
通常，在一個(gè)或多個(gè)至少四個(gè)分離步驟，即第一和第二處理階段及第一和第二輔助階段中使用的分離裝置是分離器。更具體地，分離器是蒸發(fā)器或分離罐。更加具體地，分離器是排管式蒸發(fā)器、LTV升膜式蒸發(fā)器、LTV降膜式蒸發(fā)器、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器、旋液蒸發(fā)器等。更加具體地，蒸發(fā)器是排管式回旋(Calandria cyclovap)蒸發(fā)器。
通常，有用成分是脂肪、油或油脂或者其它的主要含油型材料或者易燃的疏水型材料。更具體地，有用成分和/或提純的產(chǎn)品是燃料或燃料中的一種成分或是可以作為燃料使用。更具體地，這種燃料用于發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料是適合的或可適應(yīng)的或可改性的。更加特別地，有用成分可以進(jìn)行另外處理以提高它作為燃料或燃料成分的性質(zhì)。
特別是，廢料在引入至第一處理階段之前先脫水。更具體地，廢料是作為油脂捕集廢物收集并脫水以含有約40％油脂、2％固體和58％的水。
一般，使用回收的或提純的成分作為燃料或燃料的一種成分的發(fā)動(dòng)機(jī)是內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)或氫助燃機(jī)。更具體地，發(fā)動(dòng)機(jī)用于發(fā)電或產(chǎn)生能量。
一般地，第一分離步驟導(dǎo)致形成二個(gè)部分，其中一個(gè)部分是有用成分和水的混合物，而另一個(gè)部分主要是水，或者為可任選性地包括其它揮發(fā)物的液體水或水蒸氣。
一般，在第二分離步驟中形成二個(gè)部分，其中一個(gè)部分基本上是脂肪、油和油脂等有用成分，而另一個(gè)部分基本上是水以有或沒(méi)有其它揮發(fā)物的液體或者蒸汽形式存在。
一般，第一輔助分離步驟導(dǎo)致形成二個(gè)部分，其中第一部分是有用成分和水的混合物，而第二部分主要是以蒸汽形式的水。
一般，第二輔助或第二分離步驟導(dǎo)致二個(gè)部分的形成，其中第一部分主要是有一些水的有用成分，而另一部分主要是水蒸氣。
特別地，對(duì)含有或包含在單獨(dú)的分離裝置或設(shè)備中形成的水的一、二、三、四或更多的分離部分被再回收，如蒸汽或水特別在高溫下被返回裝置中。
本發(fā)明將通過(guò)實(shí)施例方式并結(jié)合附圖來(lái)進(jìn)行描述，其中

圖1是示意性地解釋本發(fā)明方法一種形式的流程圖，圖2是按圖1的流程圖實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的一種設(shè)備排列的示意性的上部透視圖。
收集并選擇性地儲(chǔ)存在如收集槽(未顯示)中的廢料一般是以油脂廢物形式存在的，來(lái)自包括食品和飲料制造業(yè)過(guò)程、食品制備過(guò)程的制造業(yè)過(guò)程，包括餐館、速食制備企業(yè)和其它的商業(yè)、工業(yè)或家用裝置的廢物。收集槽可以置于企業(yè)或其它地方。廢物一般是以含有水和要回收的有用或可用的成分一起的含水混合物的形式存在。導(dǎo)管2連接到收集槽或直接從用于輸送引入的廢物，特別是油脂的含水混合物或從商業(yè)食品制備企業(yè)中獲得的作為廢物的相關(guān)產(chǎn)品的運(yùn)輸油罐或類(lèi)似物中(未顯示)延伸。在導(dǎo)管2中的廢物被輸送至具有用于接受油脂廢物的進(jìn)口6的熱供料槽4，其側(cè)面安裝有攪動(dòng)器或攪拌器8以用于攪動(dòng)槽4中的熱成分，以保持槽中的成分為液體并可流動(dòng)以便于隨后的廢料運(yùn)輸和處理。
槽4配有再循環(huán)出口9和導(dǎo)管10，用于將最初不適合回收或處理的廢棄產(chǎn)品，通過(guò)空腔進(jìn)料泵12再循環(huán)至分離設(shè)備如由Acqua國(guó)際(澳大利亞)Pty有限公司提供的立式重力沉降分離器(VGS)，或類(lèi)似的分離器13，以從油脂廢物中分離油和水并通過(guò)導(dǎo)管14返回至槽4。以這個(gè)方法可以改變最初不適合的材料，使得現(xiàn)在適于本發(fā)明方法中的隨后處理。如果需要，廢料可以通過(guò)分離器13再循環(huán)，以保持材料在流動(dòng)的情況下作為處理廢料的預(yù)備步驟。清潔水能以適合或簡(jiǎn)便的方法從VGS13中排出，如通過(guò)出口和導(dǎo)管15，用于以環(huán)境可接受的方式處理或用于本發(fā)明的過(guò)程中或用于一些其它有助于本發(fā)明全部廢物處理的經(jīng)濟(jì)操作過(guò)程中。
槽4配有一個(gè)從槽4的側(cè)面延伸的安裝在側(cè)面的出口16，用于從槽4中排出的熱廢物，和導(dǎo)管18，用于通過(guò)泵22經(jīng)導(dǎo)管18輸送熱廢物。導(dǎo)管24從泵22延伸，經(jīng)熱交換器26，以輸送廢料至第一處理階段，這樣到達(dá)以旋風(fēng)蒸發(fā)器的形式存在第一分離設(shè)備的頂部，已知如Acqua國(guó)際(澳大利亞)Pty有限公司提供的回旋排管式加熱器28或類(lèi)似裝置，它們使用蒸汽從廢料的類(lèi)似油的有用成分中分離水。要注意的是任何適合的裝置都可以使用。油脂廢物經(jīng)位于或接近排管式加熱器頂部的進(jìn)口30進(jìn)入排管式加熱器28中。水和如脂肪、油和油脂等的親油材料在排管式加熱器28中分離。排管式加熱器28配有位于或接近排管式加熱器底部的廢物出口31。導(dǎo)管32從排管式加熱器28的出口31中延伸出來(lái)。導(dǎo)管32分為通向第一分離槽罐容器42等的另一導(dǎo)管34和第二導(dǎo)管36，第二導(dǎo)管36經(jīng)過(guò)回旋再循環(huán)泵38和導(dǎo)管40返回至熱交換器26和排管式加熱器28之間的導(dǎo)管24，用于將回旋加熱器28中未分離的油脂廢料再循環(huán)回到排管式加熱器28中以再進(jìn)一步處理和分離。在第一處理區(qū)中，廢料的局部分離和純化發(fā)生在排管式加熱器28中，在第一部分中通過(guò)去除進(jìn)入加熱器的含水廢料中以蒸汽形式存在的一些水，余下第二部分是保留含有用成分或和少量水分一起的組分的廢料。
導(dǎo)管34連接到以分離罐42的形式存在的第一輔助或第二分離裝置的進(jìn)口，在分離罐42中由排管式加熱器28排出的蒸汽和FOG的混合物進(jìn)一步分離成二個(gè)更提純的部分，其中首先是從分離罐42的出口44中排出的蒸汽流，第二部分含有用成分。第一部分的水蒸氣，通過(guò)導(dǎo)管46輸送，用于隨后的處理或使用，包括稍后將在說(shuō)明書(shū)中更詳細(xì)地描述的再循環(huán)。另一部分為分離的脂肪、油和油脂，用泵52通過(guò)分離器罐42的出口48排入導(dǎo)管50，并輸送至第二處理階段，如輸送至第二排管式加熱器或回旋蒸發(fā)器或類(lèi)似的設(shè)備54的頂部，其可以與第一排管式加熱器28相同。加熱器54的第一出口56是用于通過(guò)導(dǎo)管58傳輸蒸汽以隨后使用的、再使用或處理。第二出口60位于或接近加熱器54的底部，用于通過(guò)導(dǎo)管62排放分離的脂肪、油和油脂等。導(dǎo)管62分為第一導(dǎo)管64和第二導(dǎo)管66。第二導(dǎo)管66通過(guò)回旋再循環(huán)泵68用于再循環(huán)FOG，及導(dǎo)管66和50用于再進(jìn)入排管式加熱器54的頂部，而用于隨后的處理，如果需要，進(jìn)一步提純廢料中的FOG。
導(dǎo)管64輸送FOG至以分離罐、罐容器等65的形式存在的第二輔助或第二分離裝置，在其中進(jìn)行進(jìn)一步蒸汽和提純FOG的分離。蒸汽通過(guò)出口67和導(dǎo)管69從罐65中排出以進(jìn)行使用、再使用或隨后的處理。
另一個(gè)出口70位于或接近分離器65的底部，用于將通過(guò)導(dǎo)管72輸送的提純的脂肪、油和油脂排放至最終產(chǎn)品收集器74，它在側(cè)面配有安裝的用于攪動(dòng)最終產(chǎn)品收集器中組分的攪拌器76或類(lèi)似物。
在一個(gè)實(shí)施方案中，收集器74具有第一出口78和第一導(dǎo)管80，用于從最終產(chǎn)品收集器74中排放熱提純的產(chǎn)品至油槽車(chē)81或類(lèi)似的車(chē)輛等中以將提純的產(chǎn)品運(yùn)輸至遙遠(yuǎn)的地方，以便隨后的使用或進(jìn)一步處理。在這個(gè)實(shí)施方案中提純的產(chǎn)品可以在多種不同的方法中使用。一種方法是作為燃料以用于各種使用包括加熱油、用于內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)等等中的燃料。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，收集器74具有第二出口和導(dǎo)管82，用于將提純的產(chǎn)品輸送至離心分離器84，在離心分離器84中提純的產(chǎn)品被進(jìn)一步提純以在完全提純的產(chǎn)品輸送至柴油機(jī)86或用于發(fā)電或能量的類(lèi)似物之前去除任何固體雜質(zhì)或其它的污染物。在一個(gè)實(shí)施方案中能量是用于操作本發(fā)明中的提純裝置。在另一個(gè)實(shí)施方案中發(fā)電器是產(chǎn)生用于工業(yè)、制造業(yè)或商業(yè)的工廠、社區(qū)等或類(lèi)似用途的電或不同用途的組合，這些都需要電力的產(chǎn)生?？刂泼姘?8控制電力的分配。
在本發(fā)明優(yōu)選的形式中，提純的產(chǎn)品用作柴油機(jī)發(fā)電器或使用氫助燃的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料或一種燃料成分以產(chǎn)生電能。特別有利的是使用提純的產(chǎn)品作為氫助燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料來(lái)產(chǎn)生能量，最適合是以電的形式，向工業(yè)大中心、社區(qū)等提供能量。
在一個(gè)實(shí)施方案中，導(dǎo)管82配有使用FOG提純中產(chǎn)生的蒸汽的熱交換器(未顯示)，以在產(chǎn)品進(jìn)入柴油發(fā)電器或類(lèi)似物之前進(jìn)一步加熱提純的產(chǎn)品以有助于燃燒效率。
在操作本發(fā)明的一種以如附圖1和2所示的形式的裝置中，通過(guò)導(dǎo)管2進(jìn)入槽4的油脂廢物一般是是一種組合物，它包括一種或多種要回收的有用成分的約50％油或親油型產(chǎn)品，和一種通常多于約50％的量的水。特別典型的廢料組成是約40％的油脂或其它疏水型成分，2％的固體和58％的水。這種材料在槽4中加熱至約90℃溫度，以便廢料可以流動(dòng)。通過(guò)攪拌器8攪動(dòng)槽4，以提供基本均勻的廢料混合物，從而在第一處理階段處理廢物混合物之前，如在進(jìn)入第一排管式加熱器28之前防止從水中預(yù)分離FOG。用泵22通過(guò)熱交換器26將廢料泵入第一處理階段的第一排管式加熱器28中，在其中通過(guò)蒸發(fā)廢料中的一些水而發(fā)生第一階段分離，以去除廢料中的一些水成分。水蒸氣從排管式加熱器28中去除，并直接到達(dá)全過(guò)程中任何適合的地方，如至芳香(aroma)槽98。此刻貧化水的廢料的局部提純的廢料液流從加熱器28中被泵入至分離罐42，在其中在泵入用于第二處理階段的加熱器54之前去除更多的作為水蒸氣的水而進(jìn)一步處理。在排管式加熱器54中，通過(guò)去除作為蒸汽的水而進(jìn)一步貧化廢料的水分，以致提純廢料的水分降低至大約5％。在通過(guò)第二分離器54的出口60排放的液流中，提純產(chǎn)品的濃縮物是大約至少95％的油/油脂和類(lèi)似的產(chǎn)物，也就是含少量的水。從以分離罐65的形式的第二輔助分離裝置中排出的提純產(chǎn)品的液流為約95℃，并輸送至溫度保持在約70℃的收集器74中，在收集器中提純的油產(chǎn)品在這高溫中儲(chǔ)存。如果直接由最終產(chǎn)品收集器74中使用提純油產(chǎn)品，若需要，它可以在作為燃料或類(lèi)似物使用之前經(jīng)過(guò)適合的熱交換器(無(wú)顯示)以降低溫度?？蛇x擇地，這種材料可以以任何方式處理來(lái)提高它作為燃料或類(lèi)似物使用的性質(zhì)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，來(lái)自第一加熱器28或/和第二加熱器54的蒸汽被輸送至適合的設(shè)備如轉(zhuǎn)變?yōu)樗糜陔S后的再循環(huán)或進(jìn)一步處理的芳香槽98，或者蒸汽可以在壓力下通過(guò)導(dǎo)管99泵入收集器4，在其中蒸汽用于稀釋收集器中脂肪、油和油脂的濃度，以便廢料混合物適合于本發(fā)明方法中的處理。在另一個(gè)實(shí)施方案中，仍然為蒸汽的另一部分用于加熱收集器中的內(nèi)含物，通過(guò)使蒸汽經(jīng)過(guò)與收集器相連接的熱交換器，如參照?qǐng)D1中熱交換90所示位于收集器4一側(cè)的熱交換器。
在進(jìn)一步操作本發(fā)明的設(shè)備和方法中，收集在第一分離罐42中分離的蒸汽，并經(jīng)過(guò)出口44至導(dǎo)管46至第二加熱器54。經(jīng)加熱器54的出口60排出的蒸汽通過(guò)導(dǎo)管62、64輸送至第二分離罐65，在其中蒸汽經(jīng)出口67排出并經(jīng)導(dǎo)管69輸送至將溫度從大約95℃升高至100℃或更高的第一徑向壓縮風(fēng)機(jī)94。從第一徑向壓縮風(fēng)機(jī)94排出的熱蒸汽經(jīng)導(dǎo)管95傳送至第二徑向壓縮風(fēng)機(jī)96的進(jìn)口。經(jīng)過(guò)第二徑向壓縮風(fēng)機(jī)96后的蒸汽在溫度100℃-110℃之間排入導(dǎo)管97。由第二再壓縮風(fēng)機(jī)96的蒸汽通過(guò)導(dǎo)管97輸送至第一加熱器28中再使用，從而為另外量的引入廢料再一次開(kāi)始分離和提純的過(guò)程。使用再壓縮風(fēng)機(jī)不需要連續(xù)的蒸汽，因此通過(guò)消除對(duì)方法和設(shè)備中提供新鮮預(yù)熱蒸汽的需要而顯著地降低了操作本發(fā)明設(shè)備和方法的成本。
從第一加熱器28和第二加熱器54中排出的蒸汽或水蒸氣通過(guò)導(dǎo)管如導(dǎo)管58輸送至用于后續(xù)處理的芳香槽98，如經(jīng)過(guò)導(dǎo)管99再循環(huán)至收集槽4或排入大氣或冷凝以形成用于多種用途包括隨后的產(chǎn)生蒸汽的水供應(yīng)。
而且，可以設(shè)想本發(fā)明的蒸汽/水蒸氣/水處理的其它變更和使用，如冷凝蒸汽以形成軟化水和用于其它用途的蒸汽產(chǎn)品。
本發(fā)明的另一個(gè)變更包括在飯店或外賣(mài)食品的企業(yè)中安裝類(lèi)似VGS13的立式重力沉降分離器(VGS)，以用于從廢水中現(xiàn)場(chǎng)分離大量的脂肪、油和油脂，以致降低不得不從飯店或類(lèi)似的處理地點(diǎn)輸送水量到本發(fā)明的裝置方法的運(yùn)行或放置的處理場(chǎng)所。使用立式重力沉降分離器或類(lèi)似物可以獲得使與廢料一起收集和運(yùn)輸?shù)乃拷档图s50％。對(duì)貨運(yùn)公司來(lái)說(shuō)，收集和運(yùn)輸?shù)乃康慕档惋@著地降低了運(yùn)輸成本。例如，代替先前不得不每月使用一輛抽吸貨車(chē)通過(guò)收集2,000升主要為水的廢料以排空油脂捕集器，現(xiàn)在由于廢料中包括極少量的水，可每隔二個(gè)月移走200-300升油脂。通過(guò)在飯店等利用VGS，可降低從飯店等排出的90％的水的處理需要量。這將允許每輛貨車(chē)從每個(gè)回收點(diǎn)收集濃縮的油脂，因此允許每次行程可收集10-15個(gè)濃縮油脂，而不是每次行程由于同時(shí)收集了大體積的水而僅限于收集二個(gè)。一旦廢料輸送至本發(fā)明裝置放置的地點(diǎn)，通過(guò)加熱廢料和過(guò)濾廢料以去除粒子尺寸大于2mm的任何固體而進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理的廢料將再依照本發(fā)明通過(guò)上述進(jìn)入經(jīng)導(dǎo)管2等等通過(guò)設(shè)備而進(jìn)行處理。如果需要，可以向廢料中加入另外的水。通常，這種另外的水可以從本發(fā)明的過(guò)程中再循環(huán)。
在另一個(gè)本發(fā)明的實(shí)施方案中，使用通過(guò)本發(fā)明的方法制備的提純產(chǎn)品作為燃料，回收的FOG輸送至具有下面特性的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置。提純產(chǎn)品易于制成在約70℃下具有少于3％的水分并含有不大于2微米或更小的粒子，其熱值在約35-41mgl/kg之間。
在這實(shí)施方案中，提純油轉(zhuǎn)移至預(yù)定溫度如70℃的套式加溫燃料槽中，以保持油產(chǎn)品為液體并可流動(dòng)。如果需要，可用蒸汽或熱水加熱這槽以促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷起動(dòng)，或?yàn)榱瞬僮靼l(fā)動(dòng)機(jī)而保持工作溫度。提純油流到調(diào)整熱交換器以調(diào)整油溫度至最適合的溫度以直接注入內(nèi)燃機(jī)而在操作發(fā)動(dòng)機(jī)期間用于最適合的點(diǎn)火。選擇提純油產(chǎn)品的實(shí)際溫度以致與操作的元件如注射器泵、注射器頭等相配合。
當(dāng)用作燃料時(shí)，可選擇地，加熱或改變或加套用于輸送燃料至發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料管線，以確保在延長(zhǎng)使用發(fā)動(dòng)機(jī)期間，通過(guò)在這種燃料管線中固化提純油產(chǎn)品時(shí)，管線不會(huì)發(fā)粘或變得堵塞或另外變得受限制。提純油經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的燃料過(guò)濾系統(tǒng)。注入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料的量是依據(jù)包括提純油產(chǎn)品的熱值和發(fā)動(dòng)機(jī)的必要條件的許多參數(shù)。
而且，發(fā)動(dòng)機(jī)可以選擇性地配有混合器，如HACT混合器或允許氫加入總?cè)剂?空氣混合物中類(lèi)似的混合器，用于在點(diǎn)火之前進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸。期望使用本發(fā)明方法和設(shè)備提純的油產(chǎn)品能獲得約30-35升油/小時(shí)的燃料消耗。
為了使發(fā)動(dòng)機(jī)滿足目前使用的標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒的排氣經(jīng)過(guò)洗滌器以去除任何灰分或氣味。
此外，在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)可配置另外的裝置，以便從排出的氣體中提取額外的熱量。裝置以類(lèi)似于渦輪裝料機(jī)的方式使用排出的氣體，通過(guò)結(jié)合到適合的發(fā)動(dòng)器以產(chǎn)生額外的能量如能量、熱或電。以這種方式排氣的廢熱可以轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫哪芰?、熱、蒸汽等?br> 要注意其他形式的分離器，包括其他形式的蒸發(fā)器，也可以在本發(fā)明的過(guò)程中使用。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括如下現(xiàn)在可以經(jīng)濟(jì)地處理脂肪、油和油脂，而以前包含這些有用產(chǎn)品的廢料都廢棄，這導(dǎo)致成本遠(yuǎn)不是可銷(xiāo)售的或適于銷(xiāo)售的產(chǎn)品的補(bǔ)償價(jià)。
再循環(huán)和/或回收脂肪、油和油脂比僅僅丟棄這些材料掩埋等更易于環(huán)境接受。
操作本發(fā)明的過(guò)程允許至今無(wú)用的材料之一，也就是水和/或蒸汽，可以再循環(huán)和作為方法的一部分使用，而以前通用的方法僅僅是從FOG材料中分離水并將這些水丟棄而浪費(fèi)。再循環(huán)水，特別以蒸汽的形式，降低了操作這個(gè)過(guò)程所需的能量，由于在全過(guò)程的選擇步驟中回收蒸汽的熱從而又降低了供應(yīng)能量的成本。而且，蒸汽可以在全過(guò)程的許多不同階段再使用。
提純的/回收的脂肪、油和油脂是十分純的和/或在允許這些材料作為燃料或燃料的一種成分使用的情況下，從而提供進(jìn)一步節(jié)省了過(guò)程中的能量的需要或產(chǎn)生能量，這在以前是不可能的或以更高的成本產(chǎn)生能量。
本發(fā)明的方法可以在一個(gè)場(chǎng)所或在其內(nèi)安置緊密結(jié)合的廢物處理和能量產(chǎn)生裝置，因此從包含提純FOG材料的廢物處理中來(lái)的產(chǎn)品液流可以作為燃料直接供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)/用于產(chǎn)生以熱、電等形式的能量的發(fā)生器。
所述的排列可以通過(guò)說(shuō)明提出并且在不違背本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)下可進(jìn)行許多改進(jìn)，其中包括本文公開(kāi)的每個(gè)新的特征和特征的新的結(jié)合。
本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到本文所述的發(fā)明除了那些明確描述的，是易于變化和修改的。當(dāng)然本發(fā)明包括全部這種落入本精神和范圍內(nèi)的變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種處理具有或含有至少一種有用的或可用的成分的廢料的方法，以便從廢料的殘余組分中回收有用的或可用的成分，包括的步驟為至少將廢料引入第一處理階段，通過(guò)形成至少二個(gè)部分，從廢料中至少去除相對(duì)更易揮發(fā)成分，其中一個(gè)部分是含有有用成分的局部提純部分，另一個(gè)部分包含相對(duì)易揮發(fā)成分，輸送至少局部提純部分至第二處理階段，以將局部提純部分進(jìn)一步提純?yōu)橹辽俣€(gè)進(jìn)一步提純部分，其中一個(gè)進(jìn)一步提純部分包括有用成分，另一個(gè)進(jìn)一步提純部分包括相對(duì)更易揮發(fā)成分，從而局部提純部分進(jìn)一步提純?yōu)榛旧霞兓糠?，并收集包含至少一種有用或可用的成分的基本純化部分，其中至少一個(gè)部分包含相對(duì)更易揮發(fā)成分，相對(duì)更易揮發(fā)成分中基本沒(méi)有或部分沒(méi)有可使用、再循環(huán)或進(jìn)一步處理的有用成分，以改進(jìn)有用或可用成分的提純過(guò)程或使用廢料的效率或經(jīng)濟(jì)性。
2.一種處理具有或含有至少一種有用的或可用的成分和一種相對(duì)更易揮發(fā)成分的廢料的方法，以便通過(guò)去除相對(duì)更易揮發(fā)成分而從廢料中回收有用的或可用的成分，包括的步驟為至少將廢料引入第一處理階段，通過(guò)形成至少二個(gè)部分，從廢料中局部去除相對(duì)更易揮發(fā)成分，其中一個(gè)部分是包含有用成分的局部提純部分，另一個(gè)部分包含相對(duì)易揮發(fā)成分；輸送局部提純部分至第二處理階段，以將局部提純部分進(jìn)一步分離為至少二個(gè)進(jìn)一步提純部分，其中一個(gè)進(jìn)一步提純部分包括有用成分，另一個(gè)進(jìn)一步精練部分基本上沒(méi)有有用成分，從而局部提純部分被提純?yōu)榛旧霞兓糠?；收集基本上純化部分，其中基本上純化部分在適于有或沒(méi)有進(jìn)一步處理的情況下作為能源使用。
3.一種從廢料中產(chǎn)生能量的方法，包括在適合的、可選擇地進(jìn)一步處理的情況下處理廢料以回收廢料中有用或可用的成分，作為能源使用，輸送有用或可用的成分至能量產(chǎn)生設(shè)備或裝置，并通過(guò)操作能量產(chǎn)生設(shè)備，使用有用或可用的成分來(lái)產(chǎn)生能量，其中廢料的處理包括處理具有或含有至少一種有用的或可用的成分和一種相對(duì)更易揮發(fā)成分或無(wú)用成分的廢料，以便通過(guò)去除相對(duì)更易揮發(fā)成分或無(wú)用成分而從廢料中回收有用的或可再使用的成分，包括的步驟為至少將廢料引入第一處理階段，通過(guò)形成至少二個(gè)部分，從廢料中至少部分地去除相對(duì)更易揮發(fā)成分，其中一個(gè)部分是包含有用成分的局部提純部分，另一個(gè)部分包含相對(duì)易揮發(fā)成分；輸送局部提純部分至第二處理階段，以將局部提純部分進(jìn)一步分離成至少二個(gè)進(jìn)一步提純部分，其中一個(gè)進(jìn)一步提純部分包括有用成分，另一個(gè)進(jìn)一步提純部分基本上沒(méi)有有用成分，從而局部提純部分被提純成基本上純化部分；收集基本上純化部分，其中基本上純化部分在適宜于有或沒(méi)有進(jìn)一步處理的情況下作為能源使用。
4.根據(jù)前述任意權(quán)利要求的方法，特征在于有用或可用的材料是疏水性材料，優(yōu)選油或含油材料或類(lèi)似油的材料，更優(yōu)選脂肪、油或油脂材料或包含這些材料的固體材料。
5.根據(jù)前述任意權(quán)利要求的方法，其中疏水性材料是油或含油材料或類(lèi)似油的材料，并且相對(duì)更易揮發(fā)的成分或無(wú)用成分是水、水蒸氣、蒸汽等。
6.根據(jù)前述任意權(quán)利要求的方法，特征在于廢料包含多達(dá)約20％，優(yōu)選多達(dá)約30％，更優(yōu)選多達(dá)約40％，最優(yōu)選多達(dá)約50％的脂肪、油和油脂等。
7.根據(jù)前述任意權(quán)利要求的方法，特征在于廢料包括多達(dá)約5％，優(yōu)選多達(dá)約4％，更優(yōu)選多達(dá)約2％的懸浮固體。
8.根據(jù)前述任意權(quán)利要求的方法，特征在于廢料包括多達(dá)約80％或更多，優(yōu)選大約60％，更優(yōu)選大約58％，最優(yōu)選多達(dá)約50％的水。
9.根據(jù)前述任意權(quán)利要求的方法，特征在于第一處理階段是分離階段，包括使用分離設(shè)備通過(guò)形成至少二個(gè)部分從含水廢料中去除水，優(yōu)選以蒸汽形式的水，而局部提純廢料，其中一個(gè)部分，是具有有用成分的局部提純部分，另一部分包含水，優(yōu)選以蒸汽形式存在的水。
10.根據(jù)前述任意權(quán)利要求的方法，特征在于分離階段包括分離設(shè)備或裝置。
11.根據(jù)前述任意權(quán)利要求的方法，特征在于分離裝置包括旋風(fēng)蒸發(fā)器。
12.根據(jù)前述任意權(quán)利要求的方法，特征在于第二處理階段是使用分離設(shè)備，優(yōu)選旋風(fēng)蒸發(fā)器的第二分離階段，其中來(lái)自第一處理階段的局部提純部分通過(guò)局部提純部分中基本去除更多的水，以蒸汽形式存在的水，而進(jìn)一步提純成包含有用成分的基本純化部分。
13.根據(jù)前述任意權(quán)利要求的方法，特征在于油或類(lèi)似油的材料是易燃的，以便適合于作為燃料或作為燃料的一種成分使用，或是可處理以形成燃料或一種燃料成分。
14.根據(jù)前述任意權(quán)利要求的方法，特征在于廢料在引入第一處理階段之前至少部分地脫水。
15.根據(jù)前述任意權(quán)利要求的方法，特征在于使用這種燃料或燃料成分的發(fā)動(dòng)機(jī)是內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)或氫助燃燒機(jī)等。
16.根據(jù)前述任意權(quán)利要求的方法，特征在于使用發(fā)動(dòng)機(jī)以產(chǎn)生電、熱或能。
17.根據(jù)前述任意權(quán)利要求的方法，特征在于廢料是得自包括食品和飲料制造過(guò)程的制造業(yè)過(guò)程，包括飯店和快餐制備企業(yè)的食品制備過(guò)程等。
18.根據(jù)前述任意權(quán)利要求的方法，特征在于有第一輔助或第二分離階段用于處理局部提純部分，以從包含有用成分的部分中去除更多的水，優(yōu)選以蒸汽的形式。
19.根據(jù)前述任意權(quán)利要求的方法，特征在于有第二輔助或第二分離階段用于處理基本提純部分，以從包含有用成分的部分中再去除水，優(yōu)選以蒸汽的形式。
20.根據(jù)前述任意權(quán)利要求的方法，特征在于為了節(jié)省能量，至少一部分、優(yōu)選更多部分、更優(yōu)選全部包含水和/或蒸氣的部分返回至本方法中用于進(jìn)一步使用的過(guò)程中。
21.一種用于實(shí)施前述任意權(quán)利要求方法的設(shè)備，包括一個(gè)或多個(gè)分離器。
22.一種聯(lián)合廢料處理裝置和能量產(chǎn)生設(shè)備，其中廢料處理裝置的產(chǎn)品用于向能量產(chǎn)生設(shè)備提供燃料，其中燃料是通過(guò)前述任意權(quán)利要求方法產(chǎn)的。
23.一種處理廢料的方法，基本上如前所述并參照附圖。
24.一種用于實(shí)施處理廢料方法的設(shè)備，基本上如前所述并參照附圖。
25.一種聯(lián)合設(shè)備，基本上如前所述并參照附圖。
全文摘要
一種用于處理廢料，特別是含有脂肪、油和油脂(FOG)的含水廢料的設(shè)備和方法，包括使用至少二個(gè)階段，其中在第一階段中含水廢料經(jīng)受分離步驟，其中去除水，留下含F(xiàn)OG的局部提純部分，接著通過(guò)第二處理階段中，通過(guò)去除更多的水，局部提純的FOG蒸汽進(jìn)一步提純以產(chǎn)生含F(xiàn)OG的液流，其具有低水含量，可作為燃料使用。在一個(gè)實(shí)施方案中，提純的FOG作為燃料用于內(nèi)燃機(jī)，特別是用于發(fā)電用的氫助燃機(jī)中。能量產(chǎn)生工廠可以聯(lián)合廢料處理工廠，或二者彼此分開(kāi)。本發(fā)明的一個(gè)特征在于從廢料中去除的水可以再循環(huán)，用于本過(guò)程中，從而提供能量節(jié)約，無(wú)需連續(xù)引入新鮮的蒸汽。
文檔編號(hào)B01D1/22GK1656201SQ03812084
公開(kāi)日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2003年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月16日
發(fā)明者邁克·埃弗頓, 約翰·H·艾薩克斯 申請(qǐng)人:恩維羅福爾Ip有限公司