Установка для утилизации соковых паров
SECONDARY STEAM RECYCLING UNIT

Область техники
Изобретение относится к области оборудования для переработки отходов и предназначена для утилизации соковых паров, образующихся при переработке биологических отходов животного происхождения (боенских отходов, кости, измельченных туш павших животных и птицы) на птицефабриках, животноводческих комплексах, мясокомбинатах и ветеринарно-санитарных утилизационных заводах посредством их конденсации и удаления полученного конденсата в канализацию.
Уровень техники
Известна система сбора соковых паров в котлах варочных кормовых, раскрытая в патенте РФ №2733435 (дата публикации: 01.10.2020). Известная система содержит циклонный осадитель центробежного типа, варочный кормовой котел, трубчатый конденсатор, градирню, емкость для сбора охлажденной воды, емкость сбора соковых паров, циркуляционный насос и вакуумный насос для снижения давления.
Известна установка для производства мясокостной муки, раскрытая в патенте РФ №36944 (дата публикации: 10.04.2004). Известная установка содержит вакуумный котел, последовательно соединенный системой трубопроводов с осадителем, теплообменником, вакуумным насосом, и систему оборотного водоснабжения для охлаждения теплообменника, при этом она содержит вакуум-сборник конденсата сокового пара, соединенный с теплообменником, в качестве которого используют многоходовой конденсатор трубчатого типа.
Известна система сбора и утилизации соковых паров («Эконмакс-Партнер», http://sc-ecomax.ru/sistema-sbora-i-utilizacii-sokovyh-parov, дата обращения: апрель 2021 г.). Известная система устанавливается блочно: каждый горизонтальный вакуумный котел соединен с циклоном-осадителем, кожухотрубчатым конденсатором и сосудом для, сбора конденсата. Кожухотрубные конденсаторы охлаждаются замкнутым охлаждающим контуром. Получаемый из сокового пара конденсат охлаждается в баке для сбора конденсата или в смесителе до более низких температур, позволяющих слив в канализацию.
Известна система утилизации соковых паров котлов (ОАО «Энергомаш», http://www.energomash-tver.ru/Sites/content/Uploads/sistema_utilizacii_parov_kotlov_kb46m.6A7A677BD94642AF83D92E9CDB379E8D.pdf, дата обращения: апрель 2021 г.) - прототип. Известная система содержит вакуумный котел, циклон-осадитель для защиты конденсатора пара от попадания в него твердых частиц, находящихся в составе соковых паров, кожухотрубный конденсатор для охлаждения, конденсации соковых паров, бак для сбора конденсата соковых паров, позволяющий сливать конденсат в канализацию. Кожухотрубные конденсаторы охлаждаются замкнутым охлаждающим контуром.
Общим недостатком известных решений является низкая надежность вследствие используемых средств конденсации паров. Это обусловлено тем, что применение конденсаторов водяного охлаждения может стать причиной остановки работы установки из-за замерзания воды в системе оборотного водоснабжения в зимний период времени при отрицательных значениях температуры наружного воздуха, а использование водяного охлаждения со временем в значительной степени снижает работоспособность и эффективность работы установки из-за отложений солей жесткости на поверхностях теплообмена конденсатора, что может привести к выходу установки из строя.
Раскрытие сущности изобретения
Техническая задача, положенная в основу настоящего изобретения, заключается в обеспечении утилизации соковых паров для предотвращения попадания их в окружающую среду.
Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении надежности установки для утилизации соковых паров. Изобретение раскрывает установку для утилизации соковых паров, содержащую соединенные последовательно варочный котел, циклон-осадитель, конденсатор, бак сбора конденсата соковых паров, снабженный узлом слива конденсата. От прототипа заявляемое решение отличается тем, что конденсатор представлен воздушным теплообменником калориферного типа.
В изобретении повышение надежности обеспечивается за счет исключения замерзания воды и загрязнения солями жесткости поверхностей теплообмена конденсатора, что увеличивает срок эксплуатации установки, повышает эффективность ее работы, снижает монтажные, эксплуатационные и ремонтные затраты и позволяет использовать установку вне зависимости от температуры наружного воздуха.
Необходимость использования изобретения обусловлена тем, что выброс в атмосферу паров с характерным запахом, возникающим при выварке сырья животного происхождения, может неблагоприятно сказываться на среде вблизи птицефабрик, животноводческих комплексов, мясокомбинатов и ветеринарно-санитарных утилизационных заводов. Утилизация таких паров позволяет не допустить их выброса в атмосферу.
Осуществление изобретения
На чертеже изображена блок-схема установки для утилизации соковых паров. На чертеже использованы следующие обозначения:
1 - варочный котел;
2 - циклон-осадитель;
3 - конденсатор (теплообменник воздушный калориферного типа);
4 - бак сбора конденсата соковых паров.
В соответствии с чертежом установка состоит из варочного котла 1, представляющего собой цилиндрический корпус с паровой рубашкой, охватывающей корпус котла со всех сторон и имеющей свою наружную стенку, и перемешивающим устройством с электроприводом и редуктором. Варочный котел соединен трубопроводом с циклоном-осадителем 2, предназначенным для отделения от соковых паров твердых частиц.
Циклон-осадитель 2 представлен типовым агрегатом центробежного типа и содержит цилиндрический корпус, накопитель, выполненный в виде усеченного конуса, и патрубок с тангенционным подводом. Циклон-осадитель соединен трубопроводом с конденсатором 3, представленным воздушным теплообменником калориферного типа.
Конденсатор 3 состоит из приемной камеры соковых паров и выпускной камеры образующегося конденсата. Эти камеры соединяются между собой трубным пучком. Трубки имеют оребрение из стали или алюминия для увеличения поверхности теплообмена. Охлаждающий воздух подается в межтрубное пространство воздушными вентиляторами.
Воздушный теплообменник 3 соединен трубопроводом с баком сбора конденсата соковых паров 4, который представляет собой емкость, куда сливаются конденсированные соковые пары. После охлаждения конденсат удаляется в канализацию. Слив конденсата из бака производится периодическим открытием запорной задвижки на сливном патрубке.
Установка для утилизации соковых паров работает следующим образом.
Внутрь варочного котла 1 загружают сырье, в паровую рубашку подается греющий пар. Далее в варочном котле 1 происходит термическая обработка и сушка сырья животного происхождения: нагрев сырья, стерилизация под давлением и сушка до получения мясокостной муки с влажностью 8-10%. Сырье представляет собой боенские отходы птицефабрик, мясокомбинатов, измельченные туши животных и птицы. В процессе обработки сырье перемешивается при помощи мешалки с электроприводом и редуктором. Соковые пары, образующиеся при варке и сушке сырья, из варочного котла 1 поступают внутрь циклона-осадителя 2, вход которого трубопроводом сообщен с варочным котлом, а выход с приемной камерой воздушного теплообменника 3.
В циклоне-осадителе 2 производится очистка соковых паров от крупных твердых частиц и тяжелых примесей за счет центробежной сепарации взвешенных частиц. Очищенные соковые пары выводятся сверху циклона-осадителя 2 по трубопроводу в теплообменник 3 за счет того, что из варочного котла продолжает поступать пар, а в теплообменнике при конденсации уменьшается объем паров. Отделенные частицы и примеси удаляются через нижний патрубок циклона-осадителя 2.
Попадая в воздушный теплообменник 3, соковые пары охлаждаются и конденсируются и далее в жидком состоянии сливаются в бак сбора конденсата 4.
После охлаждения соковых паров производится их слив из бака сбора конденсата соковых паров 4 в канализацию периодическим открытием запорной задвижки на сливном патрубке.