СПОСОБ ДЕЗОДОРАЦИИ ПОТОКОВ ПАРА И ВОЗДУХА Российский патент 1998 года по МПК B01D53/02 F24F3/16 

Изобретение относится к технологии очистки от примесей неприятно пахнущих веществ парогазовых и вентиляционных воздушных выбросов цехов технических фабрикатов мясокомбинатов и других производств, связанных с тепловой переработкой продуктов животноводства.

При тепловой обработке сырья в горизонтальных варочных котлах образуется большое количество "соковых" паров, которые в течение короткого промежутка времени залпом сбрасываются из котла при понижении давления после варки и затем в значительно меньших количествах выделяются в процессе длительной стадии сушки фабриката в котле. Эти пары содержат большое число органических соединений и обладают чрезвычайно неприятным запахом. "Соковые" пары также попадают в воздух производственного помещения при выгрузке фабриката из котлов и дальнейшей его переработке.

В известном способе дезодорации [1] потока теплого воздуха, содержащего примеси неприятно пахнущих веществ, его пропускают сквозь биологически активный фильтрующий материал, пропитанный питательной средой. Недостатками этого способа являются значительные энергозатраты на предварительный подогрев загрязненного воздуха и необходимость регулярного увлажнения биологически активного фильтрующего материала по мере его высыхания при продувке теплым воздухом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к данному изобретению является способ дезодорации потока парогазовой смеси, содержащей примеси неприятно пахнущих веществ, при переменном расходе смеси [2]. Очищаемую парогазовую подают сначала в демпферную емкость, а затем частично конденсируют в поверхностном конденсаторе при охлаждении водой.

Недостатком указанного способа являются сложность технологической схемы, значительная металлоемкость и низкая надежность в эксплуатации оборудования, т.к. парогазовая смесь содержит жировой аэрозоль и частицы твердого продукта (шквары), которые, оседая на охлаждаемых поверхностях конденсатора, вызывают быстрое их загрязнение и необходимость частой трудоемкой очистки конденсатора. Кроме того, данным способом очищаются только паровые выбросы без загрязненного воздуха. При необходимости дезодорации воздушных выбросов их нужно предварительно подогревать, что вызывает, особенно в зимнее время, значительные энергозатраты.

Изобретение направлено на упрощение технологической схемы, повышение ее надежности и снижение энергозатрат при дезодорации потоков пара и воздуха, содержащих примеси неприятно пахнущих веществ, при переменном расходе пара.

Это достигается тем, что перед подачей в биологически активный фильтрующий материал потоки пара и воздуха смешивают и пропускают сквозь тепловлагоаккумулирующую насадку до получения на выходе из нее потока влажного, насыщенного паром воздуха с плавно изменяющейся температурой в диапазоне 25-40^oC.

Пример. Воздух из цеха технических фабрикатов мясокомбината с начальной температурой 10^oC и относительной влажностью 80% пропускают с линейной скоростью 0,035 м/с вертикально снизу вверх через колонку внутренним диаметром 250мм, в которой последовательно размещены слой тепловлагоакумулирующей насадки и слой биологически активного фильтрующего материала. Тепловлагоаккумулирующая насадка состоит из смеси керамических колец Рашига и керамзита в объемном соотношении 2:1. Кольца Рашига имеют размер 25х25х3 мм, размер окатышей керамзита 15-25 мм. Толщина слоя насадки 0,6 м. Биологически активный фильтрующий материал является смесью соломы злаковых культур и древесных опилок в объемном соотношении 2:1, пропитанной питательной средой и активным илом. Толщина слоя материала 1 м. Перед загрузкой в колонку до пропитки питательной средой и активным илом исходную смесь соломы и древесных опилок пропаривали в емкости технологическим водяным паром 100^oC в течение 4 ч. Это обеспечивает более равномерную плотную и не изменяющуюся структуру материала, а также улучшает условия жизнедеятельности микроорганизмов.

На входе в колонку к воздуху подмешивали "соковые" пары с переменным расходом и температурой 97-98^oC, отбираемые от выхлопного паропровода горизонтального варочного котла КВМ - 4:6 А. Отбор осуществляли с периодичностью 2 ч. (что соответствует одновременной работе на общий паровой коллектор имеющихся в цехе 5 котлов с продолжительностью цикла каждого 10 ч.). Средний за двухчасовой период расход пара составлял 30 г пара на 1 кг воздуха из цеха. В этом случае при смешении получается влажный перенасыщенный воздух с температурой 33^oC. Пар подавали по схеме: в первые 15 мин расход пара равен учетверенному среднему; в последующие 45 мин расход пара равен среднему; в последние 60 мин расход пара равен четверти от среднего. При смешении воздуха с паром температура паровоздушной смеси перед входом в теплоаккумулирующую насадку в течение цикла изменялась от 15 до 56^oC.

Установка проработала в таком режиме 120 ч. При этом в течение цикла из биологически активного фильтрующего материала выходил влажный насыщенный воздух с плавно изменяющейся температурой в диапазоне 28-36^oC. Исходный запах "соковых" паров на выходе из биологически активного фильтрующего материала практически не ощущался, чувствовался запах мокрой соломы.

При неизменном во времени расходе "соковых" паров можно подобрать такое соотношение расходов пара и воздуха (равновесное), когда при их смешении образуется влажный перенасыщенный воздух с требуемой температурой, например, 33^oC. При этом часть пара охлаждается до этой температуре и затрачивается на насыщение воздуха до относительной влажности 100%, а часть пара конденсируется в виде тумана и выделяющаяся при этом теплота конденсации расходуется на подогрев воздуха до температуры 33^oC. При переменном во времени расходе пара в результате его подмешивания к воздуху с постоянным расходом параметры паровоздушной смеси изменяются во времени: при избытке пара по сравнению с равновесным температура насыщенного влажного воздуха увеличивается, а также возрастает и количество избыточного капельного конденсата в нем; при недостатке пара воздух остается ненасыщенным с низкой температурой. Резкие колебания температуры и влагосодержания паровоздушного потока неблагоприятно сказываются на тепловлажностном состоянии биологически активного фильтрующего материала и жизнедеятельности (а следовательно, и окислительной способности) обитающих в нем микроорганизмов.

Сглаживание колебаний температуры и влагосодержания дезодорируемого паровоздушного потока перед подачей его в биологически активный фильтрующий материал и обеспечивает тепловлагоаккумулирующая насадка. В случае избыточного расхода пара и образовании в результате смешения его с воздухом перенасыщенного влажного воздуха высокой температуры с большим содержанием капельной влаги при прохождении такого потока сквозь тепловлагоаккумулирующую насадку воздух охлаждается вследствие теплообмена с более холодной насадкой, отдавая ей теплоту и постепенно ее нагревая. Содержащаяся в воздухе избыточная капельная влага, а также вновь образующаяся при охлаждении влажного воздуха улавливается материалом насадки, образуя на нем пленку жидкости или пропитывая его. При недостатке подмешиваемого к воздуху пара в теплоаккумулирующую насадку поступает холодный ненасыщенный воздух. В этом случае он здесь подогревается за счет теплообмена с более теплой насадкой и увлажняется вследствие испарения влаги из нее. Постоянно смоченная поверхность насадки и процессы, массопереноса, оседание капель и конденсация пара на ней, а также испарение жидкости с поверхности материала, существенно интенсифицируют теплообмен между потоком паровоздушной смеси и тепловлагоаккумулирующей насадкой.

Амплитуды колебаний температуры и влагосодержания паровоздушного потока максимальны на входе в насадку и постепенно уменьшаются в направлении к биологически активному материалу.

Биологически активный фильтрующий материал сам обладает хорошими тепловлагоаккумулирующими свойствами и частично может выполнять роль тепловлагоаккумулирующей насадки. При входе в биологически активный фильтрующий материал потока влажного насыщенного воздуха с плавно изменяющейся температурой в диапазоне 25-40^oC температура биологически активного фильтрующего материала изменяется с меньшей амплитудой в диапазоне 28-36^oC, определяемом оптимальными условиями жизнедеятельности обитающих в материале мезофильных микроорганизмов, ведущих процесс окисления неприятно пахнущих веществ.

Тепловлагоаккумулирующая насадка может быть выполнена различными способами. Это может быть слой тепловлагоаккумулирующего материала непосредственно под слоем биологически активного фильтрующего материала. Таким материалом могут быть керамические кольца Рашига, щебенка с добавлением влагопоглощающего материала, например керамзита. Более удобно тепловлагоаккумулирующую насадку выполнять в виде отдельной камеры, заполненной инертной насадкой, например кирпичной кладкой с каналами для прохода воздуха. В этом случае насадка допускает периодическое пропаривание технологическим паром с целью очистки ее поверхности от загрязнений.

Использование: в производствах, связанных с тепловой переработкой продуктов животноводства для очистки паровоздушных выбросов от неприятного пахнущих веществ. Сущность изобретения: дезодорацию потока пара и воздуха, содержащих примеси неприятно пахнущих веществ, при переменном расходе пара осуществляют путем пропускания потоков сквозь биологически активный фильтрующий материал, причем перед подачей в биологически активный фильтрующий материал потоки пара и воздуха смешивают и пропускают сквозь тепловлагоаккумулирующую насадку до получения на выходе из нее потока влажного насыщенного паром воздуха с плавно изменяющейся температурой в диапазоне 25 - 40^oC.

Способ дезодорации потоков пара и воздуха, содержащих примеси неприятно пахнущих веществ, при переменном расходе пара путем пропускания потоков сквозь биологически активный фильтрующий материал, отличающийся тем, что перед пропусканием в биологически активный фильтрующий материал потоки пара и воздуха смешивают и пропускание осуществляют сквозь тепловлагоаккумулирующую насадку до получения на выходе из нее потока влажного насыщенного паром воздуха с плавно изменяющейся температурой в диапазоне 25 40^oС.