Устройство для регулирования содержания кислорода и углекислого газа в хранилищах сельскохозяйственной продукции Советский патент 1982 года по МПК A01F25/14 A23B7/144 

поглощения избыточного Количества углекислого газа в системе.

Это приводит к увеличению удельного расхода энергии на единицу хранимой продукции, габаритов и веса устройства, что снижает в итоге эффективность хранения сельскохозяйственной продукции в регулируемой газовой среде.

Целью изобретения является повышение скорости регулирования содержания кислорода и углекислого газа в газовой среде хранилища и снижение удельных энергетических затрат.

Указанная цель достигается тем, что устройство для регулирования содержания кислорода и углекислого газа в хранилищах сельскохоэуйствениой продукции, содержащее каталитический реактор с ротаметрами, теплообменник, адсорберы, подогреватель, вентилятор воздуха, расположенные до и после адсорберов четырехходовые переключатели газовых потоков и соединяемые с хранилищем вентилятор газовой среды и скруббер, снабжено дополнительными теплообменниками, каталитический реактор выполнен ,из четного числа секций, установленных с образованием зазоров между ними, а каждый теплообменник расположен в соответствующем зазоре между секциями , при этом боковые патрубки переключателей газовых потоков соединены соответственно с нижней и верхней частью адсорберов, верхние с теплообменниками каталитического реактора, нижний патрубок верхнего переключателя потоков сообщен с атмосферой, а нижний патрубок нижнего переключателя потоков - с вентилятором газовой среды, первый теплообменник и первая секция kaтaлитичecKipro реактора соединены с подогревателем, а остальные теплообменники с вентилятором воздуха.

«

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства .

Устройство содержит хранилище 1, которое связано с вентилятором 2, предназначенным для циркуляции газовой среды.по замкнутому контуру хранилище - устройство - хранилище который посредством трубопровода 3 сф1зан с нижним патрубком 4 четырехходового переключателя 5 газовых потоков, предназначенного для распределения потоков газовой среды и подогретого воздуха, подаваемых в блок адсорбции. Боковые патрубки 6 и 7 переключателя -5 газовых потоков соединены о нижней частью адсорберов 8 и 9, а верхний патрубок 10 - с межтрубными пространствами рекуперативных, кожухотрубчатых теплообменников 11 и 12 посредством трубопроводов 13, 14 и 15 Боковые патрубки 16 и 17 переключателя 18 газовых потков, предназначенного для переключения потоков газовой среды и смеси воздуха с углекислым газом, соединены с верхней частью адсорберов 8 и 9. Нижний патрубок 19 переключателя 18 газовых потоков соединен с . атмосферой, а верхний патрубок 20 переключателя 18 газовых потоков посредством трубопровода 21 связан с межтрубным пространством рекуперативного теплообменника 22, которое, в свсяо очередь, трубопроводом 23 соединено с подогревателем 24. Подогреватель 24 соединен с первой секцией 25 многосекционного каталитического реактора трубопроводом 26, который связан с трубопроводом 27 и ротамет ром 28, по которым поступает топливо

Многосекционный каталитический ректор представляет собой корпус, в котором последовательно,расположены секция 25, теплообменник 22, секция 29, теплообменник 11, секция 30, теплообменник 12 и секция 31 (т.е. каждый из теплообменников расположен в соответствующем зазоре между секциями) . Ротаметры 32, 33 и 34 связаны газопроводами с верхними частями секций 29, 30 и 31 соответственно Вентилятор 35, предназначенный для подачи воздуха, идущего на регенерацию сорбентов, связан с межтрубными пространствами теплообменников 11 и 12 трубопроводами 36 и 37 соответственно, последняя секция 31 реактора соединена трубопроводом 38 с водяным скруббером 39, предназначенным для охлаждения и увлажнения газовой среды.

Водяной скруббер 39 представляет собой колонну, в средней части которой имеется насадка из колец Рашига. К верхней части колонны присоединен трубопровод 40 для подачи воды, а в нижней части колонны имеется трубопровод 41 для слива воды. Водяной скруббер 39 связан с хранилищем 1 трубопроводом 42.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Охлажденную в хранилище 1 газовую среду с пониженным содержанием кислорода, и повышенным - углекислого газа и азота забирают вентилятором 2 и подают по трубопроводу 3 через нижний 4 и боковой 6 патрубки переключателя 5 газовых потоков в нижнюю часть адсорбера 8, в котором производится поглощение углекислого газа из газовой среды цеолитами СаА. Работа адсорберов 8 и 9 периодическая. В то время, когда адсорбер 8 работает в режиме поглощения углекислого газа, адсорбер 9 - в режиме регенерации сорбентов. Регенерацию проводят воздухом, который нагнетают вентилятором 35 и нагревают в межтрубном пространстве теплообменников 11 и 12 продуктами каталитического окисления топлива, выходящими из сек ций 29 и 30 реактора и проходящими в трубном пространстве теплообменнико 11 и 12, до и подают по трубопроводам 14, 15 и 13 через верхний 10 и боковой 7 патрубки переключателя 5 газовых потоков в нижнюю част адсорбера 9. Выходящую из верхней части адсорбера 9 смесь воздуха и углекислого газа через боковой 17 и -НИЖНИЙ 19 патрубки переключателя 18 газовых потоков выводят в атмосферу а выходящую из верхней части адсорбера 8 газовую среду, освобожденную от CQj, через боковой 16 и верхний 20 патрубки переключателя 18 газовых потоков по трубопроводу 21. подают в теплообменник 22. Перевод адсорберов из режима сорб ции в режим регенерации осуществляют поворотом заслонок переключателей 5 и 18 газовых потоков на 90. Тогда газовую среду подают по трубопроводу 3 через нижний 4 и боковой 7 патрубки переключателя 5 газовых потоков, адсорбер 9, боковой 17 и верхний 20 патрубки переключателя 18 газовых потоков, а воздух подают по тр бопроводу 13 через верхний 10 и боко вой 6 патрубки переключателя 5 газовых потоков, адсорбер 8, боковой 16 и нижний 19 патрубки переключателя 18 газовых потоков и выводят в атмосферу. Переключение переключателей 5 и 18 газовых потоков производят автома тически в процессе достижения заданной концентрации углекислого газа в хранилище 1. Газовую среду, свободную от углекислого газа, по трубопроводу 21 подают в межтрубное пространство теп лообменника 22, в котором ее нагревают за счет тепла продуктов каталитйческого окисления топлива, выходящизГ из секции 25 каталитического реактора с температурой и проходящих в трубном пространстве теплообменника 22, и далее по трубопроводу 23 - в подогреватель 24. Подогреватель 24 служит для подогрева газовой среды до ЗООс при запуске устройства. При работе устройства подогреватель отключают. После подогревателя 24 газовую среду смешивают с углеводородным топливом, поступающим по трубопроводу 27 через ротаметр 28, по трубопроводу 26 подают в первую секцию 25 реактора, заполненную гранулированным катализатором в котЬрой происходит каталитическое окисление углеводородного топлива кислородом, содержащимся в газовой среде. В результате экзотермической |реакдии окисления топлива выделяется большое количество тепла, которое передается продуктам катализа и на садке катализатора. После секции 25 реактора продукты катализа охлаждают в трубном пространстве теплообменника 22 до , смешивают с топливом, поступающимТто трубопроводу 27 через ротаметр 32, и подают в секцию 29, засыпанную гранулированным алюмохромовым катализатором, в которой аналогичным образом происходит процесс каталитического окисления углеводородов кислородом, содержащимся в газовой среде. Продукты катализа после секции 29 .охлаждают в трубном пространстве теплообменника 11 воздухе, который .подают в межтрубное пространство теплообменника 11, до , смешивают с углеводородным топливом, поступающим по трубопроводу 27 через ротаметр 33, и подают в секцию 30, засыпанную гранулированным катализатором, в которой аналогичным образом происходит процесс каталитического окисления углеводородов кислородом, содержащимся в газовой среде. После секции 30 реактора продукты катализа охлаждают в трубном пространстве теплообменника 12 до воздухом, проходящим в межтрубном пространстве теплообменника 12, смешивают с топливом, поступающим по трубопроводу 27 через ротаметр 34, и подают в секцию 31 реактора, засыпанную гранулированным катализаторе, в котором осуществляется каталитическое окисление углеводородов кислородом, оставшимся в циркулирующей газовой среде. Расход топлива, поступающего в каждую секцию реактора, регулируют, а его подачу производят автоматически при достижении заданной температуры подогрева газовой среды перед каждой секцией реактора. За последней секцией 31 реактора продукты катализа охлаждают и увлажняют в водяном скруббере 39 водой, поступающей по трубопроводу 40, и подают по трубопроводу 42 в хранилище 1. При достижении в атмосфере хранилища 1 требуемых концентраций О и СОi работу устройства прекращают. При отклонении концентраций О и СО в -атмосфере хранилища от заданных значений состав атмосферы периодически корректируют. В предлагаемой таблице приведены характеристики известного и предлагаемого устройства для регулирования содержания О и СО в газовой среде хранилищ. Как видно из таблицы,при одних и тех же количествах циркулирующей газовой среды и удельных расходах . пропана на 1 т хранимой продукции за сезон хранения применение предла гаемого устройстйа позволяет в 4 pa за увеличить емкость обслуживаемого хранилища и скорость регулирования концентраций 0 и СО в атмосфере хранилища, в 2,4 раза снизить удель ный расход тепловой энергии на 1 т продукции. Применение предлагаемого устройства при хранении фруктов в регулируемой газовой среде позволяет получить экономический эффект в разме ре 3,4 млн.руб, сэкономить при этом 2235 т металла и сократить численность обслуживающего персонала боле чем йа 1208 чел. В конечном итоге, применение предлагаемого устройства позволяет значительно повысить эффективность хранения сельскохозяйственной продукции в регулируемой газовой среде Формула изобретения Устройство для регулирования содержания кислорода и углекислого га за в хранилищах сельскохозяйственной продукции, содержащее каталитический реактор с ротаметрами,теплообменник, адсорберы, подогреватель, вентилятор воздуха, расположенные д и после адсорберов четырехходовые переключатели газовых потоков и соединяе№ле с хранилищем вентилятор газовой среды и скруббер, отличающееся тем, что, с целью повышения скорости регулирования содержания кислорода и углекислого газа в газовой среде хранилища и снижения удельных энергетических затрат, оно снабжено дополнительными теплообменниками, каталитический реактор выполнен из четного числа секций, установленных с образованием зазоров между ними, а каждый теплообменник расположен в соответствующем зазоре между секциями, при BITOM боковые патрубки переключателей газовых потоков соединены соответственно с нижней и верхней частью адсорберов, верхние - с теплообменниками каталитического реак тора, нижний патрубок верхнего переключателя потоков сообщен с атмосферой, а нижний патрубок нижнего переключателя потоков - с вентилятором газовой среды, первый теплообменник и первая секция каталитического реактора соединены с подогревателем, а остальные теплообменники - с вентилятором воз-: духа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Рециркуляционный генератор РГГС-400. Проспект. Киев, Реклама, 1977.