RU2103049C1

RU2103049C1 - Method of air deodorization

Info

Publication number: RU2103049C1
Application number: RU95108111A
Authority: RU
Inventors: В.А. Майоров
Original assignee: Пензенский государственный архитектурно-строительный институт
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1995-05-18
Publication date: 1998-01-27
Also published as: RU95108111A

Abstract

FIELD: production processes concerned with heat processing of animal products for cleaning of vapor-air effluents from objectionably odoring substances. SUBSTANCE: method includes deodorization of flows of vapors and air at variable flow rate of steam by passing the flows through biologically active filtering material. Prior to supply to biologically active filtering material flows of steam and air are mixed and passed through heat-moisture-accumulating attachment to obtain at its output flow of moistened air saturated with steam of smoothly varying temperature within 25-40 C. EFFECT: higher efficiency.

Description

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. The invention relates to a technology for purification from impurities of unpleasantly smelling substances of gas-vapor and ventilation air emissions from workshops of technical plants of meat processing plants and other industries associated with the thermal processing of animal products.

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. During the heat treatment of raw materials in horizontal digesters, a large number of “juice” vapors are formed, which are quickly dumped from the boiler in a short period of time in a gulp when pressure decreases after cooking and then are released in significantly smaller quantities during the long stage of drying the product in the boiler. These vapors contain a large number of organic compounds and have an extremely unpleasant odor. “Juice” vapors also enter the air of the production room when the product is unloaded from boilers and further processed.

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. In the known method of deodorizing [1] a stream of warm air containing impurities of unpleasantly smelling substances, it is passed through a biologically active filter material impregnated with a nutrient medium. The disadvantages of this method are the significant energy consumption for preheating polluted air and the need for regular moistening of biologically active filter material as it dries when it is purged with warm air.

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. The closest in technical essence and the achieved result to this invention is a method for deodorizing a steam-gas mixture stream containing impurities of unpleasant smelling substances at a variable mixture flow rate [2]. The cleaned combined-cycle gas is first fed to a damping tank, and then partially condensed in a surface condenser when cooled by water.

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. The disadvantage of this method is the complexity of the technological scheme, significant metal consumption and low reliability in the operation of the equipment, because the gas-vapor mixture contains fatty aerosol and particles of a solid product (pulp), which, settling on the cooled surfaces of the condenser, cause their rapid pollution and the need for frequent labor-intensive cleaning of the condenser. In addition, this method only cleans steam emissions without polluted air. If it is necessary to deodorize air emissions, they must be preheated, which causes, especially in winter, significant energy consumption.

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. The invention is aimed at simplifying the technological scheme, increasing its reliability and reducing energy consumption during deodorization of steam and air streams containing impurities of unpleasant smelling substances, with a variable steam flow rate.

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.This is achieved by the fact that before being fed into the biologically active filtering material, the steam and air flows are mixed and passed through a heat and moisture accumulating nozzle until an outlet stream of moist, saturated with steam air with a smoothly varying temperature in the range of 25-40 ^o C. is obtained.

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.Example. Air from the technical factory of a meat processing plant with an initial temperature of 10 ^o C and a relative humidity of 80% is passed with a linear velocity of 0.035 m / s vertically from bottom to top through a column with an inner diameter of 250 mm, in which a layer of heat-moisture-accumulating nozzle and a layer of biologically active filter material are sequentially placed. The heat and moisture storage nozzle consists of a mixture of ceramic Raschig and expanded clay rings in a volume ratio of 2: 1. Rashig rings have a size of 25x25x3 mm, the size of expanded clay pellets is 15-25 mm. The thickness of the nozzle layer is 0.6 m. The biologically active filter material is a mixture of straw of cereal crops and sawdust in a 2: 1 volume ratio saturated with nutrient medium and activated sludge. The thickness of the material layer is 1 m. Before loading into the column before impregnation with nutrient medium and activated sludge, the initial mixture of straw and sawdust was steamed in a vessel with 100 ^° C technological steam for 4 hours. This provides a more uniform dense and unchanging material structure, as well as improves the living conditions of microorganisms.

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.At the column inlet, “juice” vapors with a variable flow rate and a temperature of 97-98 ^o C were mixed with air, taken from the exhaust steam line of a horizontal digester KVM - 4: 6 A. Sampling was carried out with a frequency of 2 hours (which corresponds to simultaneous operation for a total of steam collector of 5 boilers available in the workshop with a cycle time of each 10 hours). The average steam consumption over a two-hour period was 30 g of steam per 1 kg of air from the workshop. In this case, when mixed, moist oversaturated air with a temperature of 33 ^o C is obtained. Steam was supplied according to the scheme: in the first 15 minutes, the steam flow rate was equal to four times the average; in the next 45 minutes the steam consumption is equal to the average; in the last 60 minutes, steam consumption is equal to a quarter of the average. When mixing air with steam, the temperature of the vapor-air mixture before entering the heat-accumulating nozzle during the cycle varied from 15 to 56 ^o C.

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.The unit worked in this mode for 120 hours. At the same time, saturated saturated air with a smoothly varying temperature in the range of 28-36 ^o C exited from the biologically active filter material during the cycle. The initial smell of “juice” vapors was practically not felt at the exit of the biologically active filter material , the smell of wet straw was felt.

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.With a constant flow rate of “juice” vapors, it is possible to select such a ratio of steam and air flow rates (equilibrium) when, when mixed, moist saturated air with the required temperature, for example, 33 ^o C. is formed. At the same time, part of the steam is cooled to this temperature and spent on air saturation to 100% relative humidity, and part of the steam condenses into a mist and released in this condensation heat consumed for heating the air to a temperature of 33 ^o C. at a time varying steam flow as a result of its n dmeshivaniya to air with a constant flow of vapor parameters change over time: the excess of steam compared to the equilibrium temperature of saturated moist air increases, and also increases and the amount of excess drip condensate therein; with a lack of steam, air remains unsaturated with a low temperature. Sharp fluctuations in temperature and moisture content of the vapor-air flow adversely affect the heat-moisture state of the biologically active filter material and the vital activity (and hence the oxidizing ability) of the microorganisms living in it.

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. Smoothing fluctuations in temperature and moisture content of the deodorized vapor-air stream before feeding it into a biologically active filter material and provides a heat and moisture storage nozzle. In case of excessive steam consumption and the formation of supersaturated moist air of high temperature with a high droplet moisture content as a result of mixing it with air through a heat and moisture accumulating nozzle, the air is cooled due to heat exchange with a cooler nozzle, giving it heat and gradually heating it. Excess drip moisture contained in the air, as well as newly formed during cooling of moist air, is captured by the nozzle material, forming a liquid film on it or impregnating it. If there is a shortage of steam mixed with air, cold unsaturated air enters the heat storage nozzle. In this case, it is heated here by heat exchange with a warmer nozzle and moistened due to evaporation of moisture from it. The constantly wetted nozzle surface and processes, mass transfer, droplet sedimentation and vapor condensation on it, as well as liquid evaporation from the material surface, significantly intensify heat transfer between the vapor-air mixture flow and the heat and moisture accumulating nozzle.

Амплитуды колебаний температуры и влагосодержания паровоздушного потока максимальны на входе в насадку и постепенно уменьшаются в направлении к биологически активному материалу. The amplitudes of fluctuations in temperature and moisture content of the vapor-air flow are maximum at the entrance to the nozzle and gradually decrease in the direction of the biologically active material.

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.The biologically active filter material itself has good heat and moisture storage properties and can partially serve as a heat and moisture storage nozzle. When entering the biologically active filter material, a stream of moist saturated air with a smoothly varying temperature in the range of 25-40 ^o C, the temperature of the biologically active filter material changes with a lower amplitude in the range of 28-36 ^o C, determined by the optimal living conditions of the mesophilic microorganisms living in the material oxidation process of unpleasantly smelling substances.

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. Heat and moisture storage nozzle can be made in various ways. This may be a layer of heat and moisture storage material directly below the layer of biologically active filter material. Such a material may be Rashig ceramic rings, gravel with the addition of a moisture-absorbing material, for example expanded clay. It is more convenient to carry out the heat and moisture storage nozzle in the form of a separate chamber filled with an inert nozzle, for example, brickwork with channels for air passage. In this case, the nozzle allows periodic steaming with process steam in order to clean its surface from contamination.

Claims

The method of deodorizing steam and air flows containing impurities of unpleasant smelling substances, at a variable steam flow rate by passing flows through a biologically active filter material, characterized in that before passing into a biologically active filter material, the steam and air flows are mixed and passing through a heat and moisture accumulating nozzle to obtain at the outlet of it a stream of moist steam saturated air with a smoothly varying temperature in the range of 25 40 ^o C.