Навигация: => 

ПАРОГЕНЕРАТОР АВТОКЛАВНЫЙ

Благодаров Юрий Петрович

Важная роль в различных технологических процессах отводится пару.

Для выработки тепловой энергии в виде насыщенного и перегретого пара предназначены парогенераторные установки.

Современные промышленно выпускают как стационарные, так и передвижные парогенераторные установки.

Парогенераторные установки вместе с автоклавами входят в состав передвижных комплексов для обработки пищевых продуктов, сырья, материалов.

Недостатки передвижных комплексов - трудность перевозки по неблагоустроенным дорогам, потери пара в паропроводах, соединяющих паровой котёл и автоклав, большая теплоотдача от поверхности парового котла, громоздкость всей конструкции.

По этим причинам, в основном , используются стационарные пункты переработки.

Предлагается проект "Передвижной, автономной установки для выработки эфирных масел, смолистых веществ, стерилизации/пастеризации консервированных пищевых продуктов, спекания силикатных материалов" - парогенератора автоклавного, вырабатывающего и накапливающего пар в герметичной ёмкости с избыточным давлением и воздействующий этим паром на пищевой продукт, материал, сырьё, находящиеся в этой ёмкости.

Исходная идея - объединение функций парового котла и автоклава в едином устройстве, с возможностью транспортировки данного устройства тяговым транспортным средством в любое труднодоступное место.

Источником тепловой энергии являются печное топливо, газ, дизельное топливо.

Исключаются потери пара при транспортировке в автоклав.

Технологический режим мягче - за счёт использования перегретого пара можно повысить температуру в автоклаве при неизменном давлении.

ОПИСАНИЕ АВТОКЛАВНОГО ПАРОГЕНЕРАТОРА

В предлагаемом проекте паровой котел входит выпуклой частью в емкость автоклава.

Паровой котел и автоклав разделены перегородкой. Перегородка изготавливается из цветного сплава для лучшей теплоотдачи. В нижней части перегородки имеется отверстие для вывода пара, образовавшегося в результате распыления пароводяной смеси перед раскаленной поверхностью выпуклой части парового котла. Выпуклая часть парового котла обволакивается паром. При этом создается эффект паровой ванны, предотвращающий выпуклую часть поверхности парового кола от пережога. Пространство между перегородкой и выпуклой части парового котла заполнено накопителем тепловой энергии. В качестве накопителя тепловой энергии используются легко спрессованная паутинка из проводов(стружки) или мелкие чушки из цветного металла. Коэффициент теплопроводности цветного сплава в 8 раз выше по сравнению со сталью. Паровой котел имеет камеры газификации и догорания газов, и может работать в режиме газогенерации.

При горении дров происходит химический процесс соединения окислителя (воздуха) с горючими элементами топлива. К горючим элементам топлива относятся: углерод (С), водород (Н), сера (S), а также горючие газы СО, Н2, СмНn.
Температура воспламенения горючих газов в воздухе имеет следующее значения: водорода 580ё590 градусов, окиси углерода 644ё658 градусов, метана 650ё750 градусов. При невысоких температурах горения дров в жаровой трубе - камере газификации, средняя энергия молекул значительно ниже энергии активации и поэтому лишь небольшая доля молекул топлива и окислителя способна к реакции. Подвод окислителя (воздуха) в камеру газификации осуществляется отдельно - спереди. Основная часть горючих элементов топлива выделяются из дров в виде горючих газов, которые переходят в камеру дожигания газов. Там, при соответствующей температуре 580ё750 градусов и подаче окислителя (воздуха), они сгорают. Подвод окислителя (воздуха) осуществляется снизу, между боковыми поверхностями экранов, образующих между собой суживающийся канал - инжектор. А камера дожигания газов образована между экранами.

Затем исходящие газы поступают в дымовую трубу, где прогревают процессную воду, находящуюся в экономайзере. Процессная вода из экономайзера поступает в дугообразные водяные трубы. При химической реакции окислителя и горючих элементов топлива выделяется много тепла, которое передается излучателю тепловой энергии, дугообразным водогрейным трубам и экранам. Тепловая энергия от стенок труб передается процессной воде, находящегося в трубах, преобразуя ее в пароводяную смесь, а от экранов - излучателю тепловой энергии, которая передает часть тепла накопителю тепловой энергии. Пароводяная смесь поступает в распылитель жидкости, где распыляется перед излучателем и накопителем тепловых энергий. При соприкосновении с поверхностями излучателя и накопителя тепловых энергий капельки жидкости, получая дополнительное тепло, испаряются, превращаясь в насыщенный пар. Насыщенный пар, проходя ниже, через накопитель тепловой энергии и, соприкасаясь далее с нижней частью излучателя тепловой энергии, получает дополнительное тепло, превращаясь в перегретый пар. Перегретый пар поступает в рассекатель пара, где рассеивается в автоклаве, воздействуя на пищевой продукт, материал, сырье, находящиеся в автоклаве. Одновременно, сверху, на исходный продукт распыляется пароводяная смесь через распылитель жидкости. Корпус автоклава изготавливается из стали обыкновенного качества, небольшой толщины. Для придания жесткости корпус автоклава изнутри обшивается брусками из лиственных пород. Для предотвращения расшатывания бруски сжимаются к корпусу внутренним центратором. Металлическая поверхность внутренней части корпуса автоклава, перед брусками, покрывается термостойким лаком.

Себестоимость изготовления автоклава получается в 6-8 раз ниже, по сравнению с автоклавами из нержавеющей стали, выпускаемые отечественной промышленностью. Одновременно решается вопрос теплоизоляции автоклава.

Предусматривается реконструкция емкостей на прицепах, выпускаемой отечественной промышленностью.

СФЕРА ПРИМЕНЕНИЯ

Установка может быть применима в условиях с неразвитой дорожной структурой:

Для переработки консервированной:

• мясной и молочной продукции в фермерских хозяйствах, сельхозпредприятиях;

• плодоовощной продукции, лесных ягод, грибов в садоводческих хозяйствах, лесхозах;

• рыбной продукции, в рыболовных артелях, судах;

А также для выработки эфирных масел:

• из веток пихты, сосны, ели, можжевельника, лимона, эвкалипта, лаванды, на месте произрастания сырья;

• мятного, розового, укропного, анисового, чабреца, полынного, на месте расположения плантации.

А также для выработки смолистых веществ из пней и смолистых остатков хвойных насаждений.

Для изготовления строительных материалов - силикатного кирпича, газосиликатных блоков, на строительной площадке возводимого объекта.

Для выработки пара:

• при прогреве двигателей, во время запуска автотранспорта;

• при производстве газонаполненных полимеров (пенопласта и т.п.);

• при получении жидких топлив из нефти;

• в качестве теплоносителя, при сушке материалов;

• при очистке ж/д цистерн от ГСМ, элеваторов, ж/д платформ от спекшихся и смерзшихся материалов;

• при очистке участков от снега в местах завала людей во время схода снежных лавин и создания отверстий в снежном пласте для предотвращения удушья;

• при исследовании толщи льда, к примеру, в Антарктиде.

Установка предназначена также:

• для улучшения жизненных условий бригад, артелей, работающих вахтовым методом в лесу, на добыче нефти, газа, приисках, при применении данных установок в качестве бань, душевых.

ИННОВАЦИОННЫЕ АСПЕКТЫ

Область применения установки многогранна.

Россия богата лесом. 11, 750 млн. га составляют пихтовые насаждения. Много сосны, ели. Большую часть пней и веток от вырубки сжигают.

Из пневого осмола вырабатывают смолистые вещества. Путем глубокой переработки получают скипидар, канифоль.

Из веток хвойных насаждений, экзотических растений вырабатываются эфирные масла. Путем глубокой переработки получают камфару, пищевые добавки и т.п. Ветки пихты, сосны, ели после паровой обработки идут на корм животным.

Силикатный кирпич является строительным материалом, широко используемом в домостроении. С организацией производства газосиликатных блоков спрос на силикатные строительные материалы увеличился. Формуется он без цементной составляющей. Теперь силикатные строительные материалы можно будет производить не только на стационарных силикатных заводах, но и вблизи источников сырья, на строительной площадке возводимого объекта. Сельские жители получат возможность строить добротные дома из дешевых строительных материалов.

Во многих удаленных от центра сельских населенных пунктах, лесных поселках источником существования являются сбор и реализация даров леса, подсобные хозяйства, где выращиваются плодоовощная и мясомолочная продукция.
Основным препятствием для вовлечения большинства населения глубинки в производство и реализацию излишков сельскохозяйственной продукции, даров леса, являются отсутствие дорог с твердым покрытием. Сельхозпродукция, лесные грибы, ягоды, мясо, рыба, хранятся в свежем виде не долго.

Встает вопрос о его реализации. В глубинных местностях транспортные расходы на перевозку сельхозпродукции в пункты переработки съедают львиную долю прибыли сельхозпроизводителей. В этой связи, частные крестьянские хозяйства не торопятся наращивать производство сельскохозяйственной и животноводческой продукции. Выращивают ровно столько, сколько необходимо для существования и подержания до нового урожая. Скотину выращивают в том количестве, чтобы создать запас мяса лишь на зимний период, для обеспечения мясом семьи.

При применении "Передвижной, автономной установки для стерилизации/пастеризации консервированных пищевых продуктов" отпадет зависимость сельхозпроизводителей от сельхозпереработчиков, диктующих цены.

Сельхозпроизводители будут консервировать пищевые продукты в свежем виде. Появится возможность консервировать грибы, лесные ягоды непосредственно на месте произрастания.

Много ценной рыбы гибнет в период нереста. Много животных погибает на дальних стойбищах. Мясо тухнет в результате задержки или отсутствия транспорта для перевозки на стационарные пункты переработки. Возможно консервирование их прямо на месте.

Не обязательно в качестве тары для консервирования использовать стеклянные или жестяные банки. Можно применить мешки из пищевой, алюминиевой фольги. Достаточно уложить сырье в них, произвести спайку и закупорить в дубовые бочки. И далее, в автоклав, для стерилизации.

ИНВЕСТИЦИОННАЯ ПРИВЛЕКАТЕЛЬНОСТЬ

Сырьё для выработки смолистых веществ, эфирных масел, спекания силикатного кирпича газосиликатных блоков имеется везде. Использовать его можно за бесценок.

Простота технологии. К примеру, для изготовления силикатного кирпича используется 90-95 % строительного песка, 5-10% мелкой негашеной извести и, некоторое количество воды.

В качестве источника тепловой энергии используются местные топливные ресурсы.

Сократятся непроизводительные расходы на содержание аппарата управления, обслуживающего персонала. Уменьшатся транспортные расходы - нет необходимости перевозки продукции на стационарные пункты переработки. Продукция станет дешевле. По самым грубым подсчётам себестоимость силикатного кирпича составит 1-1.2 руб./шт.

Выработка эфирных масел, по своей сути, всегда была привлекательным делом. Прибыль от его производства составляет 300-350 %. А сейчас она будет ещё выгодней. Исключаются транспортные расходы по перевозке сырья к стационарным пунктам. К примеру, при переработке 2 тонн пихтовых веток на передвижной пихтоваренной установке ППУ-1, выпускаемой раннее Кузбасским РТП, выход эфирного пихтового масла - сырца составлял до 40 литров. Оптовая закупочная цена эфирного масла-сырца в настоящее время составляет 300 руб./литр.

Грандиозный охват рынка сбыта. Не только в России, но и в Азиатских Странах. Востребованы они будут в сельском, лесном хозяйстве, строительной индустрии, МЧС, Вооружённых Силах, у рыбаков, нефтяников, газовиков.
Установка запатентована. Имеются несколько патентов на изобретение.

Разработана технологическая документация (описание, чертежи) на парогенератор автоклавный. Базой при проектировании выбрана ёмкость на прицепе, производимая ОАО "Бобруйскагромаш" на 8 куб.м.

Впервые, в мировой практике решается вопрос спекания силикатных материалов (газосиликатных блоков) при температуре 150-200 градусов и давлении 0,07Мпа (Ноу-Хау). При этом, упрощается процедура оформления документов для работы на данной установке. Установка не подпадает под ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СОСУДОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ПБ 03-576-03. Его не нужно регистрировать. На него не нужна лицензия.

Разработана технологическая документация на парогенератор автоклавный, ёмкостью 8 куб.м., на базе реконструкции ёмкости на прицепе, производства ОАО "Бобруйскагромаш". Если найдутся желающие изготовить - вышлю.

Смотри также уникальную открытую коллекцию патентов изобретений и технологий: Альтернативные способы генерирования, аккумулирования и использования тепловой энергии

НАПИСАТЬ ПИСЬМО АВТОРУ ПУБЛИКАЦИИ

Версия для печати
Автор: Благодаров Юрий Петрович
г. Йошкар-Ола; ул.Панфилова 33-14; тел.: (8362)428823, (8362)782711
Дата публикации 30.03.2008гг

Назад