Система утилизации тепловой энергии процесса охлаждения газообразных продуктов переработки отходов, в частности резиновых отходов

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СИСТЕМА УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ПРОЦЕССА ОХЛАЖДЕНИЯ ГАЗООБРАЗНЫХ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ, В ЧАСТНОСТИ РЕЗИНОВЫХ ОТХОДОВ(71) Заявитель Производственный кооператив АМИР-С(72) Автор Рожновский Игорь Антонович(73) Патентообладатель Производственный кооператив АМИР-С(57) 1. Система утилизации тепловой энергии процесса охлаждения газообразных продуктов переработки отходов, в частности резиновых отходов, включающая средство охлаждения парогазовой среды, содержащее входной патрубок воды, связанный с источником охлаждающей воды, и выходной патрубок горячей воды температуры Т 1, связанный со средством утилизации горячей воды, отличающаяся тем, что содержит, по меньшей мере, одно дополнительное средство охлаждения парогазовой среды до температуры , где- целое число от 1 до , содержащее входной патрубок воды, связанный с источником охлаждающей воды, и выходной патрубок горячей воды температуры , связанный со средством утилизации горячей воды, при этом выход средства утилизации горячей воды связан со входом источника охлаждающей воды. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что выходной патрубок каждого средства охлаждения парогазовой среды до температурыснабжен средством регулирования потока воды температуры . 1023 Настоящая полезная модель относится к устройствам теплообмена, прежде всего, к системе, обеспечивающей утилизацию тепловой энергии процесса термообработки газообразных продуктов, в частности газообразных продуктов переработки органо-содержащих отходов, в том числе отходов резины, более конкретно, к системе, обеспечивающей утилизацию тепловой энергии, выделяющейся в результате теплообмена при охлаждении газообразных продуктов переработки отходов. Для реализации технологических процессов, основанных на термохимических реакциях, расходуется достаточно большое количество энергии на получение высокотемпературной рабочей среды. При этом в результате получают также высокотемпературные продукты термохимических реакций, прежде всего газообразной фазы, которые подлежат принудительному охлаждению для получения целевых продуктов. В связи с этим актуальной становится проблема утилизации тепловой энергии, возвращенной из термохимического процесса. Известны различные системы утилизации тепловой энергии, выделяющейся в результате теплообменных процессов, нашедшие свое применение в установках органической химии. Наиболее близкой к заявляемой является система утилизации тепловой энергии процесса охлаждения газообразных продуктов переработки отходов, использованная в установке переработки водогряземаслянных отходов 1 и включающая средство охлаждения парогазовой среды, выполненное в виде конденсатора и содержащее входной патрубок воды, связанный с источником охлаждающей воды, и выходной патрубок горячей воды температуры Т 1, связанный со средством утилизации горячей воды. В качестве средства утилизации горячей воды в данном случае используется прямое подключение к системе горячего водоснабжения, обеспечивающей циркуляцию технической воды с температурой 70-80 С. Описанная система утилизации тепловой энергии имеет ряд недостатков, среди которых предусмотрена возможность утилизации тепловой энергии только на одном единственном участке технологического процесса отсутствие возможности регулировать поток горячей воды, направляемый на утилизацию, а также температуру горячей воды отсутствие возможности повторного использования воды в качестве охлаждающей воды в том же технологическом процессе отсутствие средств очистки воды и т.д. В связи с упомянутыми выше проблемами существующих систем утилизации тепловой энергии задачей настоящей полезной модели является создание системы утилизации тепловой энергии процесса охлаждения газообразных продуктов переработки отходов, в частности резиновых отходов, которая обеспечивала бы более полную утилизацию тепловой энергии, в том числе на различных участках технологического процесса, а также возможность получения теплоносителя с различными значениями температуры нагрева, в том числе и с более высокой температурой. Поставленная задача решается заявляемой системой утилизации тепловой энергии процесса охлаждения газообразных продуктов переработки отходов, в частности резиновых отходов, включающей средство охлаждения парогазовой среды, содержащее входной патрубок воды, связанный с источником охлаждающей воды, и выходной патрубок горячей воды температуры Т 1, связанный со средством утилизации горячей воды, которая содержит, по меньшей мере, одно дополнительное средство охлаждения парогазовой среды до температуры , где- целое число от 1 до , содержащее входной патрубок воды, связанный с источником охлаждающей воды, и выходной патрубок горячей воды температуры , связанный со средством утилизации горячей воды, при этом выход средства утилизации горячей воды связан со входом источника охлаждающей воды. Такая система, с учетом возможности ее реализации с различными комбинациями значений упомянутых существенных признаков, обеспечивает максимально возможную утилизацию тепловой энергии, поскольку на всех этапах охлаждения предусмотрены 2 1023 средства направленного отвода тепловой энергии, выделившейся при теплообмене, и средства концентрации этой тепловой энергии с последующей ее передачей для целевого использования. В одном из возможных предпочтительных вариантов реализации системы выходной патрубок каждого средства охлаждения парогазовой среды до температурыснабжен средством регулирования потока воды температуры . Такое исполнение выходных патрубков средств охлаждения позволяет получить для последующей целевой утилизации воду различной температуры и тем самым еще более расширить возможности утилизации в различных целях. Ниже достоинства и преимущества заявляемой системы утилизации тепловой энергии процесса охлаждения газообразных продуктов переработки отходов, в частности резиновых отходов, по сравнению с аналогичными техническими решениями будут подробно описаны и проиллюстрированы на примере одного из возможных предпочтительных, но не ограничивающих вариантов реализации системы, содержащей два средства охлаждения, т.е. при 2, со ссылкой на позиции чертежа, на котором представлена фигура - схематическое изображение системы утилизации тепловой энергии процесса охлаждения газообразных продуктов переработки отходов. На фигуре, представляющей собой схему системы утилизации тепловой энергии процесса охлаждения газообразных продуктов переработки отходов (далее по тексту - парогазовая среда) в одном из возможных предпочтительных вариантов реализации при 2,изображены средство охлаждения парогазовой среды до температуры Т 1, выполненное в виде первого конденсатора 1, и одно дополнительное средство охлаждения парогазовой среды до температуры , выполненное в виде второго конденсатора 2. Первый конденсатор 1 снабжен входным патрубком 3 воды и выходным патрубком 4 воды. Второй конденсатор 2 снабжен, соответственно, входным и выходным патрубками 5 и 6 воды, соответственно. Система содержит также источник охлаждающей среды 7 и средство 8 утилизации горячей воды. В представленном на фигуре примере реализации средство 8 утилизации горячей воды включает в свой состав средство 9 сбора горячей воды, которое может включать, в свою очередь, емкость для сбора горячей воды, систему патрубков, запорную арматуру и т.п., и средство 10 потребления горячей воды, соединенное со средством 9 сбора горячей воды посредством канала 11 подвода горячей воды, снабженного фильтром 12, насосом 13, кранами 14, 15, 16. Средство 10 потребления горячей воды изображено в виде одного блока и представляет собой различные средства использования тепловой энергии воды потребителем/ями(отопление в зимнее время, передача тепла в различные технологические процессы посредством обратного теплообмена и т.п.). Система содержит также средство 17 сбора охлажденной воды, которое соединено со средством 10 потребления горячей воды посредством канала 18 отвода охлажденной воды. Как уже упоминалось, средство 9 сбора горячей воды и средство 17 сбора охлажденной воды включают в себя ряд элементов, в том числе емкостей, патрубков, запорной арматуры, средств управления потоком и т.п. , и в связи с традиционностью исполнения этих элементов в рамках настоящей заявки подробно не описываются. Система содержит также дополнительный элемент 19 охлаждения, связанный с источником 7 охлаждающей воды входным патрубком 20 воды, с первым конденсатором патрубком 21 для отвода конденсата и со средством 9 сбора горячей воды выходным патрубком 22 воды. Средство 17 для сбора охлажденной воды соединено с источником 7 охлаждающей воды посредством канала 23, который снабжен фильтром 24, насосом 25 и кранами 26, 27,28. 3 1023 В данном примере реализации системы предусмотрены также средства 29, 30, 31 управления потоками горячей воды, поступающими по выходным патрубкам 6, 4, 22 соответственно. В системе предусмотрен также ряд кранов, функции которых не будут упомянуты при описании работы системы, в связи с чем на фигуре они обозначены лишь схематично без указания номера позиции. Система утилизации тепловой энергии процесса охлаждения газообразных продуктов переработки отходов, в частности резиновых отходов, работает следующим образом. Охлаждающую жидкость из источника 7 охлаждающей жидкости подают по входному патрубку 3 воды в первый конденсатор 1 по входному патрубку 5 воды во второй конденсатор 2 по входному патрубку 20 воды в дополнительный элемент 19 охлаждения. При прохождении первого конденсатора 1, второго конденсатора 2 и дополнительного элемента 19 охлаждения охлаждающая вода в результате теплообменных процессов получает тепловую энергию от парогазовой смеси, температура которой составляет на входе в первый конденсатор 1 около 300-350 С, на входе во второй конденсатор 2 и дополнительный элемент 19 охлаждения - около 200 С. Таким образом, охлаждающая проточная вода начальной температуры около 20 С в результате теплообменных процессов на выходе из первого конденсатора 1 имеет температуру уже около 90-95 С, на выходе из второго конденсатора 2 имеет температуру около 30-40 С и на выходе из дополнительного элемента 19 охлаждения - температуру около 50 С. Подогретую воду (температура 90-95 С) по выходному патрубку 4 воды подают из первого конденсатора 1 на средство 9 сбора горячей воды из состава средства 8 утилизации горячей воды. При этом управление потоком может осуществляться при помощи средства 29 управления потоком, которое, в простейшем случае, может быть выполнено в виде крана. Аналогично, подогретую воду температурой 30-40 С по выходному патрубку 6 воды,а температурой около 50 С по выходному патрубку 22 воды подают из второго конденсатора 2 и дополнительного элемента 19 охлаждения, соответственно, на средство 9 сбора горячей воды из состава средства 8 утилизации горячей воды. При этом управление этими потоками также может осуществляться при помощи средств 29, 31, соответственно,управления потоком. Упомянутые три потока воды различной температуры могут быть смешаны в одной емкости в средстве 9 для сбора горячей воды, но могут быть также и разведены по различным потребителям, что достигается за счет размещения на выходных патрубках 4, 6,22 воды средств 29, 30, 31, соответственно, регулирования потока. Приведенная в качестве примера система предусматривает возможность получения на выходе средства 9 для сбора горячей воды горячей воды температурой до 90 С. Далее, из средства 9 для сбора горячей воды вода по трубопроводу 11 подвода горячей воды после очистки посредством фильтра 12 с помощью насоса 13 подается на средство 10 потребления горячей воды. Регулирование потока горячей воды по трубопроводу 11 подвода горячей воды осуществляется с помощью кранов 14, 15, 16. Как уже было упомянуто выше, под средством 10 потребления горячей воды следует понимать любое традиционно используемое теплообменное устройство потребителя, функционирующее на принципах выделения тепловой энергии при охлаждении горячего теплоносителя, в данном случае воды. В результате использования тепловой энергии воды в теплообменных устройствах потребителя, входящих в состав средства 10 потребления горячей воды, вода охлаждается,как правило, до температуры 25-30 С и направляется по трубопроводу 18 отвода охлажденной воды в средство 17 для сбора охлажденной воды. После этого вода может быть 4 1023 направлена с помощью насоса 25 по трубопроводу 23 после очистки посредством фильтра 24 в источник 7 охлаждающей воды на повторное использование. Регулирование потока осуществляется с помощью кранов 26, 27, 28. Приведенное выше описание системы утилизации тепловой энергии, выделившейся в процессе теплообмена, наглядно демонстрирует преимущества установки по сравнению с известными, а также подтверждает возможность достижения заявленных технических результатов. Заявленная система может быть с успехом использована в различных технологических производствах, связанных с необходимостью охлаждения и/или разделения продукта термохимической реакции на целевые продукты высокой степени очистки с использованием теплообменных процессов. Высокая эффективность заявленной системы достигается за счет максимально возможной утилизации тепловой энергии, направленной на проведение термохимической реакции и возвращенной в результате теплообменных процессов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.