专利名称：油脂干式冷凝真空脱臭系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及食用油脂加工领域，尤其是涉及一种用于油脂脱臭的干式冷凝脱臭系统。
背景技术：
植物油脱臭是利用油脂内臭味物质(主要由低分子的醛、酮、游离脂肪酸、不饱和烃类等组成)和甘油三酸酯的挥发度的差异，在高温、高真空条件下，借助水蒸气蒸馏脱除臭味物质的工艺过程。最常用的油脂脱臭装置是喷射大气冷凝真空系统，即在高温、高真空条件下，利用蒸汽汽提等措施将油中的臭味物质蒸馏出去，然后用水直接喷淋冷却，吸收臭味物质。上述方式至少存在两大缺陷其一是能耗极高，该系统基于高速运行的蒸汽流与挥发出的臭味组分进行能量交换而实现脱臭作用，故其需消耗大量的工作(引射)蒸汽，蒸汽消耗约占油脂精炼车间总蒸汽消耗量的609Γ85% ；其二是由于工作蒸汽与被抽臭味组分直接接触冷凝，流入液封池，产生了大量被污染的冷凝水和有机废气。
实用新型内容针对现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种油脂干式冷凝真空脱臭系统，使从脱臭塔中吸入的脱臭蒸汽不经过液相状态，而在冷凝器冷却管传热面上直接冻结成固相而附着在冷凝管表面，然后再除去。本实用新型可以降低能源消耗，减少废水排放， 占用空间小。本实用新型的技术方案如下—种油脂干式冷凝真空脱臭系统，包括以下单元( 1)汽阱单元包括一级冷凝器及二级冷凝器，所述一级冷凝器和二级冷凝器之间串联连接；(2)除霜单元包括暂存罐、分离罐、脱臭馏出物抽出泵、热水管道及蒸汽管道，所述一级冷凝器、暂存罐、分离罐串联连接，所述二级冷凝器经由脱臭馏出物抽出泵连接至分离罐，所述热水管道及蒸汽管道分别与所述一级冷凝器及二级冷凝器连接，向一级冷凝器及二级冷凝器提供热水及蒸汽；(3)罗茨泵真空单元包括由管道连接的罗茨泵、水环真空泵、汽液分离器及循环水冷凝器，所述罗茨泵、水环真空泵及汽液分离器由管道串联连接，所述循环水冷凝器与所述水环真空泵和所述罗茨泵连接，向所述水环真空泵和所述罗茨泵供水；(4)制冷单元包括顺序串联连接的载冷剂储罐、载冷剂冷凝器以及螺杆式制冷机组，所述载冷剂储罐与载冷剂供液泵连接，所述载冷剂冷凝器与载冷剂输送泵连接， 通过载冷剂输送泵将载冷剂供应至所述一级冷凝器及二级冷凝器。所述冷凝器为管式冷凝器。所述一级冷凝器及二级冷凝器分别包括两台并联连接的冷凝器。[0014]所述由管道连接的罗茨泵包括两台并联的一级罗茨泵、一台与所述并联一级罗茨泵相串联的二级罗茨泵、一台与二级罗茨泵相串联的三级罗茨泵。本实用新型有益的技术效果在于1、能耗方面所需蒸汽压力降低，蒸汽用量也大幅减少；几乎无需冷却循环水，无需冷却循环水泵。2、环保方面几乎无废水排放，易于分离处理；最终排出的气体中几乎不含有挥发性物质，无臭气。3、操作方面真空稳定，操作灵活，可调节性好，自动控制化程度高而且安全可靠， 适合气量多变的要求。4、土建维护方面占用空间小，维修管理工作量小。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为图1中冷凝器的结构图。
具体实施方式
如图1、2所示，本实用新型的结构包括以下单元1、汽阱单元包括两台一级冷凝器(03，04)和两台二级冷凝器(07，08)。每台冷凝器(03，04，07，08)都带有脱臭蒸汽进口(L01)、脱臭蒸汽出口(L02)、载冷介质入口(L03)、 载冷介质出口(L04)、蒸汽进口(L06)、热水进口(L07)、脱臭馏出物出口(L05)，一级冷凝器 (03，04)还带有空气平衡接口(L08)。脱臭蒸汽进口(LOl)和脱臭蒸汽出口 (L02)通过工艺阀(V101，V102, V103, V104， V105, V106，V107，V108)与脱臭蒸汽管道连接，同时与罗茨泵真空单元的一级罗茨泵(15， 16)的进气口连通。载冷介质入口(L03)和载冷介质出口(L04)通过冷冻阀(V701，V702，703，V704)与制冷单元的载冷剂输送泵(13)的出液口连通。蒸汽进口(L06)通过除霜蒸汽阀(V201，V202，V204，V205)与除霜单元的蒸汽管连通，热水进口(L07)通过除霜热水阀(V301，V302, V303, V304)与除霜单元的热水管连通。脱臭馏出物出口(L05)通过排液阀(V501，V502, V504, V505)与除霜单元连通，空气平衡接口(L08)通过空气平衡阀(V401，V402)与除霜单元的暂存罐(05)连通。两台一级冷凝器(03，04)并联连接，交替工作，一台冷凝器结霜时，另一台处于除霜状态；两台二级冷凝器(07，08)并联连接，交替工作，一台冷凝器结霜时，另一台处于除霜状态。一级冷凝器(03，04)和二级冷凝器(07，08)串联连接，同时工作，形成稳定连续结霜、除霜操作过程。2、除霜单元由暂存罐(05)、分离罐(06)，脱臭馏出物抽出泵(09)、热水管道和蒸汽管道连接组成。暂存罐(05)带有脱臭馏出物入口、脱臭馏出物出口和空气平衡接口。脱臭馏出物入口通过排液阀(V501，V502)与汽阱单元的一级冷凝器(03，04)的脱臭馏出物出口(L05) 连通，空气平衡接口通过空气平衡阀(V401，V402)与汽阱单元的一级冷凝器(03，04)的空气平衡接口(L08)连通，通过空气平衡阀(V403)与大气连通，脱臭馏出物出口通过排液阀 (V503)与分离罐(06)连通。分离罐(06)带有脱臭馏出物入口、脂肪酸出口、废水出口。脱臭馏出物入口通过排液阀(V503)与暂存罐(05)连通。脂肪酸出口通过控制阀(V601)控制排出，废水出口通过控制阀(V602)控制排出。脱臭馏出物抽出泵(09)通过排液阀(V504，V505)与汽阱单元的二级冷凝器(07， 08)的脱臭馏出物出口(L05)连通，通过排液阀(V506)与分离罐(06)的脱臭馏出物入口连
ο蒸汽管道通过除霜蒸汽阀(￥201，￥202，￥204，￥205)与汽阱单元的冷凝器(03，04， 07,08)的蒸汽进口(L06)连通，在实际处理过程中提供蒸汽。热水管道通过除霜热水阀(V301，V302，V303, V304)与汽阱单元的冷凝器(03，04， 07,08)的热水进口(L07)连通，在实际处理过程中提供热水。3、罗茨泵真空单元由两台一级罗茨泵(15，16)、二级罗茨泵(17)、三级罗茨泵 (18)、水环真空泵(20)、汽液分离器(19)和循环水冷凝器(21)组成。两台一级罗茨泵(15，16)的进气口通过工艺阀(V901，V902)与汽阱单元的脱臭蒸汽出口(L02)连通，出气口与二级罗茨泵(17)的进气口连通。二级罗茨泵(17)的进气口与一级罗茨泵(15，16)的出气口连通，出气口与三级罗茨泵(18)的进气口连通。三级罗茨泵 (18)的进气口与二级罗茨泵(17)的出气口连通，出气口与水环真空泵(20)的进气口连通。水环真空泵(20)的进气口与三级罗茨泵(18)的出气口连通，出气口与汽液分离器(19)的进气口连通，冷却水入口通过控制阀(V004)与循环水冷凝器(21)的循环水出口连通。汽液分离器(19)的出气口直接连通到大气，循环水进口通过控制阀(V003)与循环水冷凝器(21)的循环水出口连通，循环水溢流口和循环水排出口连通，并通过控制阀 (V002)与循环水冷凝器(21)的循环水进口连通，通过控制阀(V001)与废水管连通。循环水冷凝器(21)的循环水进口通过控制阀(V002 )与汽液分离器(19 )的循环水溢流口和循环水排出口连通，通过控制阀(V005)与循环水管道连通，循环水出口通过控制阀(V004)与水环真空泵(20)的冷却水入口连通，通过控制阀(V003)与汽液分离器(19)的循环水进口连通，冷却水入口与冷水进水管连通，冷却水出口与冷水出水管连通。4、制冷单元由载冷剂储罐(10)、载冷剂供液泵(11)、载冷剂冷凝器(12)、载冷剂输送泵(13)和螺杆式制冷机组(14)组成。载冷剂供液泵(11)的进液口与载冷剂管道连通，出液口与载冷剂储罐(10)的载冷剂加入口连通。载冷剂储罐(10)的回液口与汽阱单元的冷凝器(03，04，07，08)的载冷介质出口 (L04)连通，载冷剂储罐(10)的载冷剂出口通过控制阀(V802)与载冷剂冷凝器(12)连通。载冷剂冷凝器(12)的载冷剂出口与载冷剂输送泵(13)的入液口连通，制冷剂入口与螺杆式制冷机组(14)的制冷剂出口连通。载冷剂输送泵(13 )的出液口通过冷冻阀(V701，V702，703，V704 )分别与汽阱单元的冷凝器(03，04，07，08)的载冷介质入口(L03)连通。本实用新型进行油脂脱臭的具体工艺步骤如下[0046]1、准备开启罗茨泵真空单元及制冷单元，保证除霜单元的热水管道通入热水、蒸汽管道通入蒸汽；使脱臭塔(01)内保持真空度为0. 133kPa^0. 4kPa，使汽阱单元的冷凝器 (03，04，07，08)内温度保持在-200C _40°C。将析气后的250°C 260°C待脱臭油通入脱臭塔(01)中，产生的高温脱臭蒸汽经过脂肪酸捕集器(02 )捕集部分水蒸汽和臭味物质后，脱臭蒸汽进入汽阱单元。2、冷冻捕集及除霜脱臭蒸汽经过工艺阀(VlOl)进入一级冷凝器(03)，与管程中来自制冷单元的低温载冷剂介质进行热交换，并迅速在冷凝器(03)的冷凝管表面凝结成霜，附着在冷凝管表面。不凝结气体经过工艺阀(V102，V105)进入二级冷凝器(07)的壳程中，与管程中来自制冷单元的低温载冷剂介质进行热交换，并迅速在冷凝器(07)的冷凝管表面凝结成霜，附着在冷凝管表面，不凝结气体经过工艺阀(V107)进入罗茨真空单元。当一级冷凝器(03)中的霜结到一定厚度时，应进行除霜。开启冷冻阀(V702)和工艺阀(V103，V104)，使一级冷凝器(04)进入工作状态，关闭工艺阀(V101，V102)和冷冻阀 (V701)，使一级冷凝器(03)进入待除霜状态。开启除霜蒸汽阀(V201)，一级冷凝器(03)进入除霜状态。蒸汽进入冷凝器(03)的冷凝管，使其表面的霜层融化，脱臭馏出物流入冷凝器(03)底部；如果脱臭馏出物无法流动，则开启除霜阀热水(V301)通入热水，辅助脱臭馏出物流动。待除霜结束后，关闭除霜蒸汽阀(V201)和除霜热水阀(V301)。开启排液阀(V501) 使脱臭馏出物流入暂存罐(05)中，如果脱臭馏出物无法自流到暂存罐(05)中，开启空气平衡阀(V401)，使一级冷凝器(03)和暂存罐(05)达到空气压力平衡。以上步骤结束后，关闭排液阀(V501)和空气平衡阀(V401)。开启冷却阀(V701)， 使冷凝器(03)中残留的水蒸汽凝结，温度下降到-2(T-4(TC，等待进入工作状态。待一级冷凝器(04)中霜结到一定厚度，则开启工艺阀(V102，V105)使一级冷凝器(03)进入工作状态。关闭工艺阀(V103，V104)和冷冻阀(V702)，使一级冷凝器(04)进入待除霜状态。按照除霜、排出脱臭馏出物的操作，依次开启或关闭相应阀门使冷凝器(04)完成除霜，再次进入待工作状态。一级冷凝器(03，04)交替工作，一个处于工作状态，另一个则完成除霜，进入待工作状态，二级冷凝器(07，08)的工作方式与一级冷凝器(03，04)相同，保证了汽阱单元的连
续工作。脱臭蒸汽中的可凝结汽体的90%在一级冷凝器(03，04)中凝结，因此配备了暂存罐(05)。暂存罐(05)中的脱臭馏出物达到一定量后，开启排液阀(V503)，使脱臭馏出物进入分离罐(06)中。脱臭馏出物的主要成分是水和脂肪酸，由于两者的比重差不同，且脂肪酸的溶解度较小，在重力差作用下，两者分层，带两者达到一定量后，上层脂肪酸排入脂肪酸管道中，下层废水排入废水管道中。二级冷凝器(07，08)仅冷凝脱臭蒸汽中的可凝结汽体的10%左右，所融化得到的脱臭馏出物比较少，直接通过脱臭馏出物抽出泵(09)抽出，排入分离罐(06)中。为避免通过一级冷凝器(03、04)后的脱臭蒸汽在进入二级冷凝器(07、08)前的管路中冷凝成液体，影响管路通畅，通过除霜蒸汽阀(V203)使蒸汽管道连接到管路中，根据需要通入部分蒸汽，使脱臭蒸汽不冷凝成液体。3、尾气排放经过汽阱单元的二道冷冻结霜，脱臭蒸汽中接近99. 5%的可凝结汽体被冷冻成霜，仅剩余0. 5%左右的汽体通过工艺阀(V901，V902)进入罗茨真空单元。剩余汽体依次经过一级罗茨泵(15，16)、二级罗茨泵(17)和三级罗茨泵(18)，然后进入水环真空泵(20)中。剩余汽体在水环真空泵(20)中，与工作液混合，使剩余汽体溶入工作液中，形成汽液混合物，被水环真空泵(20)压入汽液分离器(19)中。汽液分离器 (19)中装有一定量的水，汽液混合物进入水中，液相部分留在水里，气体部分与水分离，沿出气口进入大气。该过程中，剩余汽体中的臭味物质和水蒸汽全部液化，并与水环真空泵(20)的工作液和汽液分离器(19)中的水混合，最后通过汽液分离器(19)的出气口进入大气的只有空气。水环真空泵(20)的工作液是水，刚开始工作时的水是经过循环水冷凝器(21)冷凝过的循环水；工作正常后，汽液分离器(19)中含有少量臭味物质的水通过控制阀(V002) 进入循环水冷凝器(21)，经过冷凝后通过控制阀(V004 )供给水环真空泵(20 )作为工作液。汽液分离器(19)中的水中含有的臭味物质达到一定浓度后，则通过控制阀 (V001)排到废水管道中，同时开启控制阀(V003，V005)，使循环水进入循环水冷凝器(21)， 经过冷凝后进入汽液分离器(19)，待其中的存留水达到的量可以保证罗茨泵真空单元正常工作时，则关闭控制阀(V003)。4、供冷制冷单元中载冷剂储罐(10)中通过载冷剂供液泵(11)加入一定量的载冷剂后，载冷剂通过控制阀(V802)进入载冷剂冷凝器(12)的壳程中，与管程中来自螺杆式制冷机组(14)的制冷剂进行热交换，冷却到-20°C -40°C后，出载冷剂冷凝器(12)，经载冷剂输送泵(13)输送至汽阱单元，为冷凝器(03，04，07，08)提供载冷剂介质，使冷凝器(03， 04，07，08)的温度达到-200C -40°C。螺杆式制冷机组(14)输出的制冷剂在载冷剂冷凝器(12)中与载冷剂进行热交换后，再返回螺杆式制冷机组(14)，循环运行，持续为载冷剂冷凝器(12)提供制冷剂。本实用新型可应用于油脂脱臭工段、脂肪酸蒸馏工段、脂肪酸分馏工段、甘油蒸馏工段和冷冻干燥工段等，应用范围广阔。
权利要求1.一种油脂干式冷凝真空脱臭系统，其特征在于包括以下单元(1)汽阱单元包括一级冷凝器及二级冷凝器，所述一级冷凝器和二级冷凝器之间串联连接；(2)除霜单元包括暂存罐、分离罐、脱臭馏出物抽出泵、热水管道及蒸汽管道，所述一级冷凝器、暂存罐、分离罐串联连接，所述二级冷凝器经由脱臭馏出物抽出泵连接至分离罐，所述热水管道及蒸汽管道分别与所述一级冷凝器及二级冷凝器连接，向一级冷凝器及二级冷凝器提供热水及蒸汽；(3)罗茨泵真空单元包括由管道连接的罗茨泵、水环真空泵、汽液分离器及循环水冷凝器，所述罗茨泵、水环真空泵及汽液分离器由管道串联连接，所述循环水冷凝器与所述水环真空泵和所述罗茨泵连接，向所述水环真空泵和所述罗茨泵供水；(4)制冷单元包括顺序串联连接的载冷剂储罐、载冷剂冷凝器以及螺杆式制冷机组，所述载冷剂储罐与载冷剂供液泵连接，所述载冷剂冷凝器与载冷剂输送泵连接，通过载冷剂输送泵将载冷剂供应至所述一级冷凝器及二级冷凝器。
2.根据权利要求1所述的油脂干式冷凝真空脱臭系统，其特征在于所述冷凝器为管式冷凝器。
3.根据权利要求1或2所述的油脂干式冷凝真空脱臭系统，其特征在于所述一级冷凝器及二级冷凝器分别包括两台并联连接的冷凝器。
4.根据权利要求1所述的油脂干式冷凝真空脱臭系统，其特征在于所述由管道连接的罗茨泵包括两台并联的一级罗茨泵、一台与所述并联一级罗茨泵相串联的二级罗茨泵、一台与二级罗茨泵相串联的三级罗茨泵。
专利摘要一种油脂干式冷凝真空脱臭系统，包括以下单元(1)汽阱单元包括一级冷凝器及二级冷凝器，两者之间是串联连接；(2)除霜单元包括暂存罐、分离罐、脱臭馏出物抽出泵、热水管道及蒸汽管道，一级冷凝器由暂存罐连接至所述分离罐，二级冷凝器由脱臭馏出物抽出泵连接至分离罐，热水管道及蒸汽管道分别连接至一级冷凝器及二级冷凝器；(3)罗茨泵真空单元包括串联连接连接的罗茨泵组、水环真空泵及汽液分离器，循环水冷凝器分别连接水环真空泵及罗茨泵组；(4)制冷单元得到的温度为-20℃~-40℃的载冷剂通过管道输送至一、二级冷凝器。本实用新型可以降低能源消耗，减少废水排放，本实用新型可以降低能源消耗，减少废水排放，占用空间小。
文档编号C11B3/00GK202246615SQ201120334550
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月7日 优先权日2011年9月7日
发明者万辉, 周人楷, 姚专, 姚会玲, 徐毅峰, 秦卫国, 罗洪中, 袁国科, 都晓明, 闵伟峰 申请人:无锡中粮工程科技有限公司