高纯竹醋的生产收集及水循环利用系统[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 105112279 A (43)申请公布日 2015.12.02

(21)申请号 201510625599.2(22)申请日 2015.09.28

(71)申请人淄博大创自动化科技有限公司

地址255300 山东省淄博市周村区南郊镇方

家村南首(72)发明人张仲林 韩永强(51)Int.Cl.

C12J 1/10(2006.01)

权利要求书2页 说明书6页 附图6页

(54)发明名称

高纯竹醋的生产收集及水循环利用系统(57)摘要

高纯竹醋的生产收集及水循环利用系统，属于竹醋生产设备领域，具体涉及一种高纯竹醋的生产收集及热能回收利用装置。其特征在于包括窑体、冷凝装置、竹醋收集装置和热量回收循环利用装置；冷凝装置包括冷凝器，所述的冷凝器包括保温外套管和薄膜内套管，保温外套管和薄膜内套管之间形成循环水流动空间，薄膜内套管向内围成烟气冷凝空间；窑体通过排烟管连接烟气入口；沿烟气入口的下方设置竹醋收集装置。本发明能够高效率的回收并沉淀分离出高品质竹醋液，并且生产过程中产生的热量能够得到充分的回收再利用。

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权 利 要 求 书

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1.一种高纯竹醋的生产收集及水循环利用系统，其特征在于包括窑体、冷凝装置、竹醋收集装置和热量回收循环利用装置；

冷凝装置包括冷凝器，所述的冷凝器包括保温外套管和薄膜内套管，薄膜内套管的两端通过薄膜固定器固定在保温外套管中，保温外套管和薄膜内套管之间形成循环水流动空间，薄膜内套管向内围成烟气冷凝空间，循环水流动空间和烟气冷凝空间互不联通；在保温外套管的外壁上开设循环水进水管和循环水出水管，循环水进水管和循环水出水管联通循环水流动空间和热量回收循环利用装置；薄膜内套管的两端分别为烟气入口和烟气出口；窑体通过排烟管连接烟气入口；沿烟气入口的下方设置竹醋收集装置。

2.根据权利要求1所述的高纯竹醋的生产收集及水循环利用系统，其特征在于热量回收利用装置包括冷凝水循环管路、换热器、散热器水循环管路和循环泵，循环泵安装在冷凝水循环管路中；冷凝水循环管路中的冷凝液通过循环水进水管进入冷凝装置，为烟气降温后从循环水出水管排出，同时冷凝液携带烟气的热量进入换热器，对散热器水循环管路中的液流进行加热升温。

3.根据权利要求2所述的高纯竹醋的生产收集及水循环利用系统，其特征在于冷凝水循环管路中设置补水池、补水泵、水源和出水龙头；散热器水循环管路中设置散热器；

所述的换热器包括保温外套管和薄膜内套管，薄膜内套管的两端通过薄膜固定器固定在保温外套管中，保温外套管和薄膜内套管之间形成散热器水流动空间，薄膜内套管向内围成冷凝水流动空间，散热器水流动空间和冷凝水流动空间互不联通；在保温外套管的外壁上开设散热器水进水管和散热器水出水管，散热器水进水管和散热器水出水管均联通散热器水流动空间；换热器的两端分别设置冷凝水进水管和冷凝水出水管，冷凝水进水管和冷凝水出水管联通冷凝水流动空间；

水源通过补水泵连接补水池，补水池通过管路连接冷凝器的循环水进水管，冷凝器的循环水出水管通过管路连接换热器的冷凝水进水管，换热器的冷凝水出水管通过管路连接补水池；在换热器和补水泵之间的管路上设置出水龙头；

散热器通过管路分别连接散热器水进水管和散热器水出水管。4.根据权利要求3所述的高纯竹醋的生产收集及水循环利用系统，其特征在于在换热器的冷凝水流动空间中设置梭形薄膜导流器，梭形薄膜导流器呈梭形，梭形薄膜导流器的两个尖端分别固定在冷凝水进水管和冷凝水出水管中，在梭形薄膜导流器的中部设置中心连块，中心连块通过三个以上的弹簧分别连接一个顶板，所述的顶板顶住梭形薄膜导流器的中部内壁。

5.根据权利要求1或3所述的高纯竹醋的生产收集及水循环利用系统，其特征在于所述的薄膜固定器为两个环形卷边弹片，环形卷边弹片展平的一端焊接在保温外套管的内壁上，环形卷边弹片的卷曲端内包卷薄膜内套管的薄膜。

6.根据权利要求1所述的高纯竹醋的生产收集及水循环利用系统，其特征在于竹醋收集装置包括总收集管、收集泵和三个以上的沉淀箱；总收集管设置在烟气入口的下方，总收集管通过收集泵连接各个沉淀箱，在每个沉淀箱的上方设置入口、下方侧壁上设置三个高度不同的出口，在沉淀箱的底部设置排渣口，且三个出口的高度可调；在沉淀箱的侧壁上设置透明液位显示窗；三个出口由上而下依次连接竹油收集箱、竹醋收集箱和焦油沉淀物收集箱。

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权 利 要 求 书

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7.根据权利要求6所述的高纯竹醋的生产收集及水循环利用系统，其特征在于在沉淀箱内设置导流装置，所述的导流装置呈倒扣的钟形，液体从入口进入沉淀箱内，能够沿导流装置的钟状外壁散开，顺由沉淀箱的内壁流入底部。

8.根据权利要求7所述的高纯竹醋的生产收集及水循环利用系统，其特征在于还包括过滤器，所述的过滤器包括底部中空的碗状过滤网，所述的过滤网的底部设置在导流装置中，过滤网的碗沿部分设置在导流装置和沉淀箱顶壁之间，能够过滤从沉淀箱入口进入的液体；碗状过滤网和导流装置之间设置密封橡胶圈。

9.根据权利要求8所述的高纯竹醋的生产收集及水循环利用系统，其特征在于在沉淀箱内设置清洗装置，所述的清洗装置设置在导流装置中；清洗装置包括两个以上的下压气缸，所述的下压气缸设置在沉淀箱的顶部，下压气缸的伸缩杆连接碗状过滤网并能够将碗状过滤网完全压人导流装置中；在导流装置中设置三个以上的喷淋器，所述的喷淋器通过管路连接清洗液。

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说 明 书

高纯竹醋的生产收集及水循环利用系统

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技术领域

[0001]

本发明属于竹醋生产设备领域，具体涉及一种高纯竹醋的生产收集及热能回收利

用装置。背景技术

传统的竹醋生产采用土窑烧制，通过对烟气冷却，令其含有的竹醋沿冷凝设备回流，进行收集、沉淀。这种工艺一般采用冷却水槽包裹出烟管对烟气进行降温的冷凝方式，但冷却水槽使用一段时间后其中的冷凝水温度会明显上升，需要频繁更换冷却水槽中的冷凝水才能保证冷却质量，如此以来不但影响收集效率和质量，而且浪费水资源，被加热的冷却水只能被排走，其中的热量也随之流失。[0003] 此外，初步冷凝回收的竹醋原液需要经过沉淀分层，经过此步骤后，竹醋原液分为由上而下的四层：竹油、竹醋、焦油和沉淀物。传统设备将竹醋原液静置分层后，无法高效分离出高品质的竹醋液，容易在分离过程中将各层搅混，导致取出的竹醋液含有焦油、竹油或其他沉淀物杂质，影响竹醋液的品质。

[0004] 申请人经过实验设计了一整套新型竹醋生产及回收设备，能够高效率的回收并沉淀分离出高品质竹醋液，并且生产过程中产生的热量能够得到充分的回收再利用。

[0002]

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高纯竹醋的生产收集及水循环利用系统，能够科学生产并收集竹醋，并且将生产过程中产生的热能回收再利用。[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种高纯竹醋的生产收集及水循环利用系统，其特征在于包括窑体、冷凝装置、竹醋收集装置和热量回收循环利用装置；冷凝装置包括冷凝器，所述的冷凝器包括保温外套管和薄膜内套管，薄膜内套管的两端通过薄膜固定器固定在保温外套管中，保温外套管和薄膜内套管之间形成循环水流动空间，薄膜内套管向内围成烟气冷凝空间，循环水流动空间和烟气冷凝空间互不联通；在保温外套管的外壁上开设循环水进水管和循环水出水管，循环水进水管和循环水出水管联通循环水流动空间和热量回收循环利用装置；薄膜内套管的两端分别为烟气入口和烟气出口；窑体通过排烟管连接烟气入口；沿烟气入口的下方设置竹醋收集装置。[0007] 本发明所述的高纯竹醋的生产收集及水循环利用系统，其特征在于热量回收利用装置包括冷凝水循环管路、换热器、散热器水循环管路和循环泵，循环泵安装在冷凝水循环管路中，冷凝水循环管路中的冷凝液通过循环水进水管进入冷凝装置，为烟气降温后从循环水出水管排出，同时冷凝液携带烟气的热量进入换热器，对散热器水循环管路中的液流进行加热升温。

[0005]

冷凝水循环管路中设置补水池、补水泵、水源和出水龙头；散热器水循环管路中设

置散热器；

所述的换热器包括保温外套管和薄膜内套管，薄膜内套管的两端通过薄膜固定器固定

[0008]

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说 明 书

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在保温外套管中，保温外套管和薄膜内套管之间形成散热器水流动空间，薄膜内套管向内围成冷凝水流动空间，散热器水流动空间和冷凝水流动空间互不联通；在保温外套管的外壁上开设散热器水进水管和散热器水出水管，散热器水进水管和散热器水出水管均联通散热器水流动空间；换热器的两端分别设置冷凝水进水管和冷凝水出水管，冷凝水进水管和冷凝水出水管联通冷凝水流动空间；

水源通过补水泵连接补水池，补水池通过管路连接冷凝器的循环水进水管，冷凝器的循环水出水管通过管路连接换热器的冷凝水进水管，换热器的冷凝水出水管通过管路连接补水池；在换热器和补水泵之间的管路上设置出水龙头；

散热器通过管路分别连接散热器水进水管和散热器水出水管。[0009] 在换热器的冷凝水流动空间中设置梭形薄膜导流器，梭形薄膜导流器呈梭形，梭形薄膜导流器的两个尖端分别固定在冷凝水进水管和冷凝水出水管中，在梭形薄膜导流器的中部设置中心连块，中心连块通过三个以上的弹簧分别连接一个顶板，所述的顶板顶住梭形薄膜导流器的中部内壁。

[0010] 所述的薄膜固定器为两个环形卷边弹片，环形卷边弹片展平的一端焊接在保温外套管的内壁上，环形卷边弹片的卷曲端内包卷薄膜内套管的薄膜。[0011] 竹醋收集装置包括总收集管、收集泵和三个以上的沉淀箱；总收集管设置在烟气入口的下方，总收集管通过收集泵连接各个沉淀箱，在每个沉淀箱的上方设置入口、下方侧壁上设置三个高度不同的出口，在沉淀箱的底部设置排渣口，且三个出口的高度可调；在沉淀箱的侧壁上设置透明液位显示窗；三个出口由上而下依次连接竹油收集箱、竹醋收集箱和焦油沉淀物收集箱。

[0012] 在沉淀箱内设置导流装置，所述的导流装置呈倒扣的钟形，液体从入口进入沉淀箱内，能够沿导流装置的钟状外壁散开，顺由沉淀箱的内壁流入底部。[0013] 还包括过滤器，所述的过滤器包括底部中空的碗状过滤网，所述的过滤网的底部设置在导流装置中，过滤网的碗沿部分设置在导流装置和沉淀箱顶壁之间，能够过滤从沉淀箱入口进入的液体；碗状过滤网和导流装置之间设置密封橡胶圈。[0014] 在沉淀箱内设置清洗装置，所述的清洗装置设置在导流装置中；清洗装置包括两个以上的下压气缸，所述的下压气缸设置在沉淀箱的顶部，下压气缸的伸缩杆连接碗状过滤网并能够将碗状过滤网完全压人导流装置中；在导流装置中设置三个以上的喷淋器，所述的喷淋器通过管路连接清洗液。[0015] 本发明的有益效果是：

1、本专利所述的高纯竹醋的生产收集及水循环利用系统，主要由窑体、冷凝装置、竹醋收集装置和热量回收循环利用装置四个部分组成，其中冷凝装置中设置的冷凝器区别于传统冷凝器，采用全新设计薄膜套管设计，将需要进行热交换的两种介质通过薄膜进行封闭隔绝换热，冷却介质和烟气双向对流换热，较传统静置式冷却水槽换热的方式降温效果更佳，而且无需监控冷却和换水时长。[0016] 2、本专利中所述的热量回收利用装置由冷凝水循环管路和散热器水循环管路两套运行的管路组成，两套循环管路上设置冷凝器和换热器，实现两套循环管路之间的热交换。

[0017] 其中在冷凝水循环管路中安装了循环泵，冷凝水循环管路中的冷凝水通过循环水

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进水管进入冷凝装置，为烟气降温，进行了第一次热交换，此处的冷凝水由冷水变为热水；冷凝水继续运行到达换热器时，通过换热器将部分热量传递到散热器水循环管路中，此处的冷凝水由热水变为温水；冷凝水继续顺冷凝水循环管路运行，到达出水龙头，此处的部分冷凝水被用于操作人员的生产生活用水放出，最后再有补水泵将水源处的水，补充进补水池中，降低冷凝水的温度，至此才重复参与到冷却循环中。

[0018] 同时从换热器到散热器水循环管路中的水变为热水，热水在散热器位置将热量释放，例如用于气温偏低时的设备及操作空间供热保温等用途。该装置由多套管路构成协同工作，形成了一套完整高效的运行流程，在工作步骤及工作细节上已全面超出本行业的同类型设备。通过二次热交换，最终将生产过程中产生的热量进行有效再利用。该装置设置合理，运行效率高，节约能效的同时给该竹醋系统增添了附加值。[0019] 3、本专利中所述的换热器包括保温外套管和薄膜内套管，由此将传统的金属管路接触转换为在金属管路中薄膜套管接触，同等时间温度下的换热效率得到了极大提高，无论金属大管路中套装金属小管路或者套装金属毛细管路，换热效率都偏低，而且部分热能会随内管介质导出流失，因此薄膜换热套管的效率远超传统产品。[0020] 4、本专利中所述的梭形薄膜导流器，是根据薄膜内套管特性所特定设计制作的。梭形薄膜导流器位于冷凝水流动空间中，梭形薄膜导流器呈梭形，梭形薄膜导流器的两个尖端分别固定在冷凝水进水管和冷凝水出水管中，在梭形薄膜导流器的中部设置中心连块，中心连块通过弹簧连接顶板，由顶板顶住梭形薄膜导流器的中部内壁。冷凝水进入冷凝水流动空间后，被梭形薄膜导流器分流，形成一层水膜紧贴薄膜内套管的管壁运行，使换热效果得到进一步的提升，将该装置的工作效率发挥到了极致。[0021] 5、本专利中所述的薄膜固定器为两个环形卷边弹片，通过将环形卷边弹片展平的一端焊接在保温外套管的内壁上，以便将环形卷边弹片固定在保温外套管上，而环形卷边弹片的卷曲端内包卷薄膜内套管的薄膜。此种结构优点在于薄膜形成的腔体内充满介质后，介质越膨胀，在环形卷边弹片的压力自然越大，从而封闭性更好。此种装置区别于其它连接件的优点在于结构简单，便于安装使用，同时保障了循环管路的密闭性。[0022] 6、本专利中所述的竹醋收集装置由总收集管、收集泵和沉淀箱三个部分组成；总收集管设置在烟气入口的下方，总收集管通过收集泵连沉淀箱。该装置的优点在于每个沉淀箱的上方设置入口、下方侧壁上设置三个高度不同的出口，在沉淀箱的底部设置排渣口，且三个出口的高度可调；在沉淀箱的侧壁上设置透明液位显示窗。该装置首先通过收集管将竹醋的原料全部收集到沉淀池中，再通过沉淀池的静止沉淀，将竹醋的原料自然分成三层，使用者在将沉淀好的内部液体排出时，可以参照各层液体的液位，即时调整三个出口的相应高度。三个出口由上而下依次分别连接竹油收集箱、竹醋收集箱和焦油沉淀物收集箱。将各层液体由上而下依次导出到不同的专用容器中进行隔离分装，此种设置不仅工作效率高，同时收集到的竹醋品质也得到了大幅提升。[0023] 7、本专利中所涉及的沉淀箱内设置导流装置，该导流装置呈倒扣的钟形，可以有效的使液体从入口进入沉淀箱内的过程，一直保持液体通过导流装置的钟状外壁散开，持续顺由沉淀箱的内壁流入底部。从而避免了由于液体自上而下的垂降对沉淀箱内液体造成冲击，使得沉淀箱内已有液体能够静置沉降，加速了沉降过程。[0024] 8、本专利中所述的过滤器，此过滤器包括底部中空的碗状过滤网，其碗状过滤网

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的过滤网的碗沿部分设置在导流装置和沉淀箱顶壁之间，可以方便的过滤从沉淀箱入口进入的液体。使液体在下落的同时实现滤除大颗粒杂质的目的。[0025] 9、本专利中所述的导流装置内设置清洗装置，清洗装置通过下压气缸中的伸缩杆将碗状过滤网完全压人导流装置中；压入导流装置中的同时由喷淋器，对处于相对密封腔中的碗状过滤网进行清洗清洁，便于接下来工作程序的滤除工作。该装置的设计，提高了装置自动化程度，该装置结构精炼，适于实用，生产和使用成本较低，适宜在业界推广普及。附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是冷凝器的结构示意图；图3是换热器的结构示意图；图4是沉淀箱的结构示意图（收集过滤状态下）；图5是沉淀箱的结构示意图（清洗过滤网的状态下）；图6是碗状过滤网的结构示意图；图7是图6的俯视图；图中： Ⅰ、热量回收循环利用装置；Ⅱ、冷凝装置；Ⅲ、窑体；Ⅳ、竹醋收集装置；1、收集泵；2、沉淀箱；3、补水泵；4、水源；5、补水池；6、出水龙头；7、换热器；8、散热器；9、烟气出口；10、薄膜固定器；11、保温外套管；12、薄膜内套管；13、烟气入口；14、循环水进水管；15、循环水出水管；16、保温外套管；17、薄膜固定器；18、散热器水出水管；19、薄膜内套管；20、散热器水进水管；21、中心连块；22、弹簧；23、顶板；24、梭形薄膜导流器；25、入口；26、下压气缸；27、碗状过滤网；28、喷淋器；30、排渣口；31、竹油收集箱；32、竹醋收集箱；33、焦油沉淀物收集箱；34、导流装置。

[0026]

具体实施方式

[0027] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。[0028] 如图1所示，一种高纯竹醋的生产收集及水循环利用系统，包括窑体、冷凝装置、竹醋收集装置和热量回收循环利用装置；冷凝装置包括冷凝器，所述的冷凝器包括保温外套管和薄膜内套管，薄膜内套管的两端通过薄膜固定器固定在保温外套管中，保温外套管和薄膜内套管之间形成循环水流动空间，薄膜内套管向内围成烟气冷凝空间，循环水流动空间和烟气冷凝空间互不联通；在保温外套管的外壁上开设循环水进水管和循环水出水管，循环水进水管和循环水出水管联通循环水流动空间和热量回收循环利用装置；薄膜内套管的两端分别为烟气入口和烟气出口；窑体通过排烟管连接烟气入口；沿烟气入口的下方设置竹醋收集装置。

[0029] 热量回收利用装置包括冷凝水循环管路、换热器、散热器水循环管路和循环泵，循环泵安装在冷凝水循环管路中，冷凝水循环管路中的冷凝液通过循环水进水管进入冷凝装置，为烟气降温后从循环水出水管排出，同时冷凝液携带烟气的热量进入换热器，对散热器水循环管路中的液流进行加热升温。[0030] 如图2所示，所述的换热器包括保温外套管和薄膜内套管，薄膜内套管的两端通

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过薄膜固定器固定在保温外套管中，保温外套管和薄膜内套管之间形成散热器水流动空间，薄膜内套管向内围成冷凝水流动空间，散热器水流动空间和冷凝水流动空间互不联通；在保温外套管的外壁上开设散热器水进水管和散热器水出水管，散热器水进水管和散热器水出水管均联通散热器水流动空间；换热器的两端分别设置冷凝水进水管和冷凝水出水管，冷凝水进水管和冷凝水出水管联通冷凝水流动空间。[0031] 冷凝水循环管路中设置补水池、补水泵、水源和出水龙头；散热器水循环管路中设置散热器。水源通过补水泵连接补水池，补水池通过管路连接冷凝器的循环水进水管，冷凝器的循环水出水管通过管路连接换热器的冷凝水进水管，换热器的冷凝水出水管通过管路连接补水池；在换热器和补水泵之间的管路上设置出水龙头。

[0032] 散热器通过管路分别连接散热器水进水管和散热器水出水管。如图3所示，在换热器的冷凝水流动空间中设置梭形薄膜导流器，梭形薄膜导流器呈梭形，梭形薄膜导流器的两个尖端分别固定在冷凝水进水管和冷凝水出水管中，在梭形薄膜导流器的中部设置中心连块，中心连块通过三个以上的弹簧分别连接一个顶板，所述的顶板顶住梭形薄膜导流器的中部内壁。

[0033] 所述的薄膜固定器为两个环形卷边弹片，环形卷边弹片展平的一端焊接在保温外套管的内壁上，环形卷边弹片的卷曲端内包卷薄膜内套管的薄膜。[0034] 如图4和5所示，竹醋收集装置包括总收集管、收集泵和三个以上的沉淀箱；总收集管设置在烟气入口的下方，总收集管通过收集泵连接各个沉淀箱，在每个沉淀箱的上方设置入口、下方侧壁上设置三个高度不同的出口，在沉淀箱的底部设置排渣口，且三个出口的高度可调；在沉淀箱的侧壁上设置透明液位显示窗；三个出口由上而下依次连接竹油收集箱、竹醋收集箱和焦油沉淀物收集箱。[0035] 在沉淀箱内设置导流装置，所述的导流装置呈倒扣的钟形，液体从入口进入沉淀箱内，能够沿导流装置的钟状外壁散开，顺由沉淀箱的内壁流入底部。[0036] 还包括过滤器，所述的过滤器包括底部中空的碗状过滤网（碗状过滤网的结构如图6和7所示），所述的过滤网的底部设置在导流装置中，过滤网的碗沿部分设置在导流装置和沉淀箱顶壁之间，能够过滤从沉淀箱入口进入的液体；碗状过滤网和导流装置之间设置密封橡胶圈。

[0037] 在沉淀箱内设置清洗装置，所述的清洗装置设置在导流装置中；清洗装置包括两个以上的下压气缸，所述的下压气缸设置在沉淀箱的顶部，下压气缸的伸缩杆连接碗状过滤网并能够将碗状过滤网完全压人导流装置中；在导流装置中设置三个以上的喷淋器，所述的喷淋器通过管路连接清洗液。[0038] 本装置在使用时，竹料在窑体内焚烧，生成的烟气通过冷凝装置的烟气冷凝空间进行冷却，烟气中含有的竹醋原液顺由薄膜内套管的内壁，进入竹醋收集装置。竹醋原液在竹醋收集装置的各个沉淀箱内进行沉淀分层，而后由上而下分为四层：竹油、竹醋、焦油和沉淀物。根据透明液位显示窗观察沉淀箱内的分层情况，即时调整三个出口的高度。首先打开最上层的出口，将最上层的竹油导出，而后打开第二层的出口，导出高品质的竹醋，最后打开最下层的出口将焦油导出。最后开启清洗装置，清洗液从喷头喷出，将沉淀箱的内壁及其底部的沉淀物从排渣口排出。由此完成竹醋的收集以及沉淀箱的清理工作。[0039] 与此同时，冷凝装置中，冷却水流动在保温外套管和薄膜内套管之间形成循环水

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流动空间中为烟气降温，冷却水吸收热量升温，而后冷却水通过换热器将热量传递给散热器循环管路中，令散热器给周围空间供暖，由此竹醋生产过程中产生的热量得以回收利用。经过热交换的冷却水尚有余温，还可通过出水龙头排出，以供冬季清洁使用。当冷却装置中的冷却水量降低到一定值时，可以接通水源，通过补水泵将水引入补水池，而后补入冷凝装置的循环水流动空间中，以保证冷凝质量。[0040] 需要指出的是，上述实施方式仅是本发明优选的实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在符合本发明工作原理的前提下，任何等同或相似的替换均落入本发明的保护范围内。

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