糖厂二氧化碳回收活化利用方法及设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种糖厂二氧化碳回收活化利用方法及设备，其方法是将糖厂锅炉中烟道气低含量的二氧化碳通入二氧化碳吸附塔中，二氧化碳与塔中的石灰乳进行反应形成碳酸钙溶液，将部分碳酸钙溶液通入磷酸产生磷酸二氢钙和二氧化碳，磷酸二氢钙用去压榨和二次加磷，另一部分碳酸钙溶液与二氧化碳反应生成碳酸氢钙，再用碳酸氢钙泵抽至混合汁预灰、上浮器溢流管和滤汁快沉反应器；本发明利用锅炉烟道气低浓度的二氧化碳与石灰乳反应生产碳酸钙，再利用碳酸钙和磷酸制备碳酸氢钙和磷酸二氢钙作为糖厂的澄清剂，不但吸附性除掉部分胶体和非糖分，达到澄清蔗汁的目的。而且还提高CO2利用率，降低糖厂烟囱二氧化碳排放量。
【专利说明】糖厂二氧化碳回收活化利用方法及设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及二氧化碳回收利用方法及设备，具体为糖厂二氧化碳回收活化利用方法及设备。
【背景技术】
[0002]甘蔗制糖生产工艺有:亚硫酸法和碳酸法两种工艺，其中:亚硫酸法制糖工艺由于糖汁中的胶质、多酚类、铁离子等非糖杂质较难除去，因而澄清效率比碳酸法制糖工艺低。所以，亚硫酸法制糖工艺生产的糖产品质量比碳酸法制糖工艺生产的糖产品质量略差。
[0003]目前，亚硫酸法制糖工艺都是采用石灰和二氧化硫作为澄清剂，通过加灰、硫熏、中和、沉淀分离等步骤来完成对蔗汁和糖浆的澄清过程。
[0004]由于在对蔗汁或糖浆进行澄清过程中要用到大量的硫磺和磷酸，所以生产的糖产品质量等级低于碳酸法，含硫量高，不耐储存，糖分损失也大。虽然多年来对蔗汁和糖浆的澄清过程已有很多研究，提出了不少的理论和工艺，但其基本过程变化不大。最近，也提出了在碳酸法制糖澄清工艺中直接用锅炉烟道气(低压低浓度)二氧化碳作澄清剂的制糖工艺，由于以甘蔗渣为燃料的锅炉燃烧不稳定带来烟道气中二氧化碳含量既偏低又不稳定，给实施应用于工业化生产带来控制极为不稳，且仅在碳酸法制糖澄清工艺中提出。
[0005]为了尽快改变亚硫酸法制糖工艺生产低品质白砂糖现状和白砂糖生产成本居高不下的状况，将甘蔗糖厂锅炉烟道气中含有的大量二氧化碳回收并活化应用于亚硫酸法制糖工艺中，替代部分硫磺、磷酸并对蔗汁或糖浆进行饱充。而，采用目前的传统自然饱充设备，设备投入大，二氧化碳利用率也不高，达不到预期的澄清效果。
【发明内容】
[0006]为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种采用吸收锅炉中烟道气低含量二氧化碳形成碳酸钙溶液，再在碳酸钙溶液中间间歇通入二氧化碳，使碳酸钙部分溶液化成碳酸氢钙溶液，用于糖厂制糖工艺中的澄清的糖厂二氧化碳回收活化利用方法及设备。
[0007]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
糖厂二氧化碳回收活化利用方法，其工艺步骤为:
第一步是将糖厂锅炉中烟道气低含量的二氧化碳通入二氧化碳吸附塔中，二氧化碳与塔中的石灰乳进行反应形成碳酸钙溶液，碳酸钙溶液的PH值为7.5-8.5，再用碳酸钙过滤装置将碳酸钙溶液进行过滤，过滤掉杂质和粗颗粒后，置于碳酸钙储罐中备用。
[0008]第二步是将碳酸钙储罐中的碳酸钙溶液一部分通至二氧化碳发生器中，再磷酸储箱中的磷酸也通入二氧化碳发生器中，碳酸钙溶液与磷酸反应产生磷酸二氢钙溶液和二氧化碳，磷酸二氢钙溶液的PH值< 3，再由磷酸二氢钙泵抽磷酸二氢钙去压榨和二次加磷；磷酸为食品级磷酸。
[0009]第三步是将碳酸钙储罐中的碳酸钙溶液另一部分通入碳酸钙活化池中，碳酸钙溶液与二氧化碳发生器中产生的二氧化碳反应产生碳酸氢钙溶液，得到的碳酸氢钙溶液抽至混合汁预灰、上浮器溢流管和滤汁快沉反应器。
[0010]所述的二氧化碳与塔中的石灰乳进行反应的时间为10-20分钟，温度为50-80°C。
[0011]所述的碳酸钙溶液与磷酸反应的时间为1-5分钟，温度为50-80°C。
[0012]糖厂二氧化碳回收活化利用方法采用的设备，包括二氧化碳吸附塔、碳酸钙储罐、碳酸钙活化池、二氧化碳发生器、磷酸储箱和磷酸二氢钙泵，二氧化碳吸附塔连接糖厂锅炉烟囱，二氧化碳吸附塔通过能通水和石灰乳的管道连接至碳酸钙储罐上部设有的碳酸钙过滤装置；碳酸钙储罐通过一条管道连接碳酸钙活化池，碳酸钙储罐通过另一条管道连接至连通有磷酸储箱的二氧化碳发生器，二氧化碳发生器通过输送二氧化碳的管道连接碳酸钙活化池，二氧化碳发生器还通过管道连接将磷酸二氢钙抽送去压榨和二次加磷的磷酸二氢钙泵，管道上设置有磷酸二氢钙PH值检测器。
[0013]上述的设备都能通过电脑控制器实现自动控制。
[0014]碳酸钙溶液制备中，用浓度为8 — 15° Be的石灰乳取代蔗汁吸收烟气中二氧化碳并生成脱碳过程的副产品，即碳酸钙溶液(称之为饱充)。它们的化学反应式为:
co2+h2o = h2co3
Ca0+ H20 = Ca (OH) 2
Ca (OH) 2+H2C03 = CaC03+2H20
用糖用磷酸和以上部分碳酸钙溶液反应，控制PH < 3时生成磷酸二氢钙溶液(另一种优良糖用澄清剂)及浓度达90%以上的二氧化碳气体。它们的化学反应式为:
CaC03 +2H3P04=Ca (H2P04) 2 + H20 + C02 ?用二氧化碳抽射器把高浓度的二氧化碳气体注入碳酸钙溶液中，让碳酸钙溶解活化为碳酸氢1丐溶液。它们的化学反应式为:
CaC03+ C02+H20 = Ca (HC03) 2上述脱碳及活化过程产生的磷酸二氢钙溶液、碳酸氢钙溶液分别装入贮箱中，用计量泵定量加入已用石灰乳预灰后的蔗汁，蔗汁中就会形成大量新生的碳酸钙、磷酸一氢钙和磷酸钙沉淀微粒并吸附除去蔗汁中的非糖类杂质。它们的化学反应式为:
Ca (HC03) 2 + Ca (OH) 2 = 2CaC03 丨 +2H 20
Ca (H2P04) 2+Ca (OH) 2=2CaHP04 丨 +2H 20
2CaHP04+Ca (OH) 2=Ca3 (P04) 2 丨 +2H 20
本发明利用锅炉烟道气低浓度的二氧化碳与石灰乳反应生产碳酸钙，再利用部分碳酸钙和磷酸制备磷酸二氢钙和高浓度的二氧化碳，最后用高浓度的二氧化碳与剩余的碳酸钙反应产生碳酸氢钙，利用磷酸二氢钙和碳酸氢钙作为糖厂的澄清剂，不但吸附性除掉部分胶体和非糖分，达到澄清蔗汁的目的。而且还提高C02利用率，降低糖厂烟?二氧化碳排放量。
[0015]本发明具有以下优点:
1、改变锅炉烟道气回收利用方式，使低含量的co2烟道气体与石灰乳在塔内得到充分的混合吸收反应，大大提高吸收饱充效果，降低二氧化碳排放量，提高0)2利用率，比传统饱充设备提高效率20%以上；
2、形成国内外全新的以回收锅炉烟道气低浓度C02作为澄清剂的半碳法制糖新工艺； 3、锅炉烟道气在塔内经过反应后，锅炉烟道气的温度由160°C左右下降至75°C以下，排放至锅炉烟囱，减少了热量的排放。
[0016]4、利用新生的碳酸钙有很大的比表面积及强力吸附性除掉部分胶体和非糖分，达到澄清蔗汁的目的。
[0017]5、改善传统的亚硫酸法生产工艺由于在生产过程中须使用大量的硫磺、磷酸等辅助材料，致使生广的白砂糖含硫量偏闻，品质偏低，易返色、不耐储存的现状。
[0018]6、扼制碳法澄清工艺产生大量的无法再利用的滤泥，造成严重的环境污染的现状。
[0019]7、采用的设备，具有结构简单，安装、维护方便，运行可靠，二氧化碳回收率高，蔗汁澄清效率高等特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明糖厂二氧化碳回收活化利用方法采用的设备的结构示意图。
[0021]图中的名称及序号为:
二氧化碳吸附塔1、碳酸钙过滤装置2、碳酸钙储罐3、管道4、碳酸钙活化池5、二氧化碳发生器6、磷酸储箱7、磷酸二氢钙PH值检测器8、磷酸二氢钙泵9。
【具体实施方式】
[0022]为了更加详细的介绍本发明，下面结合附图，对本发明做进一步说明。
[0023]糖厂二氧化碳回收活化利用方法，其工艺步骤为:
第一步是采用二氧化碳吸附塔I将糖厂锅炉中烟道气低含量的二氧化碳分离回收，再向二氧化碳中加入石灰乳进行反应形成碳酸钙溶液，碳酸钙溶液的PH值为7.5-8.5，再用碳酸钙过滤装置2将碳酸钙溶液进行过滤，过滤掉杂质和粗颗粒后，置于碳酸钙储罐3中备用。
[0024]第二步是将碳酸钙储罐3中的碳酸钙溶液一部分通至二氧化碳发生器6中，再磷酸储箱7中的磷酸也通入二氧化碳发生器6中，碳酸钙溶液与磷酸反应产生磷酸二氢钙溶液和二氧化碳，磷酸二氢钙溶液的PH值< 3，再由磷酸二氢钙泵9抽磷酸二氢钙去压榨和二次加磷；磷酸为糖用磷酸。
[0025]第三步是将碳酸钙储罐3中的碳酸钙溶液另一部分通入碳酸钙活化池5中，碳酸钙溶液与二氧化碳发生器6中产生的二氧化碳反应产生碳酸氢钙溶液，得到的碳酸氢钙溶液抽至混合汁预灰、上浮器溢流管和滤汁快沉反应器。
[0026]所述的二氧化碳与塔中的石灰乳进行反应的时间为10-20分钟，温度为50_80°C。
[0027]所述的碳酸钙溶液与磷酸反应的时间为1-5分钟，温度为50-80°C。
[0028]糖厂二氧化碳回收活化利用方法采用的设备，包括二氧化碳吸附塔1、碳酸钙储罐3、碳酸钙活化池5、二氧化碳发生器6、磷酸储箱7和磷酸二氢钙泵8，二氧化碳吸附塔I连接糖厂锅炉烟?，二氧化碳吸附塔I通过能通水和石灰乳的管道连接至碳酸钙储罐3上部设有的碳酸钙过滤装置2 ;碳酸钙储罐3通过一条管道4连接碳酸钙活化池5，碳酸钙储罐3通过另一条管道4连接至连通有磷酸储箱7的二氧化碳发生器6，二氧化碳发生器6通过输送二氧化碳的管道4连接碳酸钙活化池5，二氧化碳发生器6还通过管道4连接将磷酸二氢钙抽送去压榨和二次加磷的磷酸二氢钙泵9，管道4上设置有磷酸二氢钙pH值检测器8。
【权利要求】
1.一种糖厂二氧化碳回收活化利用方法，其特征在于:其工艺步骤为: 第一步是将糖厂锅炉中烟道气低含量的二氧化碳通入二氧化碳吸附塔中，二氧化碳与塔中的石灰乳进行反应形成碳酸钙溶液，再用碳酸钙过滤装置将碳酸钙溶液进行过滤，过滤掉杂质和粗颗粒后，置于碳酸钙储罐中备用； 第二步是将碳酸钙储罐中的碳酸钙溶液一部分通至二氧化碳发生器中，磷酸储箱中的磷酸也通入二氧化碳发生器中，碳酸钙溶液与磷酸反应产生磷酸二氢钙溶液和二氧化碳，磷酸二氢钙溶液的PH值< 3，再由磷酸二氢钙泵抽磷酸二氢钙去压榨和二次加磷； 第三步是将碳酸钙储罐中的碳酸钙溶液另一部分通入碳酸钙活化池中，碳酸钙溶液与二氧化碳发生器中产生的二氧化碳反应产生碳酸氢钙溶液，得到的碳酸氢钙溶液抽至混合汁预灰、上浮器溢流管和滤汁快沉反应器。
2.根据权利要求1所述的糖厂二氧化碳回收活化利用方法，其特征在于:所述的碳酸钙溶液，其PH值为7.5-8.5。
3.根据权利要求1所述的糖厂二氧化碳回收活化利用方法，其特征在于:所述的二氧化碳与塔中的石灰乳进行反应的时间为10-20分钟，温度为50-80°C。
4.根据权利要求1所述的糖厂二氧化碳回收活化利用方法，其特征在于:所述的碳酸钙溶液与磷酸反应的时间为1-5分钟，温度为50-80°C。
5.根据权利要求1所述的糖厂二氧化碳回收活化利用方法，其特征在于:所采用的设备包括二氧化碳吸附塔、碳酸钙储罐、碳酸钙活化池、二氧化碳发生器、磷酸储箱和磷酸二氢钙泵，二氧化碳吸附塔连接糖厂锅炉烟?，二氧化碳吸附塔通过能通水和石灰乳的管道连接至碳酸钙储罐上部设有的碳酸钙过滤装置；碳酸钙储罐通过一条管道连接碳酸钙活化池，碳酸钙储罐通过另一条管道连接至连通有磷酸储箱的二氧化碳发生器，二氧化碳发生器通过输送二氧化碳的管道连接碳酸钙活化池，二氧化碳发生器还通过管道连接将磷酸二氢钙抽送去压榨和二次加磷的磷酸二氢钙泵，管道上设置有磷酸二氢钙PH值检测器。
6.根据权利要求1所述的糖厂二氧化碳回收活化利用方法，其特征在于:所述的磷酸为食品级磷酸。
【文档编号】C13B20/06GK104437060SQ201410774822
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月16日 优先权日:2014年12月16日
【发明者】赵强, 韦武林, 黄益雄, 梁裕, 郑明星, 苏绍典, 何仁东, 陈昭远, 李益清, 张锡生 申请人:广西大新县雷平永鑫糖业有限公司