一种甘蔗糖厂锅炉冲灰水资源化利用的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及甘蔗糖厂锅炉冲灰水，特别是涉及一种甘蔗糖厂锅炉冲灰水资源化利用的方法，具体涉及一种用甘蔗糖厂锅炉冲灰水中灰渣制备活性灰渣及其应用于清净粗糖液的方法；属于固体废物资源化处理技术和制备活性灰渣材料及应用领域。
【背景技术】
[0002]甘蔗渣是甘蔗糖厂中主要的副产物，是一种重要的可再生生物资源。因甘蔗渣的木质化程度较高，糖厂锅炉主要燃烧蔗渣为制糖厂提供能源。为避免燃烧蔗渣，锅炉烟道气中大量夹带的灰等固体颗粒对空气的污染，需采用水膜除尘器对烟道气经行处理，而经水膜除尘器产生的废水即为冲灰水。目前，甘蔗糖厂均对锅炉除尘冲灰水进行闭合式循环利用，而分离产生的灰渣等固体废弃物(主要是未全部炭化的蔗渣颗粒混合物)，目前用于改善泥土疏松度，无其它合理的增值利用途径。因此，如何经济有效的处理和利用每年产生大量的制糖工业固体灰渣，对于资源的充分利用和环境的保护都是非常重要的问题。
[0003]原糖溶解的或从甜菜或甘蔗等原料中提取的糖液含有2-20%的杂质。我国甘蔗糖厂多数采用亚硫酸法制糖工艺澄清糖液，由于亚硫酸对色素的还原漂白作用不稳定，糖品久放返色，灰分、不溶物杂质含量高，产品含硫量在20mg/kg以上(国家标准GB317-2006规定一级白砂糖含硫量< 30mg/kg)，与发达国家精制糖品含硫量小于6mg/kg的标准尚有很大差距，影响糖品安全。重污染、产品质量差等已成为影响甘蔗制糖行业生存与可持续发展的瓶颈问题。
[0004]利用甘蔗糖厂锅炉冲灰水中灰渣制备活性灰渣及其应用于清净粗糖液，不但可以为解决冲灰水中灰渣资源的增值利用提供途径和思路，而且可实现无硫工艺澄清糖液，生产品质稳定和不含硫的白砂糖。目前的工艺技术都未涉及到用甘蔗糖厂锅炉冲灰水中灰渣制备活性灰渣应用于澄清粗糖液的方法。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的是提供经济、简单而有效的方法，用甘蔗糖厂锅炉冲灰水中废弃低值的灰渣制备活性灰渣并应用于制糖行业的脱色和精制过程，实现无硫绿色工艺澄清粗糖液。
[0006]本发明目的通过如下技术方案实现:
[0007]如图1所示将甘蔗糖厂锅炉冲灰水中固液混合物用过滤型的连续离心机分离，得滤液和灰渣，滤液循环再利用去锅炉冲灰，收集截留的灰渣经振动流化床干燥；将得到的干灰渣，经微波辅助活化处理，得到活性灰渣；将得到的活性灰渣与粗糖液按质量比1:2000-1:10混合，在混合溶液体系的温度为50-95°C和加入石灰乳调节pH6.5-7.5的条件下搅拌15-55min，过滤，收取滤过清液，截留的灰渣饼可作为肥料。
[0008]所述过滤型的连续离心机的筛网孔径在12500-100目。
[0009]所述灰渣经振动流化床干燥后所得的干灰渣含水质量小于或等于20%。
[0010]所述微波辅助活化为在活化炉设备中采用微波辅助气体活化法，具体是在微波功率为200-1200W和反应温度为800-1000°C的条件下，用水蒸气或二氧化碳为活化剂活化灰渣，活化时间为10min-600min。
[0011 ] 所述粗糖液为混合汁经气浮工艺技术处理后的糖液或原糖与水按质量比1:4-3:2溶解的糖液。
[0012]本发明与现有技术相比具有如下优点和效果:
[0013](I)本发明用甘蔗糖厂锅炉冲灰水中灰渣制备活性灰渣颗粒，活性灰渣的制备及应用与连续的制糖脱色和冲灰水处理工艺有机结合，不需造粒步骤，成本低廉。
[0014](2)本发明可经济有效的处理甘蔗糖厂锅炉冲灰水中废弃的灰渣，对保护生态环境、充分合理利用资源具有重要意义。
[0015](3)本发明用甘蔗糖厂锅炉冲灰水中灰渣制备的活性灰渣替代二氧化硫澄清助剂，可实现无硫绿色工艺澄清粗糖液，保证糖品质量。
[0016](4)本发明制备的活性灰渣经吸附粗糖液中有机杂质后，可作为肥料，实现资源绿色循环利用。
【附图说明】
[0017]图1为利用甘蔗糖厂锅炉冲灰水中废弃灰渣制备活性灰渣及其应用于清净糖液的流程示意图。
[0018]图2为实施例4中通过活化处理的灰渣表面电子扫描电镜观察情况。
【具体实施方式】
[0019]为更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明做进一步的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0020]实施例1
[0021]取1.0m3固液混合的甘蔗糖厂锅炉冲灰水，经筛网孔径为12500目的过滤型连续离心机分离，得滤液和灰渣，滤液循环再利用去锅炉冲灰，收集筛网截留的灰渣经振动流化床干燥，干燥后所得的干灰渣含水质量为19±1% ;将得到的干灰渣投入活化炉，在微波功率为200W和反应温度为800°C的条件下，用水蒸气为活化剂活化lOmin，得到活性灰渣，通过聚焦光束反射测量仪(FBRM)检测，主要分布范围为1-1000 μπι(主要表明制备是颗粒形状的活性灰渣)；将得到的活性灰渣与混合汁经气浮工艺技术处理后的粗糖液按质量比1:10混合，在混合液的温度为50°C和加入石灰乳调节pH值为7.5的条件下搅拌55min，过滤，收取过滤清液，截留的吸附含质量分数10%有机物(主要成分是蛋白质、类脂物、色素、多糖及蔗肩等)的灰渣饼，可直接作为农用有机肥料。根据国际标准ICUMSA中的测定方法检测粗糖液处理前和澄清处理后收集的过滤清液的纯度、色值和浑浊度，结果表明:粗糖液处理前纯度为88.5% (重量百分比)，粗糖液处理后纯度为89.8% (重量百分比)，提高纯度差为89.8-88.5 = 1.3AP ;粗糖液处理前色值为3400IU56(]nni，粗糖液处理后色值为120IU56Qnni，脱色率为(3400-120)/3400X 100%= 96.5% ;处理前浑浊度:325BTU ;处理后浑浊度:50BTU，浑浊度去除率:(325-50)/325X 100%= 84.6%0
[0022]实施例2
[0023]取1.0m3固液混合的甘蔗糖厂锅炉的冲灰水，经筛网孔径为800目的过滤型连续离心机分离，得滤液和灰渣，滤液循环再利用去锅炉冲灰，收集筛网截留的灰渣经振动流化床干燥，干燥后所得的干灰渣含水质量为15±1% ;将得到的干灰渣投入活化炉，在微波功率为600W和反应温度为900°C的条件下，用水蒸气为活化剂活化60min，得到活性灰渣，通过聚焦光束反射测量仪(FBRM)检测，主要分布范围为1-1000 μπι;将得到的活性灰渣与原糖和水按质量比1:4溶解的粗糖液按质量比1:2000混合，在混合液的温度为95°C和加入石灰乳调节PH7.0的条件下搅拌15min，过滤，收取滤过清液，截留的吸附含质量分数11%有机物(主要成分是蛋白质、类脂物、色素、多糖及蔗肩等)的灰渣饼，可直接作为农用有机肥料。根据国际标准ICUMSA中的测定方法检测粗糖液处理前和澄清处理后收集的过滤清液的纯度、色值和浑浊度，结果表明:粗糖液处理前纯度为88.9% (重量百分比)，粗糖液处理后纯度为91.2% (重量百分比)，提高纯度差为91.2-88.9