甘蔗糖厂泥汁的离心过滤自动控制系统的制作方法

本发明涉及甘蔗糖厂泥汁的过滤技术领域，具体为一种甘蔗糖厂泥汁的离心过滤自动控制系统。

背景技术：

广西甘蔗糖业发展有十分优越的资源优势、区位优势、质量成本优势和市场拓展优势。广西是全国重点产糖区，地理位置优越，雨量充沛，日照充足，具有种植甘蔗得天独厚的地理资源优势，甘蔗产量占全国的62％以上，是全国甘蔗的主产区。近年来，广西以内引外联方式，引进资金和技术，促进制糖工业发展上档次、上规模、上水平，广西制糖工业得到了较快发展，涌现了一批具有较强经济实力和市场竞争优势的大型骨干企业和企业集团，产业集中度不断提高，综合经济实力不断扩大，企业生产经营总体规模和实力名列全国各省区第一，成为广西重要的经济支柱产业之一。

目前广西糖厂生产工艺绝大多数都是亚硫酸法生产工艺，糖厂中和汁沉降以后分为两部分，一部分是清澈透明的清汁约占70～75%，这一部分清汁直接进入下一道工序。另一部分是泥汁，约占25～30%，主要由蔗汁、泥沙、蔗糠以及澄清剂与蔗汁中的杂质作用后生成的沉淀物。由于在澄清过程产生的泥汁中尚有95%左右的糖汁，因此必须把这部分糖汁分离出来，以收回其中的糖分，使糖分损失降低到最低限度，提高糖的生产率。

长期以来，我国几乎所有的糖厂所采用的泥汁过滤设备是传统的有/无滤布真空吸滤机和板框压滤机，这些设备作为糖厂泥汁过滤设备的标准配套，在我国的糖业生产中使用了相当长的时间，也为我国的糖业生产作出了较大的贡献。但是这些设备在生产使用过程中存在着以下缺点：一是排出的滤泥的水分比较高，达到70%以上，增大企业排出厂外的运输处理量，也不利于环境的清洁；二是干滤泥的糖分为6.3%（湿滤泥糖分为1.9%），糖分损失比较大；三是用真空吸滤机处理泥汁时洗水量比较大，达到8%左右，不利于后工序（蒸发）物料处理，增大蒸发量，能耗增大。此外用无滤布真空吸滤机来分离泥汁，要用蔗渣作助滤剂，蔗渣在100℃受热条件下起化学反应，带入色素物会增加蔗汁的色值，吸滤机及其附带的蔗渣旋风分离器、水泵以及自身驱动设备也消耗一定的能量。

据广西糖网报道，广西现有运行的有90多家糖厂在生产，所有糖厂中和后的泥汁都采用无滤布真空吸滤机进行固液分离。无滤布真空吸滤机由于洗水量较大，滤泥水分高，对环境造成一定的污染，运输较困难，难以进一步进行综合利用，给环境造成一定的压力；同时也因洗水量过大，造成滤液锤度偏低，增大后工序的蒸发量。随着近年来国家对环保问题的日益重视，如何在保证企业正常生产的同时，既能保证糖厂的产品质量和数量，又能保证外排污染物达标排放，成为困扰糖厂企业发展的一个难题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种甘蔗糖厂泥汁的离心过滤自动控制系统，该系统实现甘蔗糖厂泥汁固液快速分离，缩短物料的处理时间，提高了生产效率，减少滤泥蔗糖分损失、减少洗水量、节约能源，促进滤泥的进一步综合利用，解决滤泥含水量高，难运输及对环境清洁生产造成影响的问题。

本发明的技术方案如下：

一种甘蔗糖厂泥汁的离心过滤自动控制系统，该系统包括糖泥沉淀池、Ⅰ#离心机、Ⅱ#离心机、搅拌罐、存储罐、洗水罐和控制器；

糖泥沉淀池通过管道与Ⅰ#离心机的进料口连接；糖泥沉淀池与Ⅰ#离心机之间的管道上从糖泥沉淀池端开始依次安装有沉淀池阀、输送泵、输送调节阀和输送流量计；Ⅰ#离心机的液体出口通过安装有Ⅰ#排气罐的管道与存储罐连接；Ⅰ#离心机的固体出口通过导管与搅拌罐连接；搅拌罐通过管道与Ⅱ#离心机的进料口连接；搅拌罐与Ⅱ#离心机之间的管道上从搅拌罐端开始依次安装有进料泵、调节阀和进料流量计；Ⅱ#离心机的液体出口通过安装有Ⅱ#排气罐的管道与存储罐连接；Ⅱ#离心机的固体出口安装有将泥渣导出的排放管；搅拌罐还通过管道与洗水罐连接，搅拌罐与洗水罐之间的管道上从洗水罐端开始依次安装有洗水流量阀和洗水流量计。

控制器分别与Ⅰ#离心机、Ⅱ#离心机、沉淀池阀、输送泵、调节阀、输送流量计、进料泵、调节阀、进料流量计、搅拌罐、洗水流量阀和洗水流量计连接。

洗水罐与洗水流量阀之间的管道上安装有洗水输送阀；洗水流量阀与洗水流量计之间的管道上从洗水流量阀端开始依次安装有洗水阀和洗水止回阀；洗水输送阀、洗水阀和洗水止回阀分别与控制器连接。

洗水流量阀与洗水输送阀之间的管道还通过安装有Ⅰ#冲洗水止回阀、Ⅰ#冲洗水阀的管道与沉淀池阀和输送泵之间的管道连接；洗水流量阀与洗水输送阀之间的管道还通过安装有Ⅱ#冲洗水阀和Ⅱ#冲洗水止回阀的管道与搅拌罐和进料泵之间的管道连接；Ⅰ#冲洗水阀和Ⅱ#冲洗水阀分别与控制器连接。

Ⅰ#排气罐与存储罐之间的管道上安装有糖液止回阀和糖液阀，糖液阀与控制器连接。

搅拌罐的上部设置有搅拌罐溢流口，搅拌罐的底部设置有搅拌罐排空口，搅拌罐内安装有搅拌装置，搅拌罐内还安装有搅拌罐液位计；搅拌装置和搅拌罐液位计分别与控制器（37）连接。

存储罐的上部设置有存储罐溢流口，存储罐的下部设置有存储罐排空口，存储罐内安装有存储罐液位计，存储罐液位计与控制器连接；存储罐还连通有将糖汁输送去加工的输送管。

控制器能外接触摸显示屏，触摸显示屏能显示当前系统的运行参数，并根据实际情况进行可视化操作。

控制器包括主控模块、执行模块、流量控制模块、温度控制模块、故障检测模块和存储模块；控制器（37）为集成电路、PLC控制器或单片机中任一种；控制方法包括以下步骤：

（1）操作人员通过触摸显示屏完成控制器的相关设置，控制器完成Ⅰ#离心机和Ⅱ#离心机的正常驱动；

（2）运行系统，输送泵将降池沉降得到的泥汁输送到Ⅰ#离心机进行泥汁分离，入料量控制为10~13m³/h，分离得到的滤汁输送进入存储罐，分离得到的泥渣排到搅拌罐中；

（3）打开洗水阀，往搅拌罐中加入洗水并搅拌，洗水加入量为每百吨泥渣加入2.9～3.5吨的洗水；

（4）进料泵将搅拌罐中的物料输送到Ⅱ#离心机进行固液分离，分离得到的滤汁经过锤度检测，若锤度＞3°BX，则将滤汁通过回流管道重新进入Ⅰ#离心机，若锤度≤3°BX则输送进入存储罐与步骤（1）的滤汁混合，再输送去浓缩罐，分离得到的滤泥输送去用于生产有机肥或饲料；分离得到的滤泥的含水量≤55%，滤泥糖度≤4.5%；

（5）触摸显示屏上实时显示当前系统的运行参数，并根据设定通过控制器调节入料量的大小，对纸浆水分的吸取排放进行控制。

本申请的Ⅰ#离心机和Ⅱ#离心机为卧式沉降离心机，卧式沉降离心机的长度与卧式沉降离心机内转筒的直径比等于4.5。

上述的卧式沉降离心机可在青岛坚纳森机械有限公司购买，地址：山东青岛即墨市 环保产业园经一路4号，网址：http://www.guinarsan.com/。

广西普遍糖厂都是采用亚硫酸法生产工艺，目前对沉降池泥汁的处理都是采用无滤布真空吸滤机进行处理，无滤布真空吸滤机比以往的有布真空吸滤机先进了一步，它可以不用滤布，用不锈钢网做务过滤介质，比有布机过滤速度快，没有滤布，所以就没有了洗滤布水，因为洗滤布水含有糖分及一些非糖分，水的COD高，如果直接外排，对江河造成污染，环保处理也较困难，所以糖厂都改用了无布真空吸滤机。经过十年的应用，现在发现无布真空吸滤机也存在一些问题，比如滤汁不清，还要经过一道工序进行处理，加长了生产工艺过程时间，而且滤泥水分较高，70%左右，不适应运输及综合利用，且滤泥糖度6.3%。为了更好的处理沉淀池泥汁，本发明研究开发应用沉降式离心机对泥汁进行脱水，效果要比无布真空吸滤机的效果要好，最大的优点就是采用离心方式进行固液分离，滤泥水分低于55%，滤泥糖度低于4.5%，对滤泥的充分利用打下了良好的基础，所分离出来的滤汁基本较清，可以直接送到下一工序进行生产，节约了时间，减少了糖分的无形损失，对制糖生产是有利的。且本发明的泥汁过滤过程加入的洗水量比传统过滤工艺加入的洗水量少60%以上。

本发明的有益效果：

1、本发明的甘蔗糖厂泥汁的离心过滤自动控制系统是采用沉降式离心机代替无滤布真空吸滤机对泥汁进行固液分离，实现快速分离的新工艺，缩短物料的处理时间，提高了生产效率；

2、减少滤泥蔗糖分损失及滤泥量、减少洗水量、节约能源，促进滤泥的进一步综合利用，解决滤泥含水量高，难运输及对环境清洁生产造成影响的问题；

3、采用沉降式离心机代替无滤布真空吸滤机，物料在沉降式离心机中受到高速旋转所产生的离心力作用而很快分离，停留时间在1min钟之内，大大加快了物料的处理速度，不用蔗渣作助滤剂，减少蔗渣在100℃受热条件下带人色素物会增加蔗汁的色值，降低干滤泥糖度，减少洗水量、节约能量，降低滤泥水分含量、降低滤泥的运输量、促进企业环境有清洁生产；

4、无滤布真空吸滤机由于滤泥水分高，难以进一步进行综合利用，给环境造成一定的压力；同时也因洗水量过大，造成滤液锤度偏低，增大后工序的蒸发量。沉降离心机的出现将给制糖澄清工艺带来新的理念，解决滤泥含水量高对环境造成影响的问题，加快了物料的处理速度，减少糖汁在高温条件下的化学变化和蔗糖分转化损失；

5、有利于制糖生产的糖品质量、收回、节能、环保、降耗的落实，可给糖厂带来稳定持续的经济效益，其经济效益、社会效益、环境效益显著，因而有很好的应用前景。

附图说明

图1是本发明甘蔗糖厂泥汁的离心过滤自动控制系统的结构示意图；

图2是本发明甘蔗糖厂泥汁的离心过滤自动控制系统的工艺路线图；

图中序号的名称为：

1、糖泥沉淀池，2、沉淀池阀，3、输送泵，4、输送调节阀，5、输送流量计，6、Ⅰ#离心机，7、Ⅰ#排气罐，8、Ⅰ#卸料阀，9、进料阀，10、进料泵，11、调节阀，12、进料流量计，13、Ⅱ#离心机，14、Ⅱ#排气罐，15、Ⅱ#卸料阀，16、搅拌罐溢流口，17、搅拌罐液位计，18、搅拌罐排空口，19、搅拌装置，20、搅拌罐，21、存储罐液位计，22、存储罐溢流口，23、存储罐，24、存储罐排空口，25、糖液止回阀，26、糖液阀，27、洗水流量计，28、洗水止回阀，29、洗水阀，30、洗水流量阀，31、洗水输送阀，32、洗水罐，33、Ⅰ#冲洗水止回阀，34、Ⅰ#冲洗水阀，35、Ⅱ#冲洗水阀，36、Ⅱ#冲洗水止回阀，37、控制器，38、回流管道。

具体实施方式

为了更加详细的介绍本发明，下面结合实施例，对本发明做进一步说明。

实施例1

一种甘蔗糖厂泥汁的离心过滤自动控制系统，该系统包括糖泥沉淀池1、Ⅰ#离心机6、Ⅱ#离心机13、搅拌罐20、存储罐23、洗水罐32和控制器37；

所述糖泥沉淀池1通过管道与Ⅰ#离心机6的进料口连接；糖泥沉淀池1与Ⅰ#离心机6之间的管道上从糖泥沉淀池1端开始依次安装有沉淀池阀2、输送泵3、输送调节阀4和输送流量计5；Ⅰ#离心机6的液体出口通过安装有Ⅰ#排气罐7的管道与存储罐23连接；Ⅰ#离心机6的固体出口通过导管与搅拌罐20连接；搅拌罐20通过管道与Ⅱ#离心机13的进料口连接；搅拌罐20与Ⅱ#离心机13之间的管道上从搅拌罐20端开始依次安装有进料泵10、调节阀11和进料流量计12；Ⅱ#离心机13的液体出口通过安装有Ⅱ#排气罐14的管道与存储罐23连接；Ⅱ#离心机13的固体出口安装有将泥渣导出的排放管；搅拌罐20还通过管道与洗水罐32连接，搅拌罐20与洗水罐32之间的管道上从洗水罐32端开始依次安装有洗水流量阀30和洗水流量计27。

控制器37分别与Ⅰ#离心机6、Ⅱ#离心机13、沉淀池阀2、输送泵3、调节阀4、输送流量计5、进料泵10、调节阀11、进料流量计12、搅拌罐20、洗水流量阀30和洗水流量计27连接。

洗水罐32与洗水流量阀30之间的管道上安装有洗水输送阀31；洗水流量阀30与洗水流量计27之间的管道上从洗水流量阀30端开始依次安装有洗水阀29和洗水止回阀28；洗水输送阀31、洗水阀29和洗水止回阀28分别与控制器37连接。

洗水流量阀30与洗水输送阀31之间的管道还通过安装有Ⅰ#冲洗水止回阀33、Ⅰ#冲洗水阀34的管道与沉淀池阀2和输送泵3之间的管道连接；洗水流量阀30与洗水输送阀31之间的管道还通过安装有Ⅱ#冲洗水阀35和Ⅱ#冲洗水止回阀36的管道与搅拌罐20和进料泵10之间的管道连接；Ⅰ#冲洗水阀34和Ⅱ#冲洗水阀35分别与控制器37连接。

Ⅰ#排气罐7与存储罐23之间的管道上安装有糖液止回阀25和糖液阀26，糖液阀26与控制器37连接。

搅拌罐20的上部设置有搅拌罐溢流口16，搅拌罐20的底部设置有搅拌罐排空口18，搅拌罐20内安装有搅拌装置19，搅拌罐20内还安装有搅拌罐液位计17；搅拌装置19和搅拌罐液位计17分别与控制器37连接。

存储罐23的上部设置有存储罐溢流口22，存储罐23的下部设置有存储罐排空口24，存储罐23内安装有存储罐液位计21，存储罐液位计21与控制器37连接；存储罐23还连通有将糖汁输送去加工的输送管。

控制器37能外接触摸显示屏，触摸显示屏能显示当前系统的运行参数，并根据实际情况进行可视化操作。

控制器37包括主控模块、执行模块、流量控制模块、温度控制模块、故障检测模块和存储模块；控制器37为集成电路、PLC控制器或单片机中任一种；控制方法包括以下步骤：

（1）操作人员通过触摸显示屏完成控制器的相关设置，控制器完成Ⅰ#离心机和Ⅱ#离心机的正常驱动；

（2）运行系统，输送泵将降池沉降得到的泥汁输送到Ⅰ#离心机进行泥汁分离，入料量控制为10~13m³/h，分离得到的滤汁输送进入存储罐，分离得到的泥渣排到搅拌罐中；

（3）打开洗水阀，往搅拌罐中加入洗水并搅拌，洗水加入量为每百吨泥渣加入2.9～3.5吨的洗水；

（4）进料泵将搅拌罐中的物料输送到Ⅱ#离心机进行固液分离，分离得到的滤汁经过锤度检测，若锤度＞3°BX，则将滤汁通过管道重新进入Ⅰ#离心机，若锤度≤3°BX则输送进入存储罐与步骤（1）的滤汁混合，再输送去浓缩罐，分离得到的滤泥输送去用于生产有机肥或饲料；分离得到的滤泥的含水量≤55%，滤泥糖度≤4.5%；

（5）触摸显示屏上实时显示当前系统的运行参数，并根据设定通过控制器调节入料量的大小，对纸浆水分的吸取排放进行控制。

本申请人于2016/17榨季进行对比测试，记录数据如下：糖厂使用无滤布真空吸滤机，洗水量为7.81%（冼水量与蔗重量比），滤泥水分70%，干滤泥糖度6.3%（湿滤泥糖度1.9%）；使用本发明的甘蔗糖厂泥汁的离心过滤自动控制系统，泥汁通过二次沉降离心机分离，洗水量为3.06%（冼水量与蔗的重量比），滤泥水分低于55%，干滤泥糖度低于4.5%。

经济效益计算：

本申请人日榨蔗量4000吨，榨季总榨蔗量45万吨，滤泥产率1.5%。

(1)干滤泥糖度降低多产糖的效益：450000吨×1.5%（6.3%-4,5%）×5000元/吨=607500.00元=60.75万元（糖价以5000元/吨计）。

(2)洗水量减少节约能量的效益：由于节省洗水量，减少后工序的蒸发水量而产生效益，450000吨×( 7.81%-3.06%)×12元/吨蒸汽=256500元= 25.65万元（1吨蒸汽蒸发1吨水，蒸汽以12元/吨计）。

(3)由于滤泥水分降低减少运输量产生的效益为10万元。

即每个榨季产生效益为：96.40万元。

上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述实例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。