糖廠二氧化碳回收活化利用方法及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種糖廠二氧化碳回收活化利用方法及設(shè)備，其方法是將糖廠鍋爐中煙道氣低含量的二氧化碳通入二氧化碳吸附塔中，二氧化碳與塔中的石灰乳進(jìn)行反應(yīng)形成碳酸鈣溶液，將部分碳酸鈣溶液通入磷酸產(chǎn)生磷酸二氫鈣和二氧化碳，磷酸二氫鈣用去壓榨和二次加磷，另一部分碳酸鈣溶液與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈣，再用碳酸氫鈣泵抽至混合汁預(yù)灰、上浮器溢流管和濾汁快沉反應(yīng)器；本發(fā)明利用鍋爐煙道氣低濃度的二氧化碳與石灰乳反應(yīng)生產(chǎn)碳酸鈣，再利用碳酸鈣和磷酸制備碳酸氫鈣和磷酸二氫鈣作為糖廠的澄清劑，不但吸附性除掉部分膠體和非糖分，達(dá)到澄清蔗汁的目的。而且還提高CO2利用率，降低糖廠煙囪二氧化碳排放量。
【專利說明】糖廠二氧化碳回收活化利用方法及設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及二氧化碳回收利用方法及設(shè)備，具體為糖廠二氧化碳回收活化利用方法及設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]甘蔗制糖生產(chǎn)工藝有:亞硫酸法和碳酸法兩種工藝，其中:亞硫酸法制糖工藝由于糖汁中的膠質(zhì)、多酚類、鐵離子等非糖雜質(zhì)較難除去，因而澄清效率比碳酸法制糖工藝低。所以，亞硫酸法制糖工藝生產(chǎn)的糖產(chǎn)品質(zhì)量比碳酸法制糖工藝生產(chǎn)的糖產(chǎn)品質(zhì)量略差。
[0003]目前，亞硫酸法制糖工藝都是采用石灰和二氧化硫作為澄清劑，通過加灰、硫熏、中和、沉淀分離等步驟來完成對蔗汁和糖漿的澄清過程。
[0004]由于在對蔗汁或糖漿進(jìn)行澄清過程中要用到大量的硫磺和磷酸，所以生產(chǎn)的糖產(chǎn)品質(zhì)量等級低于碳酸法，含硫量高，不耐儲存，糖分損失也大。雖然多年來對蔗汁和糖漿的澄清過程已有很多研究，提出了不少的理論和工藝，但其基本過程變化不大。最近，也提出了在碳酸法制糖澄清工藝中直接用鍋爐煙道氣(低壓低濃度)二氧化碳作澄清劑的制糖工藝，由于以甘蔗渣為燃料的鍋爐燃燒不穩(wěn)定帶來煙道氣中二氧化碳含量既偏低又不穩(wěn)定，給實(shí)施應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)帶來控制極為不穩(wěn)，且僅在碳酸法制糖澄清工藝中提出。
[0005]為了盡快改變亞硫酸法制糖工藝生產(chǎn)低品質(zhì)白砂糖現(xiàn)狀和白砂糖生產(chǎn)成本居高不下的狀況，將甘蔗糖廠鍋爐煙道氣中含有的大量二氧化碳回收并活化應(yīng)用于亞硫酸法制糖工藝中，替代部分硫磺、磷酸并對蔗汁或糖漿進(jìn)行飽充。而，采用目前的傳統(tǒng)自然飽充設(shè)備，設(shè)備投入大，二氧化碳利用率也不高，達(dá)不到預(yù)期的澄清效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種采用吸收鍋爐中煙道氣低含量二氧化碳形成碳酸鈣溶液，再在碳酸鈣溶液中間間歇通入二氧化碳，使碳酸鈣部分溶液化成碳酸氫鈣溶液，用于糖廠制糖工藝中的澄清的糖廠二氧化碳回收活化利用方法及設(shè)備。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
糖廠二氧化碳回收活化利用方法，其工藝步驟為:
第一步是將糖廠鍋爐中煙道氣低含量的二氧化碳通入二氧化碳吸附塔中，二氧化碳與塔中的石灰乳進(jìn)行反應(yīng)形成碳酸鈣溶液，碳酸鈣溶液的PH值為7.5-8.5，再用碳酸鈣過濾裝置將碳酸鈣溶液進(jìn)行過濾，過濾掉雜質(zhì)和粗顆粒后，置于碳酸鈣儲罐中備用。
[0008]第二步是將碳酸鈣儲罐中的碳酸鈣溶液一部分通至二氧化碳發(fā)生器中，再磷酸儲箱中的磷酸也通入二氧化碳發(fā)生器中，碳酸鈣溶液與磷酸反應(yīng)產(chǎn)生磷酸二氫鈣溶液和二氧化碳，磷酸二氫鈣溶液的PH值< 3，再由磷酸二氫鈣泵抽磷酸二氫鈣去壓榨和二次加磷；磷酸為食品級磷酸。
[0009]第三步是將碳酸鈣儲罐中的碳酸鈣溶液另一部分通入碳酸鈣活化池中，碳酸鈣溶液與二氧化碳發(fā)生器中產(chǎn)生的二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生碳酸氫鈣溶液，得到的碳酸氫鈣溶液抽至混合汁預(yù)灰、上浮器溢流管和濾汁快沉反應(yīng)器。
[0010]所述的二氧化碳與塔中的石灰乳進(jìn)行反應(yīng)的時(shí)間為10-20分鐘，溫度為50-80°C。
[0011]所述的碳酸鈣溶液與磷酸反應(yīng)的時(shí)間為1-5分鐘，溫度為50-80°C。
[0012]糖廠二氧化碳回收活化利用方法采用的設(shè)備，包括二氧化碳吸附塔、碳酸鈣儲罐、碳酸鈣活化池、二氧化碳發(fā)生器、磷酸儲箱和磷酸二氫鈣泵，二氧化碳吸附塔連接糖廠鍋爐煙囪，二氧化碳吸附塔通過能通水和石灰乳的管道連接至碳酸鈣儲罐上部設(shè)有的碳酸鈣過濾裝置；碳酸鈣儲罐通過一條管道連接碳酸鈣活化池，碳酸鈣儲罐通過另一條管道連接至連通有磷酸儲箱的二氧化碳發(fā)生器，二氧化碳發(fā)生器通過輸送二氧化碳的管道連接碳酸鈣活化池，二氧化碳發(fā)生器還通過管道連接將磷酸二氫鈣抽送去壓榨和二次加磷的磷酸二氫鈣泵，管道上設(shè)置有磷酸二氫鈣PH值檢測器。
[0013]上述的設(shè)備都能通過電腦控制器實(shí)現(xiàn)自動控制。
[0014]碳酸鈣溶液制備中，用濃度為8 — 15° Be的石灰乳取代蔗汁吸收煙氣中二氧化碳并生成脫碳過程的副產(chǎn)品，即碳酸鈣溶液(稱之為飽充)。它們的化學(xué)反應(yīng)式為:
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鈣溶液反應(yīng)，控制PH < 3時(shí)生成磷酸二氫鈣溶液(另一種優(yōu)良糖用澄清劑)及濃度達(dá)90%以上的二氧化碳?xì)怏w。它們的化學(xué)反應(yīng)式為:

CaC03 +2H3P04=Ca (H2P04) 2 + H20 + C02 ?用二氧化碳抽射器把高濃度的二氧化碳?xì)怏w注入碳酸鈣溶液中，讓碳酸鈣溶解活化為碳酸氫1丐溶液。它們的化學(xué)反應(yīng)式為:
CaC03+ C02+H20 = Ca (HC03) 2上述脫碳及活化過程產(chǎn)生的磷酸二氫鈣溶液、碳酸氫鈣溶液分別裝入貯箱中，用計(jì)量泵定量加入已用石灰乳預(yù)灰后的蔗汁，蔗汁中就會形成大量新生的碳酸鈣、磷酸一氫鈣和磷酸鈣沉淀微粒并吸附除去蔗汁中的非糖類雜質(zhì)。它們的化學(xué)反應(yīng)式為:

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
本發(fā)明利用鍋爐煙道氣低濃度的二氧化碳與石灰乳反應(yīng)生產(chǎn)碳酸鈣，再利用部分碳酸鈣和磷酸制備磷酸二氫鈣和高濃度的二氧化碳，最后用高濃度的二氧化碳與剩余的碳酸鈣反應(yīng)產(chǎn)生碳酸氫鈣，利用磷酸二氫鈣和碳酸氫鈣作為糖廠的澄清劑，不但吸附性除掉部分膠體和非糖分，達(dá)到澄清蔗汁的目的。而且還提高C02利用率，降低糖廠煙?二氧化碳排放量。
[0015]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、改變鍋爐煙道氣回收利用方式，使低含量的co2煙道氣體與石灰乳在塔內(nèi)得到充分的混合吸收反應(yīng)，大大提高吸收飽充效果，降低二氧化碳排放量，提高0)2利用率，比傳統(tǒng)飽充設(shè)備提高效率20%以上；
2、形成國內(nèi)外全新的以回收鍋爐煙道氣低濃度C02作為澄清劑的半碳法制糖新工藝； 3、鍋爐煙道氣在塔內(nèi)經(jīng)過反應(yīng)后，鍋爐煙道氣的溫度由160°C左右下降至75°C以下，排放至鍋爐煙囪，減少了熱量的排放。
[0016]4、利用新生的碳酸鈣有很大的比表面積及強(qiáng)力吸附性除掉部分膠體和非糖分，達(dá)到澄清蔗汁的目的。
[0017]5、改善傳統(tǒng)的亞硫酸法生產(chǎn)工藝由于在生產(chǎn)過程中須使用大量的硫磺、磷酸等輔助材料，致使生廣的白砂糖含硫量偏聞，品質(zhì)偏低，易返色、不耐儲存的現(xiàn)狀。
[0018]6、扼制碳法澄清工藝產(chǎn)生大量的無法再利用的濾泥，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染的現(xiàn)狀。
[0019]7、采用的設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡單，安裝、維護(hù)方便，運(yùn)行可靠，二氧化碳回收率高，蔗汁澄清效率高等特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明糖廠二氧化碳回收活化利用方法采用的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中的名稱及序號為:
二氧化碳吸附塔1、碳酸鈣過濾裝置2、碳酸鈣儲罐3、管道4、碳酸鈣活化池5、二氧化碳發(fā)生器6、磷酸儲箱7、磷酸二氫鈣PH值檢測器8、磷酸二氫鈣泵9。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為了更加詳細(xì)的介紹本發(fā)明，下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0023]糖廠二氧化碳回收活化利用方法，其工藝步驟為:
第一步是采用二氧化碳吸附塔I將糖廠鍋爐中煙道氣低含量的二氧化碳分離回收，再向二氧化碳中加入石灰乳進(jìn)行反應(yīng)形成碳酸鈣溶液，碳酸鈣溶液的PH值為7.5-8.5，再用碳酸鈣過濾裝置2將碳酸鈣溶液進(jìn)行過濾，過濾掉雜質(zhì)和粗顆粒后，置于碳酸鈣儲罐3中備用。
[0024]第二步是將碳酸鈣儲罐3中的碳酸鈣溶液一部分通至二氧化碳發(fā)生器6中，再磷酸儲箱7中的磷酸也通入二氧化碳發(fā)生器6中，碳酸鈣溶液與磷酸反應(yīng)產(chǎn)生磷酸二氫鈣溶液和二氧化碳，磷酸二氫鈣溶液的PH值< 3，再由磷酸二氫鈣泵9抽磷酸二氫鈣去壓榨和二次加磷；磷酸為糖用磷酸。
[0025]第三步是將碳酸鈣儲罐3中的碳酸鈣溶液另一部分通入碳酸鈣活化池5中，碳酸鈣溶液與二氧化碳發(fā)生器6中產(chǎn)生的二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生碳酸氫鈣溶液，得到的碳酸氫鈣溶液抽至混合汁預(yù)灰、上浮器溢流管和濾汁快沉反應(yīng)器。
[0026]所述的二氧化碳與塔中的石灰乳進(jìn)行反應(yīng)的時(shí)間為10-20分鐘，溫度為50_80°C。
[0027]所述的碳酸鈣溶液與磷酸反應(yīng)的時(shí)間為1-5分鐘，溫度為50-80°C。
[0028]糖廠二氧化碳回收活化利用方法采用的設(shè)備，包括二氧化碳吸附塔1、碳酸鈣儲罐3、碳酸鈣活化池5、二氧化碳發(fā)生器6、磷酸儲箱7和磷酸二氫鈣泵8，二氧化碳吸附塔I連接糖廠鍋爐煙?，二氧化碳吸附塔I通過能通水和石灰乳的管道連接至碳酸鈣儲罐3上部設(shè)有的碳酸鈣過濾裝置2 ;碳酸鈣儲罐3通過一條管道4連接碳酸鈣活化池5，碳酸鈣儲罐3通過另一條管道4連接至連通有磷酸儲箱7的二氧化碳發(fā)生器6，二氧化碳發(fā)生器6通過輸送二氧化碳的管道4連接碳酸鈣活化池5，二氧化碳發(fā)生器6還通過管道4連接將磷酸二氫鈣抽送去壓榨和二次加磷的磷酸二氫鈣泵9，管道4上設(shè)置有磷酸二氫鈣pH值檢測器8。
【權(quán)利要求】
1.一種糖廠二氧化碳回收活化利用方法，其特征在于:其工藝步驟為: 第一步是將糖廠鍋爐中煙道氣低含量的二氧化碳通入二氧化碳吸附塔中，二氧化碳與塔中的石灰乳進(jìn)行反應(yīng)形成碳酸鈣溶液，再用碳酸鈣過濾裝置將碳酸鈣溶液進(jìn)行過濾，過濾掉雜質(zhì)和粗顆粒后，置于碳酸鈣儲罐中備用； 第二步是將碳酸鈣儲罐中的碳酸鈣溶液一部分通至二氧化碳發(fā)生器中，磷酸儲箱中的磷酸也通入二氧化碳發(fā)生器中，碳酸鈣溶液與磷酸反應(yīng)產(chǎn)生磷酸二氫鈣溶液和二氧化碳，磷酸二氫鈣溶液的PH值< 3，再由磷酸二氫鈣泵抽磷酸二氫鈣去壓榨和二次加磷； 第三步是將碳酸鈣儲罐中的碳酸鈣溶液另一部分通入碳酸鈣活化池中，碳酸鈣溶液與二氧化碳發(fā)生器中產(chǎn)生的二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生碳酸氫鈣溶液，得到的碳酸氫鈣溶液抽至混合汁預(yù)灰、上浮器溢流管和濾汁快沉反應(yīng)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的糖廠二氧化碳回收活化利用方法，其特征在于:所述的碳酸鈣溶液，其PH值為7.5-8.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的糖廠二氧化碳回收活化利用方法，其特征在于:所述的二氧化碳與塔中的石灰乳進(jìn)行反應(yīng)的時(shí)間為10-20分鐘，溫度為50-80°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的糖廠二氧化碳回收活化利用方法，其特征在于:所述的碳酸鈣溶液與磷酸反應(yīng)的時(shí)間為1-5分鐘，溫度為50-80°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的糖廠二氧化碳回收活化利用方法，其特征在于:所采用的設(shè)備包括二氧化碳吸附塔、碳酸鈣儲罐、碳酸鈣活化池、二氧化碳發(fā)生器、磷酸儲箱和磷酸二氫鈣泵，二氧化碳吸附塔連接糖廠鍋爐煙?，二氧化碳吸附塔通過能通水和石灰乳的管道連接至碳酸鈣儲罐上部設(shè)有的碳酸鈣過濾裝置；碳酸鈣儲罐通過一條管道連接碳酸鈣活化池，碳酸鈣儲罐通過另一條管道連接至連通有磷酸儲箱的二氧化碳發(fā)生器，二氧化碳發(fā)生器通過輸送二氧化碳的管道連接碳酸鈣活化池，二氧化碳發(fā)生器還通過管道連接將磷酸二氫鈣抽送去壓榨和二次加磷的磷酸二氫鈣泵，管道上設(shè)置有磷酸二氫鈣PH值檢測器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的糖廠二氧化碳回收活化利用方法，其特征在于:所述的磷酸為食品級磷酸。
【文檔編號】C13B20/06GK104437060SQ201410774822
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】趙強(qiáng), 韋武林, 黃益雄, 梁裕, 鄭明星, 蘇紹典, 何仁東, 陳昭遠(yuǎn), 李益清, 張錫生 申請人:廣西大新縣雷平永鑫糖業(yè)有限公司