專利名稱：一種鍋爐煙氣的二氧化碳吸收、活化方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍋爐煙氣處理以及應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鍋爐煙氣的二氧化碳吸收、活化方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
把二氧化碳作為蔗汁的澄清劑，是因為二氧化碳與蔗汁中的石灰乳反應(yīng)生成碳酸鈣，大量新生的碳酸鈣微粒有很大的比表面能，可吸附除去部分蔗汁中的非糖類雜質(zhì)。因此，真正起澄清作用的是大量新生的碳酸鈣微粒(而糖廠的另外澄清劑二氧化硫和磷酸的作用也類似，目的是在蔗汁產(chǎn)生大量新生的亞硫酸鈣及磷酸鈣微粒，從而吸附除去部分蔗汁中的非糖類雜質(zhì))。當(dāng)前，以鍋爐煙氣中的二氧化碳作為蔗汁澄清劑的制糖工藝，均是把鍋爐煙氣直接通入蔗汁中，從而讓其中的二氧化碳與蔗汁中的石灰乳反應(yīng)生成碳酸鈣，而用新生的碳酸鈣吸附除去部分蔗汁中的非糖類雜質(zhì)。如中國專利CN200510032858. 7、CN200810073807. 2、CN200810073808. 7 以及 CN200910113864. 3 公開的制糖工藝也都采用此類方法。但是，由于鍋爐煙氣中的二氧化碳的濃度很低，只有6-12% (V/V)。要生成所需的碳酸鈣，必須在蔗汁中通入每小時數(shù)萬至數(shù)十萬立方米的煙氣。結(jié)果煙氣在飽充罐中停留時間極短，二氧化碳吸收率在5%左右，同時產(chǎn)生大量的泡沫，致使飽充罐經(jīng)常泡沫冒罐而停產(chǎn)。此外，煙氣中含氧量約為8% (V/V)，通入大量的煙氣必然使蔗汁的含氧量大幅提高，氧氣促進(jìn)了蔗汁中酚類物質(zhì)的氧化褐變作用，由此引起的增色結(jié)果部分抵消了碳酸鈣吸附脫色的效果；另外，氧氣又促進(jìn)了低溫蔗汁中好氧菌的大量繁殖，這是以往蔗汁飽充上浮清凈處理工藝中容易發(fā)生蔗汁發(fā)酵、糖分轉(zhuǎn)化現(xiàn)象的主要原因。因此，國內(nèi)一些著名專家曾做出用鍋爐煙氣進(jìn)行蔗汁飽充澄清不可行的判斷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鍋爐煙氣的二氧化碳吸收、活化方法及其應(yīng)用。為了解決以上提出的技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為—種鍋爐煙氣的二氧化碳吸收、活化方法，其包括以下步驟S1、在兩級噴霧填料吸收塔中，用濃度為8 15° Be的石灰乳取代蔗汁來吸收煙氣中的二氧化碳并生成脫碳過程的碳酸鈣溶液副產(chǎn)品；S2、用磷酸和部分碳酸鈣溶液反應(yīng)，控制其PH < 3時生成磷酸二氫鈣溶液以及高濃度的二氧化碳?xì)怏w；S3、用抽射器把高濃度的二氧化碳?xì)怏w過量的注入到碳酸鈣溶液中，讓碳酸鈣溶解活化為碳酸氫鈣溶液，并控制其PH < 6 ;S4、把以上S2和第S3步驟脫碳及活化過程產(chǎn)生的磷酸二氫鈣溶液、碳酸氫鈣溶液分別裝入貯箱中。
優(yōu)選的，所述步驟S2中產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w的濃度為95%以上。優(yōu)選的，所述煙氣取自蔗渣鍋爐水膜除塵后的煙道，并經(jīng)風(fēng)機(jī)送至兩級噴霧填料吸收塔。優(yōu)選的，一種根據(jù)上述的鍋爐煙氣的二氧化碳吸收、活化方法的應(yīng)用，其包括將所述步驟S4中的磷酸二氫鈣溶液、碳酸氫鈣溶液用計量泵定量加入已經(jīng)用石灰乳預(yù)灰后的蔗汁中，使其PH > 8. 5，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從而吸附除去蔗汁中的非糖類雜質(zhì)。優(yōu)選的，一種根據(jù)上述的鍋爐煙氣的二氧化碳吸收、活化方法的應(yīng)用，其包括將所述步驟S4中的磷酸二氫鈣溶液、碳酸氫鈣溶液作為污水的前期沉降處理或原糖精煉的澄清處理或糖用助濾劑的應(yīng)用。本發(fā)明的有益效果在于1、用石灰乳取代蔗汁去吸收煙氣中的二氧化碳，其吸收率可由原先蔗汁吸收工藝的5%提高至20%以上，大大的減少了二氧化碳的排放量；2、由于蔗汁不與大流量的煙氣直接接觸，解決了原先用蔗汁去吸收煙氣二氧化碳的制糖工藝中出現(xiàn)的泡沫冒罐而導(dǎo)致停產(chǎn)、蔗汁中酚類物質(zhì)的氧化褐變、蔗汁停留時間長糖分轉(zhuǎn)化等問題；3、煙氣中的二氧化碳的吸收及活化應(yīng)用流程得以簡化，脫碳及活化設(shè)備可放在鍋爐旁接入煙氣引風(fēng)機(jī)管道，省去了用大型風(fēng)機(jī)和管路遠(yuǎn)距離送煙氣至制糖車間，節(jié)省了投資；而脫碳及活化的副產(chǎn)品-碳酸氫鈣和磷酸二氫鈣溶液可用小型泵泵送到制糖車間的貯箱，再用計量泵定量加入要處理的蔗汁中，方便添加和自動控制，改變了過去靠調(diào)節(jié)大型煙氣閥和加灰量手工操作的現(xiàn)狀；4、極大的減少了蔗汁在吸碳過程的停留時間，減少了蔗糖轉(zhuǎn)化、提高了蔗汁純度、降低蔗汁色值、提高了成品糖的質(zhì)量；5、煙氣脫碳及活化過程中產(chǎn)生的磷酸二氫鈣溶液、碳酸氫鈣溶液，是一種廉價無毒的優(yōu)良澄清劑和助濾劑，可為糖廠生產(chǎn)低硫或無硫的糖產(chǎn)品提供了有利的條件，同時解決了脫碳副產(chǎn)品的出路。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。本發(fā)明的構(gòu)思為在兩級噴霧填料吸收塔中用堿性的石灰乳吸收煙氣中二氧化碳并生成脫碳過程的碳酸鈣溶液副產(chǎn)品；然后把澄清劑磷酸和部分碳酸鈣溶液混合反應(yīng)，生成磷酸二氫鈣(其也是一種糖用優(yōu)良澄清劑)及高濃度的二氧化碳?xì)怏w，再把這種二氧化碳?xì)怏w用抽射器注入碳酸鈣溶液中，讓碳酸鈣溶解活化為碳酸氫鈣溶液；之后把碳酸氫鈣和磷酸二氫鈣溶液加入已經(jīng)用石灰乳預(yù)灰后的蔗汁中，這樣在PH > 8. 5的條件下，蔗汁中就會形成大量新生的碳酸鈣、磷酸一氫鈣及磷酸鈣沉淀微粒并吸附除去蔗汁中的非糖類雜質(zhì)。本發(fā)明提供的一種鍋爐煙氣的二氧化碳吸收及活化應(yīng)用的方法，其具體為鍋爐煙氣取自糖廠蔗渣鍋爐水膜除塵后的煙道，經(jīng)風(fēng)機(jī)送至兩級噴霧填料吸收塔中，從石灰乳貯箱泵送入濃度為8 15° Be的石灰乳(又稱為吸收液)到兩級噴霧填料吸收塔，石灰乳在兩級噴霧填料吸收塔內(nèi)停留時間20秒(其液氣比為5L/m3，煙氣流速為2. 5m/s)后流入到循環(huán)池，用循環(huán)泵再送入兩級噴霧填料吸收塔，反復(fù)循環(huán)吸收直至石灰乳(吸收液)由PH12降至PH7. 8就排入碳酸鈣溶液貯箱(排完后又從石灰乳貯箱泵送石灰乳到吸收塔，進(jìn)行另一循環(huán)吸收周期)；這個過程其化學(xué)反應(yīng)如下所示C02+H20 = H2CO3CaCHH2O = Ca (OH) 2Ca (OH) 2+H2C03 = CaC03+2H20再把碳酸鈣溶液泵送入活化抽射器中與濃度95%以上的二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)，其中大部分的碳酸鈣溶解，活化為碳酸氫鈣溶液(其PH<6)并放入碳酸氫鈣溶液貯箱作為清澄劑待用；而濃度95%以上的二氧化碳?xì)怏w由二氧化碳發(fā)生器提供，它由部分碳酸鈣溶液和磷酸反應(yīng)生成，另一反應(yīng)生成物磷酸二氫鈣溶液(PH < 3)則泵送入貯箱作為清澄劑待 用；這個過程其化學(xué)反應(yīng)如下所示CaC03+2H3P04 = Ca (H2PO4) 2+H20+C02 CaC03+C02+H20 = Ca (HCO3) 2至此完成了煙氣二氧化碳的吸收及活化工序，使用石灰乳取代蔗汁去吸收煙氣中二氧化碳，吸收率可由蔗汁吸收工藝的5%提高至20%以上。最后接著，吸收及活化工序的最終產(chǎn)品一碳酸氫鈣溶液及磷酸二氫鈣溶液就可作為清澄劑加以應(yīng)用應(yīng)用效果一取糖廠壓榨蔗汁(在糖廠稱混合汁)IOOOml，加入石灰乳和磷酸二氫鈣溶液8. 2ml進(jìn)行預(yù)灰(控制其PH6. 8,折算P2O5磷酸值為IOOppm)加熱至65°C,然后加入石灰乳調(diào)節(jié)PH值為8. 5，再加氣氣浮分離(其中加入3ppm的絮凝劑)后取清液500ml，分別加入碳酸氫鈣溶液22ml (折算為蔗汁中CaO含量O. 4% )、磷酸二氫鈣溶液8. 2ml (折算P2O5磷酸值為200ppm)，再加熱至沸點(diǎn)后進(jìn)行沉降分離，分離后的清汁比傳統(tǒng)石灰法對比樣純度平均提高1. 21AP，色值平均下降58. 11%，混濁度下降70. 02% ;本領(lǐng)域的技術(shù)人員都知道，這種清汁經(jīng)后續(xù)的傳統(tǒng)生產(chǎn)工序，就可生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的無硫帶蜜糖，若再增加一個糖漿上浮工序，可生產(chǎn)出無硫白砂糖。應(yīng)用效果2:取糖廠無濾布吸濾機(jī)的濾汁500ml，加入石灰乳調(diào)節(jié)PH值為8. 5，再加入碳酸氫鈣溶液Ilml (折算為濾汁中CaO含量O. 4% )，加熱至95°C，然后進(jìn)行沉降分離(其中加入2ppm的絮凝劑)，分離后的清汁比傳統(tǒng)的直接沉降法對比樣純度平均提高1. 09AP，色值平均下降28. 13%，沉降速度提高98%。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，如將吸收及活化工序的最終產(chǎn)品一碳酸氫鈣溶液及磷酸二氫鈣溶液作為污水的前期沉降處理或原糖精煉的澄清處理或糖用助濾劑的應(yīng)用，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鍋爐煙氣的二氧化碳吸收、活化方法，其特征在于，其包括以下步驟 51、在兩級噴霧填料吸收塔中，用濃度為8 15°Be的石灰乳取代蔗汁來吸收煙氣中的二氧化碳并生成脫碳過程的碳酸鈣溶液副產(chǎn)品； 52、用磷酸和部分碳酸鈣溶液反應(yīng)，控制其PH< 3時生成磷酸二氫鈣溶液以及高濃度的二氧化碳?xì)怏w； 53、用抽射器把高濃度的二氧化碳?xì)怏w過量的注入到碳酸鈣溶液中，讓碳酸鈣溶解活化為碳酸氫鈣溶液，并控制其PH < 6 ; 54、把以上S2和第S3步驟脫碳及活化過程產(chǎn)生的磷酸二氫鈣溶液、碳酸氫鈣溶液分別裝入貯箱中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐煙氣的二氧化碳吸收及活化應(yīng)用的方法，其特征在于，所述步驟S2中產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w的濃度為95%以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐煙氣的二氧化碳吸收及活化應(yīng)用的方法，其特征在于，所述煙氣取自蔗渣鍋爐水膜除塵后的煙道，并經(jīng)風(fēng)機(jī)送至兩級噴霧填料吸收塔。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐煙氣的二氧化碳吸收、活化方法的應(yīng)用，其特征在于，將所述步驟S4中的磷酸二氫鈣溶液、碳酸氫鈣溶液用計量泵定量加入已經(jīng)石灰乳預(yù)灰后的蔗汁中，使其PH > 8. 5，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從而吸附除去蔗汁中的非糖類雜質(zhì)。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐煙氣的二氧化碳吸收、活化方法的應(yīng)用，其特征在于，將所述步驟S4中的磷酸二氫鈣溶液、碳酸氫鈣溶液作為污水的前期沉降處理或原糖精煉的澄清處理或糖用助濾劑的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鍋爐煙氣的二氧化碳吸收、活化方法及其應(yīng)用，其方法包括以下步驟S1、在兩級噴霧填料吸收塔中，用濃度為8～15°Be的石灰乳取代蔗汁來吸收煙氣中的二氧化碳并生成脫碳過程的碳酸鈣溶液副產(chǎn)品；S2、用磷酸和部分碳酸鈣溶液反應(yīng)，控制其PH＜3時生成磷酸二氫鈣溶液及高濃度的二氧化碳?xì)怏w；S3、用抽射器把高濃度的二氧化碳?xì)怏w過量地注入碳酸鈣溶液中，讓碳酸鈣溶解活化為碳酸氫鈣溶液，并控制其PH＜6；S4、把以上S2和S3步驟脫碳及活化過程產(chǎn)生的磷酸二氫鈣溶液、碳酸氫鈣溶液分別裝入貯箱中待用。本發(fā)明具有吸收率高、減少蔗汁在吸碳過程的停留時間以及節(jié)約投資等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B01D53/62GK103007727SQ201210458659
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者韋武林, 何華柱, 扶雄 申請人:廣西南寧華鑫糖業(yè)技術(shù)有限責(zé)任公司