CN101805804A - 从锅炉烟道气制取co2-n2混合气体用于制糖澄清工艺的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从锅炉烟道气制取CO2-N2混合气体用于制糖澄清工艺的方法，工艺的方法步骤是：锅炉烟道气经风机收集后，通过除尘器、换热器、气水分离器，采用碱水脱硫或者采用在变压吸附塔内进行脱硫，得到预处理气，预处理气在变压吸附系统的吸附塔内进行吸附、解附，得到CO2体积百分含量为18～40％、N2体积百分含量为74～54％的混合气体。将混合气体送入混合汁饱充塔和上浮澄清器或者糖浆饱充罐和上浮澄清器，以半碳半硫的澄清方法对混合汁或糖浆进行澄清处理。本发明用于亚硫酸法制糖澄清工艺，混合汁和糖浆的澄清效果好。减少了锅炉烟道气二氧化碳的排放，保护了生态环境，同时在生产过程中产生的滤泥仍可作为肥料用于农作物，对充分利用资源、保护环境有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种亚硫酸法制糖方法，具体说是从糖厂锅炉烟道气中提纯制取CO2-N2混合气体，并用于亚硫酸法制糖澄清工艺的方法。
背景技术
亚硫酸法制糖工艺由于糖汁中的胶质、多酚类、铁离子等非糖杂质很难除去，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差。
目前，亚硫酸法制糖工艺都是采用石灰、磷酸和二氧化硫作为主要澄清剂，通过加灰、硫熏、中和、沉淀分离等步骤来完成对混合汁和糖浆的澄清过程。由于在对混合汁和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。多年来对混合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，但在实际生产过程中其基本过程变化不大。
中国专利200510032858公开了一种在碳酸法制糖工艺中利用低压低浓度二氧化碳的锅炉烟道气作澄清剂的制糖工艺。该专利说明二氧化碳含量为6～15％(体积百分比)，这是因为糖厂锅炉烟道气CO2含量只为8～15％(体积百分比)左右，经预处理后含量还会降低所致。低浓度CO2混合气体在碳酸法制糖澄清工艺中造成反应耗气量大、气-液反应器体积庞大、反应时间长、需要加温反应等问题，而且锅炉在工作过程中烟道气二氧化碳含量的不稳定极易造成澄清效果的不稳定，更重要的是该专利未提及在亚硫酸法制糖工艺中能否应用这种专利技术的问题。
此外中国专利03111797提出了在亚硫酸法制糖工艺中，采用烟气和发酵气的混合气作为饱充气对糖浆进行清净处理的方法。该专利提出混合气中CO2含量为60～90％，且仅提出混合气用于生产糖浆的清净处理。该专利未提及如何采用烟气和发酵气制取CO2含量为60～90％的混合气，实际上糖厂从烟气和发酵气中制取CO2含量为60～90％混合气的成本是相当高且困难的，而且用这样的混合气处理糖浆经板框过滤机过滤后得到大量无法再利用的碱性滤泥，造成了很大的环境污染。
另一方面，糖厂在生产工艺过程中都设置了大型锅炉。如广西在糖业生产工艺过程中就需要12300吨位的锅炉，每年将向大气排放约1142.3万吨的二氧化碳气体，这不仅给周边造成环境污染，也给全球的温室效应造成影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种降低生产成本、提高经济效益和环保效益的从糖厂锅炉烟道气中提纯制取CO2-N2混合气体，并用于亚硫酸法制糖澄清工艺的方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
从锅炉烟道气制取CO2-N2混合气体用于制糖澄清工艺的方法，工艺方法步骤如下：
1)锅炉烟道气经风机收集后，通过除尘器、换热器、气水分离器将其除尘、降温、脱水，用压缩机将表压力升至0～0.8MPa，采用碱水脱硫或者采用在变压吸附塔内进行脱硫，得到预处理气；
2)预处理气在变压吸附系统的吸附塔内进行吸附、解附，操作条件为：吸附塔内表压力为-0.095～0.8MPa，温度为20～40℃，变压吸附系统的最高吸附表压力为0～0.8MPa，采用TAD-113、TAD-422、改性活性碳等专用吸附剂，在可编程控系统控制下，根据混合汁或糖浆的情况，制取成分稳定的混合气体，得到的混合气体成分为：CO2体积百分含量为18～40％、N2体积百分含量为74～54％，混合气体表压力为0.05～0.2MPa；
3)使用半碳半硫的澄清方法，将上述混合气体送入混合汁饱充塔和上浮澄清器进行饱充及上浮澄清处理，混合气体与混合汁的质量比为0.014～0.05∶1；上述混合气体送入糖浆饱充罐和上浮澄清器进行饱充及上浮澄清处理，混合气体与糖浆的质量比为0.015～0.065∶1。
上述的锅炉烟道气是锅炉燃烧甘蔗渣、煤或者甘蔗渣与煤的混合物后产生的烟道气。
本发明与现有技术相比具有以下特点和效果：
1)本发明利用糖厂锅炉烟道气中提纯制取CO2-N2混合气体用于亚硫酸法制糖澄清工艺，混合汁和糖浆的澄清效果好，纯度分别平均提高1.41～1.48％和1.51％，色值平均降低率分别为35.82～41.84％和15％，糖浆二氧化硫残留量降低40～60％。
2)采用本发明，大幅度降低了石灰、磷酸和二氧化硫的用量，提高了糖的回收率，降低生产成本，提高经济效率。
3)采用本发明，使CO2-N2混合气体的成分、流量等非常稳定，提高了澄清效果和设备利用率，降低了设备运行能耗。
4)本发明减少了锅炉烟道气CO2的排放，保护了生态环境，同时在生产过程中产生的滤泥仍可作为肥料用于农作物，对充分利用资源、保护环境有重要意义。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1
锅炉烟道气来自糖厂烧甘蔗渣锅炉排烟道，经风机收集除尘，通过换热器降温至25℃左右，再经气水分离器脱水，送至吸附塔底部在常压(表压力为0MPa)、温度20℃下进行二次吸水、吸附脱硫，在可编程控系统控制下，经吸附塔在温度20℃、压力-0.09～0MPa(表压力)范围内进行变压吸附、解附，得到CO2含量为18％(体积百分比)、N2含量为74％(体积百分比)的混合气体，将此混合气体升压至0.05MPa(表压力)，按混合气体与混合汁的质量比为0.014∶1的比例送入混合汁饱充塔进行饱充并经上浮澄清处理。经采样分析，与原来的亚硫酸法制糖澄清工艺相比，混合汁纯度提高1.3～1.5AP，平均提高率为1.45％，色值平均降低率38.5％，还原糖降低率平均为3.05％，白砂糖平均降低色值20～35IU。
实施例2
锅炉烟道气来自糖厂烧甘蔗渣锅炉排烟道，经收集除尘，通过换热器降温至40℃左右，同时用压缩机升压至0.8MPa(表压力)，再经气水分离器脱水，送至吸附塔底部在压力为0.8MPa(表压力)、温度38℃下进行二次吸水、吸附脱硫，在可编程控系统控制下，经吸附塔在温度35℃、压力-0.095～0.8MPa(表压力)范围内进行变压吸附、解附，得到CO2含量为40％(体积百分比)、N2含量为54％(体积百分比)的混合气体，将此混合气体升压至0.1MPa(表压力)，按混合气体与混合汁的质量比为0.05∶1的比例送入混合汁饱充塔进行饱充并经上浮澄清处理。经采样分析，与原来的亚硫酸法制糖澄清工艺相比，混合汁纯度提高1.5～1.8AP，平均提高率为1.69％，色值平均降低率41.84％，还原糖降低率平均为3.64％，白砂糖平均降低色值20～35IU。
实施例3
锅炉烟道气来自糖厂烧甘蔗渣锅炉排烟道，经风机收集除尘，通过换热器降温至25℃左右，再经气水分离器脱水，送至吸附塔底部在常压(表压力为0MPa)、温度20℃下进行二次吸水、吸附脱硫，在可编程控系统控制下，经吸附塔在温度20℃、压力-0.09～0MPa(表压力)范围内进行变压吸附、解附，得到CO2含量为18％(体积百分比)、N2含量为74％(体积百分比)的混合气体，将此混合气体升压至0.15MPa(表压力)，按混合气体与糖浆的质量比为0.015∶1的比例送入糖浆饱充罐进行饱充并经上浮澄清处理。经采样分析，与原来的亚硫酸法制糖澄清工艺相比，糖浆纯度提高率为1.46％，色值降低率平均为11％，糖浆二氧化硫残留量降低40～50％。
实施例4
锅炉烟道气来自糖厂烧甘蔗渣锅炉排烟道，经收集除尘，通过换热器降温至40℃左右，同时用压缩机升压至0.8MPa(表压力)，再经气水分离器脱水，送至吸附塔底部在压力为0.8MPa(表压力)、温度38℃下进行二次吸水、吸附脱硫，在可编程控系统控制下，经吸附塔在温度35℃、压力-0.095～0.8MPa(表压力)范围内进行变压吸附、解附，得到CO2含量为40％(体积百分比)、N2含量为54％(体积百分比)的混合气体，将此混合气体升压至0.2MPa(表压力)，按混合气体与糖浆的质量比为0.065∶1的比例送入糖浆饱充罐进行饱充并经上浮澄清处理。经采样分析，与原来的亚硫酸法制糖澄清工艺相比，糖浆纯度提高率为1.51％，色值降低率平均为15％，糖浆二氧化硫残留量降低50～60％。
Claims (2)
1.从锅炉烟道气制取CO2-N2混合气体用于制糖澄清工艺的方法，其特征在于，工艺的方法步骤如下：
1)锅炉烟道气经风机收集后，通过除尘器、换热器、气水分离器将其除尘、降温、脱水，用压缩机将表压力升至0～0.8MPa，采用碱水脱硫或者采用在变压吸附塔内进行脱硫，得到预处理气；
2)预处理气在变压吸附系统的吸附塔内进行吸附、解附，操作条件为：吸附塔内表压力为-0.095～0.8MPa，温度为20～40℃，变压吸附系统的最高吸附表压力为0～0.8MPa，采用TAD-113、TAD-422、改性活性碳等专用吸附剂，在可编程控系统控制下，根据混合汁或糖浆的情况，制取成分稳定的混合气体，得到的混合气体成分为：CO2体积百分含量为18～40％、N2体积百分含量为74～54％，混合气体表压力为0.05～0.2MPa；
3)使用半碳半硫的澄清方法，将上述混合气体送入混合汁饱充塔和上浮澄清器进行饱充及上浮澄清处理，混合气体与混合汁的质量比为0.014～0.05∶1；上述混合气体送入糖浆饱充罐和上浮澄清器进行饱充及上浮澄清处理，混合气体与糖浆的质量比为0.015～0.065∶1。
2.根据权利要求1所述的从锅炉烟道气制取CO2-N2混合气体用于制糖澄清工艺的方法，其特征在于，所述的锅炉烟道气是锅炉燃烧甘蔗渣、煤或者甘蔗渣与煤的混合物后产生的烟道气。
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