CN104437061A - 糖厂碳酸钙活化方法及设备 - Google Patents

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黄益雄
梁裕
郑明星
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农进文
李益清
张锡生
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Abstract

本发明公开一种糖厂碳酸钙活化方法及设备，其方法是将糖厂锅炉中烟道气低含量的二氧化碳通入二氧化碳吸附塔中，二氧化碳与塔中的石灰乳进行反应形成碳酸钙溶液，将碳酸钙溶液一部分通至二氧化碳发生器中制造二氧化碳，另一部分碳酸钙溶液与二氧化碳反应生成碳酸氢钙溶液，再用碳酸氢钙泵抽至混合汁预灰、上浮器溢流管和滤汁快沉反应器；本发明利用锅炉烟道气低浓度的二氧化碳与石灰乳反应生产碳酸钙，再利用部分碳酸钙制备高浓度的二氧化碳，最后用二氧化碳与剩余的碳酸钙制备碳酸氢钙作为糖厂的澄清剂，不但吸附性除掉部分胶体和非糖分，达到澄清蔗汁的目的，而且还提高二氧化碳利用率，降低糖厂烟囱二氧化碳排放量。

Description

糖厂碳酸钙活化方法及设备
技术领域
本发明涉及碳酸钙活化方法及设备，具体为一种糖厂碳酸钙活化方法及设备。
背景技术    
甘蔗制糖生产工艺有：亚硫酸法和碳酸法两种工艺，其中：亚硫酸法制糖工艺由于糖汁中的胶质、多酚类、铁离子等非糖杂质较难除去，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略差。
目前，亚硫酸法制糖工艺都是采用石灰和二氧化硫作为澄清剂，通过加灰、硫熏、中和、沉淀分离等步骤来完成对蔗汁和糖浆的澄清过程。
由于在对蔗汁或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。虽然多年来对蔗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，但其基本过程变化不大。最近，也提出了在碳酸法制糖澄清工艺中直接用锅炉烟道气(低压低浓度)二氧化碳作澄清剂的制糖工艺，由于以甘蔗渣为燃料的锅炉燃烧不稳定带来烟道气中二氧化碳含量既偏低又不稳定，给实施应用于工业化生产带来控制极为不稳，且仅在碳酸法制糖澄清工艺中提出。
为了尽快改变亚硫酸法制糖工艺生产低品质白砂糖现状和白砂糖生产成本居高不下的状况，将甘蔗糖厂锅炉烟道气中含有的大量二氧化碳回收并活化应用于亚硫酸法制糖工艺中，替代部分硫磺、磷酸并对蔗汁或糖浆进行饱充。而，采用目前的传统自然饱充设备，设备投入大，二氧化碳利用率也不高，达不到预期的澄清效果。 
发明内容   
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种采用吸收锅炉中烟道气低含量二氧化碳形成碳酸钙溶液，再在碳酸钙溶液中间歇通入二氧化碳，使碳酸钙部分溶液化成碳酸氢钙溶液，用于糖厂制糖工艺中的澄清的糖厂碳酸钙活化方法及设备。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
糖厂碳酸钙活化方法，其特征在于：其工艺步骤为：
第一步是将糖厂锅炉中烟道气低含量的二氧化碳通入二氧化碳吸附塔中，二氧化碳与塔中的石灰乳进行反应形成碳酸钙溶液，碳酸钙溶液的PH值为7.5-8.5，再将碳酸钙溶液进行过滤，过滤掉杂质和粗颗粒后，置于碳酸钙储罐中备用。
第二步是将碳酸钙储罐中的碳酸钙溶液一部分通至二氧化碳发生器中制造二氧化碳。
第三步是将碳酸钙储罐中的碳酸钙溶液另一部分通入碳酸钙活化池中，碳酸钙循环泵将碳酸钙活化池中的碳酸钙溶液抽至二氧化碳抽射器与二氧化碳发生器中产生的二氧化碳反应，产生碳酸氢钙溶液，碳酸氢钙溶液的 PH值为6.5-7.0,得到的碳酸氢钙溶液通过碳酸氢钙泵抽至混合汁预灰、上浮器溢流管和滤汁快沉反应器。
所述的二氧化碳与塔中的石灰乳进行反应的时间为10-20分钟，温度为50-80℃。
所述的碳酸钙溶液与二氧化碳反应，产生碳酸氢钙溶液的时间1-5分钟，温度为50-80℃。
糖厂碳酸钙活化方法采用的设备包括：碳酸钙储罐、碳酸钙活化池、二氧化碳发生器和二氧化碳抽射器，碳酸钙储罐通过管道连接碳酸钙活化池和二氧化碳发生器，碳酸钙活化池下部通过管道连接有碳酸氢钙泵和碳酸钙循环泵，碳酸氢钙泵通过管道连接至混合汁预灰池、上浮器溢流管和滤汁快沉反应器，碳酸钙循环泵通过管道连接二氧化碳抽射器，二氧化碳抽射器通过管道连接至碳酸钙活化池上部，其管道上设置有碳酸氢钙PH值检测器。
所述的碳酸钙活化池的内部中间安装有由电机带动的搅拌桨，内上部设有最高液位检测器，内下部设有最低液位检测器。
上述的设备都能通过电脑控制器实现自动控制。
碳酸钙溶液制备中，用浓度为8－15°Be的石灰乳取代蔗汁吸收烟气中二氧化碳并生成脱碳过程的副产品，即碳酸钙溶液（称之为饱充）。它们的化学反应式为：
CO2+H2O = H2CO3
CaO+ H2O = Ca(OH)2
Ca(OH)2+H2CO3 = CaCO3+2H2O
用糖用磷酸和以上部分碳酸钙溶液反应,控制PH﹤3时生成磷酸二氢钙溶液（另一种优良糖用澄清剂）及浓度达90%以上的二氧化碳气体。它们的化学反应式为：
         CaCO3 +2H3PO4=Ca(H2PO4)2 + H2O + CO2↑
用二氧化碳抽射器把高浓度的二氧化碳气体注入碳酸钙溶液中，让碳酸钙溶解活化为碳酸氢钙溶液。它们的化学反应式为：
     CaCO3+ CO2+H2O = Ca(HCO3)2
本发明是利用锅炉烟道气低浓度的二氧化碳与石灰乳反应生产碳酸钙，再利用部分碳酸钙制备高浓度的二氧化碳，最后用二氧化碳与剩余的碳酸钙制备碳酸氢钙作为糖厂的澄清剂。
本发明具有以下优点：
1、改变锅炉烟道气回收利用方式，使低含量的CO2烟道气体与石灰乳在塔内得到充分的混合吸收反应，大大提高吸收饱充效果，降低二氧化碳排放量，提高CO2利用率，比传统饱充设备提高效率20%以上；
2、形成国内外全新的以回收锅炉烟道气低浓度CO2作为澄清剂的半碳法制糖新工艺；
3、锅炉烟道气在塔内经过反应后，锅炉烟道气的温度由160℃左右下降至75℃以下，排放至锅炉烟囱，减少了热量的排放。
4、利用新生的碳酸钙有很大的比表面积及强力吸附性除掉部分胶体和非糖分，达到澄清蔗汁的目的。
5、改善传统的亚硫酸法生产工艺由于在生产过程中须使用大量的硫磺、磷酸等辅助材料，致使生产的白砂糖含硫量偏高，品质偏低，易返色、不耐储存的现状。
6、扼制碳法澄清工艺产生大量的无法再利用的滤泥，造成严重的环境污染的现状。
7、采用的设备，具有结构简单，安装、维护方便，运行可靠，二氧化碳回收率高，蔗汁澄清效率高等特点。
附图说明    
图1为本发明糖厂碳酸钙活化方法采用的设备的结构示意图。
图中的名称及序号为：
碳酸钙储罐1、管道2、电机3、碳酸钙活化池4、搅拌桨5、最低液位监测器6、碳酸氢钙泵7、碳酸钙循环泵8、二氧化碳发生器9、二氧化碳抽射器10、碳酸氢钙PH值检测器11、最高液位监测器12。
具体实施方式
为了更加详细的介绍本发明，下面结合附图，对本发明做进一步说明。
糖厂碳酸钙活化方法，其工艺步骤为：
第一步是将糖厂锅炉中烟道气低含量的二氧化碳通入二氧化碳吸附塔中，二氧化碳与塔中的石灰乳进行反应形成碳酸钙溶液，碳酸钙溶液的PH值为7.5-8.5，再将碳酸钙溶液进行过滤，过滤掉杂质和粗颗粒后，置于碳酸钙储罐中备用。
第二步是将碳酸钙储罐1中的碳酸钙溶液一部分通至二氧化碳发生器9中制造二氧化碳。
第三步是将碳酸钙储罐1中的碳酸钙溶液另一部分通入碳酸钙活化池中，碳酸钙循环泵8将碳酸钙活化池4中的碳酸钙溶液抽至二氧化碳抽射器10与二氧化碳发生器9中产生的二氧化碳反应，产生碳酸氢钙溶液，碳酸氢钙溶液的 PH值为6.5-7.0,得到的碳酸氢钙溶液通过碳酸氢钙泵7抽至混合汁预灰、上浮器溢流管和滤汁快沉反应器。
所述的二氧化碳与塔中的石灰乳进行反应的时间为10-20分钟，温度为50-80℃。
所述的碳酸钙溶液与二氧化碳反应，产生碳酸氢钙溶液的时间1-5分钟，温度为50-80℃。
糖厂碳酸钙活化方法采用的设备包括：碳酸钙储罐1、碳酸钙活化池4、二氧化碳发生器9和二氧化碳抽射器10，碳酸钙储罐1通过管道2连接碳酸钙活化池和二氧化碳发生器9，碳酸钙活化池下部通过管道2连接有碳酸氢钙泵7和碳酸钙循环泵8，碳酸氢钙泵7通过管道2连接至混合汁预灰池、上浮器溢流管和滤汁快沉反应器，碳酸钙循环泵8通过管道2连接二氧化碳抽射器10，二氧化碳抽射器10通过管道2连接至碳酸钙活化池4上部，其管道2上设置有碳酸氢钙PH值检测器11。
所述的碳酸钙活化池4，其内部中间安装有由电机3带动的搅拌桨5，内上部设有最高液位检测器12，内下部设有最低液位检测器6。

Claims (7)

1.一种糖厂碳酸钙活化方法，其特征在于：其工艺步骤为：
第一步是将糖厂锅炉中烟道气低含量的二氧化碳通入二氧化碳吸附塔中，二氧化碳与塔中的石灰乳进行反应形成碳酸钙溶液，再将碳酸钙溶液进行过滤，过滤掉杂质和粗颗粒后，置于碳酸钙储罐中备用；
第二步是将碳酸钙储罐中的碳酸钙溶液一部分通至二氧化碳发生器中制造二氧化碳；
第三步是将碳酸钙储罐中的碳酸钙溶液另一部分通入碳酸钙活化池中，碳酸钙循环泵将碳酸钙活化池中的碳酸钙溶液抽至二氧化碳抽射器与二氧化碳发生器中产生的二氧化碳反应，产生碳酸氢钙溶液，得到的碳酸氢钙溶液通过碳酸氢钙泵抽至混合汁预灰、上浮器溢流管和滤汁快沉反应器。
2.根据权利要求1所述的糖厂碳酸钙活化方法，其特征在于：所述的碳酸钙溶液，其pH值为7.5-8.5。
3.根据权利要求1所述的糖厂碳酸钙活化方法，其特征在于：所述的碳酸氢钙溶液，其pH值为6.5-7.0。
4.根据权利要求1所述的糖厂碳酸钙活化方法，其特征在于：所述的二氧化碳与塔中的石灰乳进行反应的时间为10-20分钟，温度为50-80℃。
5.根据权利要求1所述的糖厂碳酸钙活化方法，其特征在于：所述的碳酸钙溶液与二氧化碳反应，产生碳酸氢钙溶液的时间1-5分钟，温度为50-80℃。
6.根据权利要求1所述的糖厂碳酸钙活化方法，其特征在于：所采用的设备包括：碳酸钙储罐、碳酸钙活化池、二氧化碳发生器和二氧化碳抽射器，碳酸钙储罐通过管道连接碳酸钙活化池和二氧化碳发生器，碳酸钙活化池下部通过管道连接有碳酸氢钙泵和碳酸钙循环泵，碳酸氢钙泵通过管道连接至混合汁预灰池、上浮器溢流管和滤汁快沉反应器，碳酸钙循环泵通过管道连接二氧化碳抽射器，二氧化碳抽射器通过管道连接至碳酸钙活化池上部，其管道上设置有碳酸氢钙PH值检测器。
7.根据权利要求所述的糖厂碳酸钙活化方法，其特征在于：所述的碳酸钙活化池内部中间安装有由电机带动的搅拌桨，内上部设有最高液位检测器，内下部设有最低液位检测器。
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