糖厂锅炉烟道气二氧化碳的富集及其在亚硫酸法制糖澄清工艺的应用

糖厂锅炉烟道气吸附过程数值模拟黄世钊; 吴林杰; 向冰; 薛敏华【期刊名称】《《广西大学学报（自然科学版）》》【年(卷),期】2019(044)005【总页数】7页(P1407-1413)【关键词】烟道气; 浓缩CO2; 吸附过程; 数值模拟【作者】黄世钊; 吴林杰; 向冰; 薛敏华【作者单位】广西大学机械工程学院广西南宁 530004; 广西工业技师学院电气应用技术系广西南宁 530031; 广西大学化学化工学院广西南宁 530004【正文语种】中文【中图分类】X701.7在当今社会，化石燃料依旧是主要的能源来源，而化石燃料燃烧带来的大量CO2所引起的环境问题依旧日益突出。

在国家十三五年规划[1]中也强调要主动去控制碳排放，采取有效的方法去控制电力、化工、食品和钢铁等重点行业的碳排放，所以采用哪种技术去减少CO2的排放量，使得环境与企业达到“共赢”，有着重要的意义。

广西有100多家甘蔗糖厂，其锅炉吨位在1.2×108 t左右，每年排放CO2约有1×107 t[2]，将糖厂锅炉烟道气中的CO2进行捕集、封存和利用，这样既减少环境的污染，又综合利用了资源。

所以在处理糖厂锅炉烟道气中，研究糖厂锅炉烟道气中CO2的回收利用无疑具有十分重要的意义。

目前工业上分离CO2的技术有物理吸收、化学吸收、低温液化、膜分离、吸附等方法，其中变压吸附法由于具有适用广、操作简单、灵活度大和能耗低等优点，被广泛应用[3]。

变压吸附技术在烟道气、空分、煤层气、氨厂弛放气和天然气等气体分离中，有广泛的应用与研究，其中张正旺[4]通过吸附试验分析得出硅胶对CO2/N2有较大的分离因子；程烦[5]采用Aspen Adsorption 对空气纯化与吸附实验有较好的拟合，对实际工程有一定的指导作用；张中正[6]通过对吸附剂进行了不同改性，对CO2/N2进行吸附分离，得出同胺(TEA、MDEA、DEA)改性吸附剂，在常温下都具有很好的再生性和稳定性；王春荣[7]通过改性硅胶对CO2/N2进行了吸附分离试验，得到涂渍35%MDEA的硅胶在0.4 MPa对CO2/N2有较好的分离效果最好。

大学UNIVERSITY本科毕业论文论文题目糖厂锅炉烟道气二氧化碳富集湿法工艺及其设备设计研究——预处理工段学科专业过程装备与控制工程毕业生姓名甘蔗糖厂锅炉烟道气CO2浓缩系统摘要甘蔗糖厂锅炉烟道气CO2浓缩系统采用变压吸附法从甘蔗糖厂锅炉烟道气中富集二氧化碳，并将其用于亚硫酸法制糖的澄清工艺，不仅减少了锅炉烟道气二氧化碳的排放，保护了生态环境，同时该工艺还能很好地解决了碳酸法制糖生产工艺的滤泥综合利用难、污染严重的问题，是对传统亚硫酸法制糖生产工艺一个重大改良。

设计说明书先阐述了二氧化碳的排放和减排的情况、国内外甘蔗制糖工业的发展现状以及二氧化碳在制糖工业中的应用，比较论证了工业废气二氧化碳的回收利用的相关技术，得出了选用变压吸附法回收提纯二氧化碳的优势和发展前景。

设计说明书对甘蔗糖厂锅炉烟道气CO2浓缩系统进行了工艺和设备两部分的设计，工艺部分设计了工艺流程和设备平面布置，设备部分对压缩机、旋风除尘器和引风机等设备进行了设计选型，对冷却器Ⅰ、冷却器Ⅱ、稳压罐、储气罐、气液分离器等设备进行了设计计算，通过化工设备强度计算专业软件（SW6-1998）校核了冷却器的机械强度。

最后用绘图软件AutoCAD2007绘制了工艺流程图、设备平面布置图及冷却器Ⅰ、冷却器Ⅱ、气液分离器、稳压罐等设备的装配图和零部件图共16张。

关键词：糖厂锅炉、烟道气、二氧化碳、变压吸附、设计Abstract1.Cane sugar mill boiler flue gas CO2 concentration system using pressure swing adsorption of carbon dioxide enrichment from sugar cane boiler flue gas, and to clarify thelegal sulfite process for sugar, not only reduces the boiler flue gas carbon dioxide emissionsand protect the environment, while the process is also a good solution to filter mudutilization carbonated sugar production process of the legal system is difficult, seriouspollution problems, is the traditional method of sugar production process sulfite a major improvement.Design specification describes the first case and the reduction of carbon dioxide emissions, cane sugar industry development status at home and abroad as well as carbondioxide in the sugar industry, the comparison demonstrated technologies for recyclingindustrial emissions of carbon dioxide, obtained the choice PSA recovery advantages andprospects purification of carbon dioxide. Design specification for sugar cane boiler flue gasCO2 concentration system were two parts of the process and equipment design, processdesign part of the process and equipment layout, equipment, part of the compressor,cyclones and other equipment were induced draft fan design and Selection of cooler Ⅰ,cooler Ⅱ, surge tank, gas tank, gas-liquid separator and other equipment were designed,calculated by professional software chemical equipment intensity (SW6-1998) check thecooler mechanical strength. Finally, draw the graphics software AutoCAD2007 assemblydrawing and parts flow chart diagram, equipment layout plan and cooler Ⅰ, cooler Ⅱ,gas-liquid separator, surge tank and other equipment of 16.Keywords: sugar boiler, flue gas, carbon dioxide, pressure swing adsorption, the design第一章绪论 (4)1.1二氧化碳的减排..................................................................................................1.2制糖行业发展现状及制糖工艺方法 (10)1.3工业废气二氧化碳的回收利用 (14)第二章甘蔗糖厂锅炉烟道气CO2浓缩系统 (21)2.1工艺特性 (21)2.2各工段的工艺过程及设备 (22)第三章旋风除尘器和稳压罐的设计 (23)3.1旋风除尘器的设计选型 (23)3.2稳压罐的设计 (26)第四章冷却器Ⅰ的设计 (37)4.1工艺设计计算 (37)4.2冷却器Ⅰ的结构计算 (47)第五章风机和压缩机的选型 (50)5.1风机的选型 (50)5.2压缩机的选型 (51)参考文献 (44)3.第一章绪论1.1 二氧化碳与环境1.1.1 二氧化碳排放二氧化碳直接参与大自然的形成，影响人类和生物界的生存。

甘蔗糖业2009年第4期Sugarcane and Canesugar2009年8月甘蔗糖厂混合汁烟道气饱充上浮工艺探讨何华柱1杨振仙2周洪祥3苏丽梅3（1广西永鑫华糖集团有限公司，南宁530028；2沧源南华勐省糖业有限公司，云南临沧6773408；3南宁吉然糖业技术有限公司，南宁530028）摘要本文在介绍混合汁烟道气饱充上浮澄清技术特点及工艺流程的基础上，结合实践应用进行讨论，分析了混合汁烟道气饱充上浮工艺在甘蔗糖厂应用的可行性及应用前景。

关键词混合汁；烟道气；饱充；上浮0导言国内外不少炼糖厂用烟道气对原糖回溶糖浆进行饱充，实行碳酸法澄清[1]，在甜菜糖厂也曾采用[2]，但目前国内甘蔗糖厂榨季生产直接用来生产白砂糖的尚未见报道。

在竞争日趋激烈的市场经济中，产品的质量越来越重要，已成为市场的导向。

尤其是我国加入W TO以来，白糖质量要与国际“接轨”，提高其质量迫在眉睫。

而且当前环保已成为全世界的主题，国家对环保控制越来越严，越来越多的制糖企业认识到只有不断提高产品质量、节能减排才能有效地增强市场竞争能力，促进企业效益的腾飞。

但亚硫酸法和碳酸法因其生产工艺的欠缺在这2方面难以都做到，而精糖是一种高质量的结晶糖，国内制糖企业改造为“二步法”生产精糖不失为一种好方法，但投资大，成本高，目前难以实现。

因此，目前条件下提高白糖的质量现实可行的办法是要投资少、收效快、便于推广。

烟道气饱充上浮工艺就是把碳酸法和亚硫酸法的技术优点相结合，以半碳半硫的澄清方法对蔗汁或糖浆进行澄清，具有提高产品质量、环保、投资省3个优点。

本文在介绍烟道气饱充上浮澄清技术特点及工艺流程的基础上，结合实践应用进行讨论，分析了烟道气饱充上浮工艺在甘蔗糖厂应用的可行性及其应用前景。

1混合汁烟道气饱充上浮工艺技术特点及优越性1.1现用清净方法的特点及存在缺陷1.1.1二步法生产精糖以石灰做清净剂对蔗汁进行清净生产原糖，再用原糖制造精糖。

甘蔗糖厂利用酒精车间CO2进行碳硫结合清净工艺初探陈国伟;陈子华;代光伟;李荣奎;李杨发;李如仙;常国炜;钟志才【摘要】This paper introduced the clarification process with CO2 produced from affiliated alcohol workshop practiced in Gengma Nanhua Oversea Chinese Sugar Co. Ltd. The mixed juice was carbonated with CO2 and the carbonation juice was separated by floatation. Then the separated carbonation juice was treated through neutralization with SO2, precipitation and filtration as original sulphitation process. The process has been operated for test for some time. The preliminary results showed that the quality of white sugar produced was improved and the consumption of sulphur was reduced outstandingly. Suggestions were also made about the remaining problems and their future improvements.%介绍了耿马南华华侨糖业有限公司利用附设酒精厂生产过程产生的CO2改进清净工艺的应用。

主要是先用CO2对混合汁进行饱充，饱充汁上浮分离后，再经原工艺用SO2中和，沉降，过滤。

窑炉烟气二氧化碳捕集、纯化、利用及贮存技术推广方案一、实施背景全球气候变化已成为人类面临的重大挑战之一。

减少温室气体排放，特别是二氧化碳的排放，已成为国际社会共同的目标。

在中国，工业领域是二氧化碳排放的主要来源之一，其中窑炉烟气排放占据了很大比例。

因此，推广窑炉烟气二氧化碳捕集、纯化、利用及贮存技术，对于减少工业领域二氧化碳排放，缓解全球气候变化具有重要意义。

目前，国内外已经开展了一些关于窑炉烟气二氧化碳捕集、纯化、利用及贮存技术的研究和实践，取得了一定成果。

然而，这些技术在推广应用过程中仍面临一些问题，如技术成熟度不足、成本较高、缺乏相关政策支持等。

因此，需要加大力度推广这些技术，促进工业领域绿色低碳发展。

二、工作原理窑炉烟气二氧化碳捕集技术主要采用化学吸收法、物理吸附法、膜分离法等工艺，将烟气中的二氧化碳分离出来。

其中，化学吸收法是目前应用最广泛的捕集方法，其原理是利用化学吸收剂与二氧化碳发生化学反应，将其从烟气中分离出来。

常用的化学吸收剂有氨水、MEA（乙醇胺）、MDEA （甲基二乙醇胺）等。

二氧化碳纯化技术主要是利用变压吸附法（PSA）、膜分离法等工艺，将捕集到的二氧化碳进行提纯，去除其中的杂质气体，如氮气、氧气、硫化氢等。

其中，变压吸附法是目前应用最广泛的纯化方法，其原理是利用吸附剂在不同压力下对二氧化碳和杂质气体的吸附能力差异，实现二氧化碳和杂质气体的分离。

二氧化碳利用技术主要是将捕集到的二氧化碳转化为有用的化学品或燃料，如尿素、甲醇、甲烷等。

其中，尿素是最主要的利用方式之一，其原理是在高温高压条件下，二氧化碳与氨气反应生成氨基甲酸酯，再经过水解反应生成尿素和水。

此外，二氧化碳还可以用于生产碳酸钠、碳酸氢钠等化工品，以及用于制备干冰、灭火剂等。

二氧化碳贮存技术主要是将捕集到的二氧化碳封存于地下或海底等地质构造中，以避免其排放到大气中。

其中，地下封存是目前应用最广泛的贮存方式之一，其原理是将二氧化碳注入到地下深层盐水层或枯竭油气田中，利用地层的封闭性将其长期封存。

亚硫酸法糖厂工艺用SO2污染分析作者：苏超康来源：《广东科技》 2014年第12期苏超康（广西华蓝设计（集团）有限公司，广西南宁 530011）摘要：主要分析SO2在亚硫酸法糖厂工艺使用过程中对环境造成的污染，SO2在亚硫酸法糖厂中的作用；SO2污染的危害；SO2在亚硫酸法糖厂生产使用状况，只需要利用蔗汁（或糖浆）的静压力作为工作的原动力，不需要其他动力，维护方便；市场上出现了一种环保高效汽化旋风低温燃硫炉，这种燃硫炉解决了传统燃硫炉存在的缺点；制备SO2设备的更新等；并就防范这些污染的提出了一些措施。

关键词：SO2；燃硫炉；硫熏中和器；污染；亚硫酸糖厂1 SO2在亚硫酸法糖厂中的作用SO2是亚硫酸法糖厂生产过程中重要的辅助原材料，在生产过程中具有非常重要的作用。

它在中和过程中与Ca（OH）2生产CaSO2沉淀，使胶体色素被吸附除去。

在糖浆硫熏过程中生产亚硫酸起到控制调节pH值，防止结晶时还原糖分解，增加色值。

亚硫酸还具有还原性，是一种漂白剂，在硫熏过程中还起到漂白作用，降低色值和粘度。

2 SO2污染的危害SO2是中国大气中主要污染物之一，在我国的一些城镇，大气中SO2的危害较为普遍而又严重。

大气中的SO2会导致呼吸道炎症、支气管炎、肺气肿、眼结膜炎症等。

研究表明，在高浓度的SO2的影响下，植物产生急性危害，叶片表面产生坏死斑，或直接使植物叶片枯萎脱落；在低浓度SO2的影响下，植物的生长机能受到影响，造成产量下降，品质变坏。

因此，采取有效方法对空气中的二氧化硫进行治理是势在必行的，关系着人们生活的多个方面。

3 SO2在亚硫酸法糖厂生产使用状况亚硫酸法糖厂工艺中使用的二氧化硫是借燃硫炉燃烧硫磺时生成。

目前，大部分糖厂使用的是传统自熔式燃硫炉，其特点是占地面积大，硫磺燃烧过程不易控制，易产生升华硫和SO3；SO2气体浓度和流量波动幅度较大，不能适应蔗汁流量的变化，pH值不稳定。

停榨或其它原因突然停止来汁时，无法立即停止燃烧，SO2气体四处飘散，污染空气，影响工人身体健康。

锅炉烟道气饱充上浮新工艺在糖厂的应用
陈子华
【期刊名称】《甘蔗糖业》
【年(卷),期】2010(000)001
【摘要】本文介绍2007/08、2008/09年榨季我公司下属双江公司和勐省公司利用锅炉烟道气中进行糖浆和混合汁烟气饱充上浮技术应用及经济效益分析.
【总页数】4页(P31-34)
【作者】陈子华
【作者单位】云南临沧南华糖业有限公司,云南临沧677000
【正文语种】中文
【中图分类】TS244+.2
【相关文献】
1."烟道气CO2饱充,蔗汁渣沫分离"技术在亚硫酸法糖厂澄清工艺的应用与探讨[J], 何华柱;周锡文;吴辉;邹云
2.锅炉烟道气CO2饱充澄清混合汁的工艺优化 [J], 谢彩锋;李凯;陆海勤;何华柱;蒙丽丹
3.烟道气饱充上浮技术处理顽性蔗汁工艺 [J], 赵强;周锡文;黄福;赵振刚;张锡生
4.甘蔗糖厂混合汁烟道气饱充上浮工艺探讨 [J], 何华柱;杨振仙;周洪祥;苏丽梅
5.利用提浓锅炉烟道气CO2饱充糖浆的探讨 [J], 温亦钦;潘儿;罗军;冯永茂
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亚硫酸法低碳澄清新工艺的应用探讨温亦钦;张华东【摘要】介绍了亚硫酸法低碳澄清新工艺,即利用锅炉烟气二氧化碳饱充中和汁的内循环螺旋连续式饱充反应方法应用于糖厂.结果表明,与传统的亚硫酸法生产工艺相比,清汁的清净效率和重力纯度差有所提高,清汁的色值、钙盐含量、浊度、过滤速度、沉降速度以及还原糖含量都有所降低,白砂糖的色值、浊度、水不溶物以及含硫量都有所降低.亚硫酸法低碳澄清新工艺的应用不仅能提高清净效率,提高白砂糖的品质,而且还能降低企业的生产成本,给企业带来可观的经济效益.【期刊名称】《甘蔗糖业》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】5页(P32-36)【关键词】低碳澄清工艺;烟道气饱充;清净效率;经济效益【作者】温亦钦;张华东【作者单位】广西来宾永鑫糖业有限公司,广西来宾546100;广西来宾东糖桂宝有限公司,广西来宾546100【正文语种】中文【中图分类】TS244+.20 前言长期以来，甘蔗制糖生产主要有碳酸法和亚硫酸法2种工艺[1]。

碳酸法生产的白砂糖产品质量好，但它产生的大量滤泥由于碱性过高难处理，不能直接用于作物肥料，要发酵几年才能使用，而且会造成污染，与环境保护的矛盾越来越大[2]。

另外碳酸法工艺生产成本高，设备投资大，市场竞争优势不明显。

国内多数糖厂采用亚硫酸法，设备流程简单，投资费用少，但生产的白砂糖色值偏高、浊度高、水不溶物高。

多年来一直采用传统的亚硫酸法流程生产，使得我国大部分成品白砂糖残留 SO2含量多在20～30 mg/kg范围内，达不到高端饮料生产企业和制药企业的要求。

特别是亚硫酸法生产的白砂糖易返色，储存时间不足6个月出现返黄变质现象，致使产品在国内外市场竞争力较差。

无论采用哪种生产工艺，为降低糖浆的色值和粘度，提高糖浆的质量，以利于下一步的煮炼工序，经蒸发罐排出的糖浆需进行硫熏处理，糖浆经硫熏处理后有降低粘度和漂白作用，但清糖浆仍含有悬浮杂质，不利于煮糖和分蜜，影响糖分收回和产品质量[3-4]。