[发明专利]高效吸碳塔

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业化回收甘蔗糖厂锅炉烟气低含量二氧化碳创新工艺的主要设备，具体说是采用一种强制气液高效混合吸收反应的设备，即高效吸碳塔。

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，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

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种降低生产成本、提高经济效益和环保效益的新型高效喷雾强制混合吸收反应设备—高效吸碳塔。

本发明通过下述技术方案来实现：

本工艺技术包括采用混合汁蔗糠高效分离技术对蔗汁进行预处理，采用新型高效喷雾强制混合吸收反应器-高效吸碳塔设备，形成以锅炉烟道气低含量二氧化碳（CO₂含量10-14%）代替部分SO₂作为澄清剂的低浓度CO₂强制饱充新技术。

结构特征是：一种高效吸碳塔，包括塔壳、烟道气抽取排出系统、填料系统、喷淋吸收系统、除雾器系统、清洗系统、管道输送系统、监测系统。

塔壳，立式摆放，塔壳内部分为五个区域，即从上往下分为A、B、C、D、E五个区域；

其中，烟道气抽取排出系统分为烟气进风口和烟气出风口两种，所述烟气进风口设置在塔壳下半部分，且在塔壳侧壁，烟气出风口设置在塔顶端；

填料系统设置在塔壳内E区域，所述填料系统装置安装在塔内烟气进风口处的上方、在喷淋吸收系统装置的下方，即塔内烟气进风口处与喷淋吸收系统装置之间；

喷淋吸收系统在塔壳内C、D两个区域，所述喷淋吸收系统装置安装在塔内填料系统装置的上方、在除雾器系统装置的下方，即塔内填料系统装置与除雾器系统装置之间；

所述喷淋吸收系统主要包括喷淋管、高效活性混合球、喷嘴、喷管铰接和喷管固定架组成，喷淋管通过喷管铰接固定在喷管固定架上，而喷嘴和高效活性混合球是通过螺丝紧联接到喷淋管上，喷嘴的喷头朝下；

除雾器系统装置分布在塔壳内A、B两个区域，所述除雾器系统装置安装在塔内喷淋吸收系统装置的上方；

监测系统分为两种方式，一是锅炉烟道气流量和温度的监测；二是碳酸钙溶液的液位和pH值的监测；所述的碳酸钙溶液监测系统设在塔底与烟道气进风口处间预留空间，并且设置最高液面；碳酸钙溶液pH值监测位置是在塔底部至输送管路的任意选取位置；

所述清洗系统装置分别安装在除雾器系统装置的上方，同样在塔壳内A、B两个区域；所述喷淋系统装置、清洗系统装置联接于与塔外输送管路的泵和电动机提供输送介质的动力。  

所述的锅炉烟道气中的二氧化碳与石灰乳反应形成碳酸钙溶液pH值控制在7.5~8.5范围内。

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。