制糖生產過程節(jié)能清潔生產關鍵技術XXXX

“十二五”制糖行業(yè)節(jié)能減排技術路線和環(huán)境保護2012.6.16華南理工大學于淑娟一、節(jié)能減排的意義二、節(jié)能減排的目標三、節(jié)能減排實施方案建議四、預期效果報告提綱一、節(jié)能減排的意義能源費用是制糖工業(yè)噸糖除糖料外的第二大成本2008/2009榨季，全國甘蔗糖廠平均標煤耗對蔗比5.5%，廣西103家甘蔗糖廠平均標煤耗對蔗比5.08%，國內先進水平對蔗比4.0%以下歐美國家的甜菜糖廠和精煉糖廠的節(jié)能技術比較先進，丹麥DDS公司標煤耗對甜菜比約為3%糖業(yè)節(jié)能減排現狀與形勢糖業(yè)是我國萬元工業(yè)產值能耗、水耗最高行業(yè)之一糖業(yè)年取水量約7億噸，噸糖取水量45噸，水重復利用率70%；年廢水排放量8億噸，噸糖廢水排放量53噸；COD年排放量32萬噸，噸糖COD排放量21.5千克糖業(yè)每年排放到大氣中的煙氣量接近1500億標準立方，其中CO2含量高達3000萬噸，其中廣西糖廠CO2排放量為1140萬噸，占全國38%，位列全國第一位

一、糖業(yè)節(jié)能減排現狀與形勢一、糖業(yè)節(jié)能減排現狀與形勢糖業(yè)是我國每萬元工業(yè)產值能耗最高的行業(yè)之一。萬元GDP能耗2.1噸標煤，是全國平均的1.8倍糖業(yè)是我國廢水和廢棄物排放量最大的食品行業(yè)。在環(huán)保部公布的1811家重點廢水污染源企業(yè)中，糖廠占142家；年排放廢水約7億噸，COD32.5萬噸（占全國工業(yè)總排放6.4%），為COD排放最大的四大行業(yè)之一二、國內外現狀分析能耗：國內糖廠在煮糖汽耗和全廠熱力系統(tǒng)優(yōu)化上遠落后于發(fā)達國家。制糖工藝：發(fā)達國家普遍采用兩步碳酸法生產高品質精糖，在美國，已有膜法制糖和生物澄清技術的示范工廠。我國甘蔗糖廠普遍采用亞硫酸法制糖工藝，需加入大量石灰、磷酸、二氧化硫、聚丙烯酰胺等化學助劑。水的循環(huán)利用：國外發(fā)達國家已實現制糖生產過程全閉合循環(huán)用水系統(tǒng)，無需補充新鮮水，即實現了零取水。為減少溫室氣體的排放，先進國家糖廠都用煙道氣中的CO2澄清精煉糖廠的糖漿。甘蔗加工原糖汽耗3.2噸/原糖二步法煉糖廠汽耗4噸/原糖

如果過程控制優(yōu)化可以節(jié)省汽耗2噸/原糖

“十二五”期間部分企業(yè)實現制糖生產全過程自動化控制，實現生產信息實時傳送集團總部，進一步促進節(jié)能減排加大零取水零排放推廣力度，帶動其他企業(yè)；實現剩余蔗渣打包率對蔗比8.0%以上的目標（標煤耗對蔗比為4.2%以下

二、產業(yè)目標市場需求制糖生產過程節(jié)水控制系統(tǒng)

煙道氣資源化利用控制系統(tǒng)

壓榨車間DCS自控系統(tǒng)澄清、蒸發(fā)工段DCS自控系統(tǒng)

煮糖工段DCS自控系統(tǒng)

三、實施建議糖品多元化一：糖廠熱能集中優(yōu)化及控制系統(tǒng)糖廠蒸發(fā)過程熱力模型研究與優(yōu)化控制糖廠煮糖過程熱力模型研究與自動控制制煉過程熱力方案優(yōu)化與生產能耗控制策略研究方案一：糖廠廠蒸蒸發(fā)發(fā)過過程程熱熱力力模模型型研研究究與與優(yōu)優(yōu)化化控控制制開發(fā)發(fā)具具有有防防垢垢功功能能的的糖糖漿漿錘錘度度在在線線檢檢測測儀儀表表，，保保證證糖糖漿漿錘錘度度準準確確穩(wěn)穩(wěn)定定測測量量，，建立立蒸蒸發(fā)發(fā)工工段段的的熱熱力力模模型型，，對對蒸蒸發(fā)發(fā)工工段段的的熱熱力力方方案案進進行行動動態(tài)態(tài)分分析析和和優(yōu)優(yōu)化化，，實實現現多多效效蒸蒸發(fā)發(fā)系系統(tǒng)統(tǒng)的的優(yōu)優(yōu)化化控控制制。。糖廠廠煮煮糖糖過過程程熱熱力力模模型型研研究究與與自自動動控控制制母液液過過飽飽和和度度控控制制技技術術，，解解決決煮煮糖糖自自動動控控制制中中的的主主要要難難題題。。同同時時對對糖糖液液溫溫度度、、錘錘度度、、粘粘度度及及煮煮糖糖罐罐料料位位，，真真空空度度、、蒸蒸汽汽壓壓力力等等參參量量進進行行測測控控，，實實現現煮煮糖糖自自動動控控制制，，減減少少熱熱能能損損耗耗，，縮縮短短煮煮糖糖時時間間。。建立立煮煮糖糖工工段段的的熱熱力力模模型型，，對對煮煮糖糖的的熱熱能能消消耗耗進進行行動動態(tài)態(tài)分分析析和和用用汽汽方方案案優(yōu)優(yōu)化化，，實實現現合合理理平平衡衡用用汽汽。。采用用折折光光原原理理在在線線測測量量糖糖膏膏母母液液的的濃濃度度，，使使過過飽飽和和度度指指標標能能夠夠準準確確測測控控，，突突破破制制約約煮煮糖糖自自動動控控制制的的技技術術瓶瓶頸頸。。煮糖糖過過程程控控制制的的核核心心之之一一是是控控制制糖糖膏膏母母液液過過飽飽和和度度。。由由于于糖糖膏膏粘粘度度大大易易結結垢垢，，造造成成測測量量儀儀表表的的污污染染和和信信號號滯滯后后，，無無法法準準確確測測量量糖糖膏膏母母液液的的濃濃度度，，使使煮煮糖糖過過程程最最重重要要的的過過飽飽和和度度參參數數難難以以控控制制，，故故目目前前仍仍未未實實現現煮煮糖糖過過程程自自動動控控制制。。關鍵鍵技技術術采用用氣氣體體隔隔離離技技術術，，開開發(fā)發(fā)具具有有防防積積垢垢特特性性功功能能的的糖糖漿漿錘錘度度在在線線檢檢測測儀儀表表，，使使糖糖漿漿錘錘度度在在線線檢檢測測不不受受積積垢垢因因素素影影響響。。糖漿漿錘錘度度是是澄澄清清、、蒸蒸發(fā)發(fā)、、煮煮糖糖過過程程控控制制的的一一個個重重要要工工藝藝參參數數，，由由于于糖糖漿漿中中含含有有鈣鈣、、鎂鎂、、硅硅等等無無機機鹽鹽成成分分，，它它們們在在一一定定條條件件下下不不可可避避免免地地會會形形成成積積垢垢。。而而一一般般錘錘度度在在線線檢檢測測儀儀表表的的傳傳感感探探頭頭均均是是與與漿漿錘錘直直接接接接觸觸，，探探頭頭表表面面形形成成積積垢垢后后，，在在線線清清洗洗困困難難，，檢檢測測數數據據嚴嚴重重失失真真，，最最終終影影響響過過程程控控制制。。壓榨榨過過程程甘甘蔗蔗入入料料的的均均勻勻程程度度直直接接影影響響生生產產安安全全和和糖糖分分抽抽出出率率，，影影響響生生產產的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性。。采用用自自動動控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)，，按按設設定定榨榨蔗蔗量量自自動動計計量量及及自自動動控控制制進進入入榨榨機機的的進進蔗蔗量量、、按按進進蔗蔗量量自自動動控控制制榨榨機機陣陣列列的的轉轉速速、、按按進進蔗蔗量量自自動動控控制制滲滲透透水水的的流流量量、、對對榨榨機機軸軸溫溫自自動動監(jiān)監(jiān)測測等等，，能能夠夠達達到到輸輸蔗蔗帶帶自自動動調調速速均均衡衡進進蔗蔗、、均均衡衡用用電電、、均均衡衡出出蔗蔗渣渣（（供供鍋鍋爐爐做做燃燃料料））、、均均衡衡出出蔗蔗汁汁（（為為制制煉煉車車間間提提供供蔗蔗汁汁））的的要要求求。。3.1壓壓榨車間自動動控制系統(tǒng)采用自動控制制系統(tǒng)，與人人工操作相比比：來料不均勻時時，自動調整整輸送帶電機機轉速,達到到均勻進榨的的目的；一旦發(fā)生1#榨機扭矩超超出負荷限點點,自動減小小擋板開度,控制入料量量,從而對齒齒輪箱和榨機機起到保護作作用；自動調節(jié)后幾幾座榨機的轉轉速,保證固固定的料位高高度和通過榨榨機的蔗層厚厚度,使?jié)B透透過程均勻,其結果是負負荷平穩(wěn)并提提高抽出率和和減少蔗渣的的水分含量；；調節(jié)滲透水比比例、水溫和和混合汁液位位流量等,使使各榨機蔗層層均勻滲透水水能穩(wěn)定混合合汁錘度和泵泵送量；在維持榨機負負荷穩(wěn)定的前前提下,提高高了榨蔗量，，對提高經濟濟效益有促進進作用。3.1壓壓榨車間自動動控制系統(tǒng)通過工業(yè)控制制計算機、控控制器等構成成集散式控制制系統(tǒng)對糖廠廠澄清、蒸發(fā)發(fā)工段的工藝藝參數進行實實時采集，對對各工藝控制制點進行自動動控制保證了澄清、、蒸發(fā)工段的的生產工作安安全、均衡和和穩(wěn)定，為下下一道生產工工序（煮糖））得到穩(wěn)定錘錘度、溫度、、流量的粗糖糖漿提供保證證，為鍋爐能能提供合格的的高溫的蒸發(fā)發(fā)汽凝水，以以降低鍋爐燃燃料消耗，抑抑制蒸發(fā)“跑跑糖”現象，，有效地降低低蒸發(fā)排水的的COD值3.2澄澄清、蒸發(fā)工工段自動控制制系統(tǒng)澄清、蒸發(fā)自自動控制系統(tǒng)統(tǒng)的優(yōu)點:糖汁pH自動動控制系統(tǒng)，，提高測量與與控制的準確確度；提高糖漿錘度度測量精度，，保持±1°°Bx的精度度；準確測量真空空密封蒸發(fā)罐罐內物料的液液位；有效提高了各各效蒸發(fā)的效效能，系統(tǒng)抗抗干擾能力強強，控制精度度高，效果好好；簡便的手動/自動切換功功能，實現了了無擾動切換換；系統(tǒng)建立相應應的數學模型型和一系列控控制策略，實實現整個澄清清、蒸發(fā)工段段生產過程的的全自動控制制；管理人員實時時掌握現場狀狀況，大幅度度提高管理效效率；系統(tǒng)采用并發(fā)發(fā)事件驅動技技術，集計量量、控制、管管理為一體，，在線進行事事務性管理。。3.2澄澄清、蒸發(fā)工工段自動控制制系統(tǒng)采用的全自動動刮刀卸料上上懸式離心機機由電路、氣氣路、機械聯聯合全自動控控制在全自動程序序控制下，將將被分離的懸懸浮液物料注注入轉鼓內，，在高速旋轉轉時利用離心心力場的作用用將液體甩出出轉鼓外，而而固體顆粒則則被鋪設在轉轉鼓內的濾網網截流，完成成固-液分離離，固體晶粒粒通過刮刀徑徑向和軸向運運動將從轉鼓鼓壁上刮下，，完成卸料過過程，完成一一次分離周期期后，機器會會自動進行下下一次周期循循環(huán)，實現連連續(xù)全自動工工作3.3分分蜜工段自動動控制系統(tǒng)分蜜工段自動動控制系統(tǒng)優(yōu)優(yōu)點實現全自動控控制，降低人人為操作造成成糖品質量的的不穩(wěn)定性采用變頻調速速技術，節(jié)約約電能40%以上處理量大，循循環(huán)周期短，，易擴大制糖糖企業(yè)的生產產規(guī)模，效率率提高50%全密封的進料料和分離過程程，保證了糖糖品的衛(wèi)生要要求3.3分分蜜工段自動動控制系統(tǒng)鍋爐DCS自自控系統(tǒng)實現現了分散控制制和集中監(jiān)視視、操作和管管理，采用網網絡通信技術術，使得控制制與管理都具具實時性。系系統(tǒng)功能強大大，可以滿足足從簡單數據據采集到復雜雜的系統(tǒng)監(jiān)控控及保護等各各種需要鍋爐DCS控控制系統(tǒng)對鍋鍋爐的燃燒進進行全方位控控制，可以明明顯提高鍋爐爐的燃燒效率率，降低能耗耗，減少污染染的排放3.4鍋鍋爐、汽輪機機DCS自控控系統(tǒng)節(jié)水降耗閉合合循環(huán)用水處處理系統(tǒng)。環(huán)保型高價反反離子樹脂再再生等新技術術，實現糖業(yè)業(yè)高濃度廢水水全部回收利利用；水重復復利用率大于于95%，部部分企業(yè)實現現零取水。方案二：系統(tǒng)采取清濁濁分流、多級級循環(huán)、物化化分離、生物物凈化處理，，提高水的重重復利用率，，減輕外排負負擔，流程中中安裝在線監(jiān)監(jiān)測系統(tǒng)，實實行24小時時在線監(jiān)控，，工業(yè)用水重重復利用率達達到98％以以上制糖廢水生化化深度處理技技術及中水回回用控制系統(tǒng)統(tǒng)，中水經過過處理后可以以回用作為鍋鍋爐入爐水、、制糖工藝用用水、設備冷冷卻水、設備備沖洗用水或或直接排放2.1節(jié)節(jié)水減排控制制系統(tǒng)煉糖廠用鍋爐煙道氣代代替現行石灰灰窯氣（CO2）減少CO2排放，降低成成本甘蔗糖廠用鍋爐煙道氣代代替現行石灰灰窯氣（CO2）——半碳法制糖工工藝開發(fā)出以低二二氧化碳該量量的鍋爐煙道道氣（CO2含量8～12%）代替現現行石灰窯氣氣二氧化碳（（CO2含量30～35%）作為為澄清劑的強強制飽充新技技術。利用煙道氣代代替?zhèn)鹘y(tǒng)亞硫硫酸法糖廠澄澄清過程使用用的SO2，節(jié)省硫磺費費用，減少CO2排放。提高澄清效果果、產品產量量和質量，一一步法生產高高品質低硫蔗蔗糖。ong2.2鍋爐爐煙道氣利用用研發(fā)適合糖廠廠使用的低成成本煙道氣純純化技術對鍋爐進行節(jié)節(jié)能改造，增增加密閉性、、減少配風量量，過?？諝鈿庀禂涤?.8-2.0降低到1.5以下，煙煙道氣二氧化化碳含量由8-10%提提高到13%以上。引入富氧燃燒燒技術，提高高二氧化碳含含量5%左右右，將提高鍋鍋爐節(jié)能效益益與提高煙道道氣二氧化碳碳有機結合起起來，保證半半碳法工藝的的經濟、穩(wěn)定定運行。技術路線煙道氣利用及及半碳法制糖糖工藝技術路路線1、增加回收收率，減少回回煮量，純度度90一99%；2、減少耗汽汽量，降低成成本方案三：糖品品多元化一方面，整個蔗糖產業(yè)的規(guī)模和產量在穩(wěn)步擴大和發(fā)展；另一方面，整個產業(yè)的高值化支撐體系嚴重缺乏并急待提升。蔗糖產業(yè)發(fā)展展中存在的問問題傳統(tǒng)觀念：蔗蔗糖增加食物物甜味和熱量量。負面影響：高高血脂、高血血糖和肥胖、、齲齒等。功能糖品：糖糖品中的某些些成分具有調調節(jié)人體生理理活動、增強強免疫、延緩緩衰老、促進進康復等方面面的調節(jié)功能能。讓天然蔗糖發(fā)發(fā)揮更大優(yōu)勢勢蔗糖產品功能糖全新的口感與與功能保健安全增加利潤降血糖功能糖功能性蔗糖降降血糖的作用用研究連續(xù)飼喂四周周對正常家兔兔血糖值影響響。血糖值下降了了5.78%功能性蔗糖降降血糖的作用用研究需要引進和培培養(yǎng)兩化融合合復合型人才才要引進和培養(yǎng)養(yǎng)運用信息技技術能力強且且具備工業(yè)生生產經驗的復復合型人才，，同時建立和和完善信息化化培訓體系，，要多種途徑徑強化繼續(xù)教教育，形成制制度，不斷提提高領導干部部、管理人員員與職工的信信息文化素質質與水平開展節(jié)能減排排需要配置的的資源從目前的“集集成”階段，，到完成“優(yōu)優(yōu)化”階段。?？蚣軋D分三個個層次：生產產過程控制層層-PCS、、生產過程管管理層-MES、經營管管理層-ERP，實現真真正意義的管管控一體化。。PCS-ProcessControlSystem運行數據操作指令MES-ManufacturingExecutionSystem生產管理信息在線測量儀表、澄清自動控制、蒸發(fā)自動控制、煮糖自動控制…生產調度、生產統(tǒng)計、質量控制、原輔材料控制、設備安全控制生產狀況ERP-EnterpriseResourcePlanning采購管理、庫存管理、銷售管理、辦公管理、農務管理設備管理、客戶管理、成本管理、人事管理、財務管理數據挖掘與分析遠景目標是實實現糖廠管控控一體化四、預期效果果年處理100萬噸甘蔗示示范工程節(jié)能：折合標標煤1.46萬噸減排：年節(jié)水水570萬噸噸，年減排廢廢水500萬萬噸，COD0.2萬萬噸，CO211萬噸，SO2500噸增效：年新增增效益0.62億元謝謝！9、靜夜四無鄰鄰，荒居舊業(yè)業(yè)貧。。12月-2212月-22Wednesday,December28,202210、雨中黃葉葉樹，燈下下白頭人。。。20:33:3020:33:3020:3312/28/20228:33:30PM11、以我獨沈沈久，愧君君相見頻。。。12月-2220:33:3020:33Dec-2228-Dec-2212、故故人人江江海海別別，，幾幾度度隔隔山山川川。。。。20:33:3020:33:3020:33Wednesday,December28,202213、乍見翻疑夢夢，相悲各問問年。。12月-2212月-2220:33:3020:33:30December28,202214、他鄉(xiāng)鄉(xiāng)生白白發(fā)，，舊國國見青青山。。。28十十二二月20228:33:30下下午20:33:3012月月-2215、比不了得得就不比，，得不到的的就不要。。。。十二月228:33下下午12月-2220:33December28,202216、行動出出成果，，工作出出財富。。。2022/12/2820:33:3020:33:3028December202217、做前，能夠夠環(huán)視四周；；做時，你只只能或者最好好沿著以腳為為起點的射線線向前。。8:33:30下午8:33下下午20:33:3012月-229、沒有有失敗敗，只只有暫暫時停停止成成功??！。12月月-2212月月-22Wednesday,December28,202210、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有結結果果，，但但是是不不努努力力卻卻什什么么改改變變也也沒沒有有。。。。20:33:3020:33:3020:3312/28/20228:33:30PM11、成功功就是是日復復一日日那一一點點點小小小努力力的積積累。。。12月月-2220:33:3020:33Dec-2228-Dec-2212、世間間成事事，不不求其其絕對對圓滿滿，留留一份份不足足，可可得無無限完完美。。。20:33:3020:33:3020:33Wednesday,December28,202213、不不知知香香積積寺寺，，數數里里入入云云峰峰。。。。12月月-2212月月-2220:33:3020:33:30December28,202214、意志堅強的的人能把世界界放在手中像像泥塊一樣任任意揉捏。28十二月月20228:33:30下午20:33:3012月-2215、楚塞三三湘接，，荊門九九派通。。。。十二月228:33下午午12月-2220:33December28,202216、少年年十五五二十十時，，步行行奪得得胡馬馬騎。。。2022/12/2820:33:3020:33:3028December202217、空山山新雨雨后，，天氣氣晚來來秋。。。8:33:30下