制糖生产过程节能清洁生产关键技术XXXX

“十二五”制糖行业节能减排技术路线和环境保护2012.6.16华南理工大学于淑娟一、节能减排的意义二、节能减排的目标三、节能减排实施方案建议四、预期效果报告提纲一、节能减排的意义能源费用是制糖工业吨糖除糖料外的第二大成本2008/2009榨季，全国甘蔗糖厂平均标煤耗对蔗比5.5%，广西103家甘蔗糖厂平均标煤耗对蔗比5.08%，国内先进水平对蔗比4.0%以下欧美国家的甜菜糖厂和精炼糖厂的节能技术比较先进，丹麦DDS公司标煤耗对甜菜比约为3%糖业节能减排现状与形势糖业是我国万元工业产值能耗、水耗最高行业之一糖业年取水量约7亿吨，吨糖取水量45吨，水重复利用率70%；年废水排放量8亿吨，吨糖废水排放量53吨；COD年排放量32万吨，吨糖COD排放量21.5千克糖业每年排放到大气中的烟气量接近1500亿标准立方，其中CO2含量高达3000万吨，其中广西糖厂CO2排放量为1140万吨，占全国38%，位列全国第一位

一、糖业节能减排现状与形势一、糖业节能减排现状与形势糖业是我国每万元工业产值能耗最高的行业之一。万元GDP能耗2.1吨标煤，是全国平均的1.8倍糖业是我国废水和废弃物排放量最大的食品行业。在环保部公布的1811家重点废水污染源企业中，糖厂占142家；年排放废水约7亿吨，COD32.5万吨（占全国工业总排放6.4%），为COD排放最大的四大行业之一二、国内外现状分析能耗：国内糖厂在煮糖汽耗和全厂热力系统优化上远落后于发达国家。制糖工艺：发达国家普遍采用两步碳酸法生产高品质精糖，在美国，已有膜法制糖和生物澄清技术的示范工厂。我国甘蔗糖厂普遍采用亚硫酸法制糖工艺，需加入大量石灰、磷酸、二氧化硫、聚丙烯酰胺等化学助剂。水的循环利用：国外发达国家已实现制糖生产过程全闭合循环用水系统，无需补充新鲜水，即实现了零取水。为减少温室气体的排放，先进国家糖厂都用烟道气中的CO2澄清精炼糖厂的糖浆。甘蔗加工原糖汽耗3.2吨/原糖二步法炼糖厂汽耗4吨/原糖

如果过程控制优化可以节省汽耗2吨/原糖

“十二五”期间部分企业实现制糖生产全过程自动化控制，实现生产信息实时传送集团总部，进一步促进节能减排加大零取水零排放推广力度，带动其他企业；实现剩余蔗渣打包率对蔗比8.0%以上的目标（标煤耗对蔗比为4.2%以下

二、产业目标市场需求制糖生产过程节水控制系统

烟道气资源化利用控制系统

压榨车间DCS自控系统澄清、蒸发工段DCS自控系统

煮糖工段DCS自控系统

三、实施建议糖品多元化一：糖厂热能集中优化及控制系统糖厂蒸发过程热力模型研究与优化控制糖厂煮糖过程热力模型研究与自动控制制炼过程热力方案优化与生产能耗控制策略研究方案一：糖厂厂蒸蒸发发过过程程热热力力模模型型研研究究与与优优化化控控制制开发发具具有有防防垢垢功功能能的的糖糖浆浆锤锤度度在在线线检检测测仪仪表表，，保保证证糖糖浆浆锤锤度度准准确确稳稳定定测测量量，，建立立蒸蒸发发工工段段的的热热力力模模型型，，对对蒸蒸发发工工段段的的热热力力方方案案进进行行动动态态分分析析和和优优化化，，实实现现多多效效蒸蒸发发系系统统的的优优化化控控制制。。糖厂厂煮煮糖糖过过程程热热力力模模型型研研究究与与自自动动控控制制母液液过过饱饱和和度度控控制制技技术术，，解解决决煮煮糖糖自自动动控控制制中中的的主主要要难难题题。。同同时时对对糖糖液液温温度度、、锤锤度度、、粘粘度度及及煮煮糖糖罐罐料料位位，，真真空空度度、、蒸蒸汽汽压压力力等等参参量量进进行行测测控控，，实实现现煮煮糖糖自自动动控控制制，，减减少少热热能能损损耗耗，，缩缩短短煮煮糖糖时时间间。。建立立煮煮糖糖工工段段的的热热力力模模型型，，对对煮煮糖糖的的热热能能消消耗耗进进行行动动态态分分析析和和用用汽汽方方案案优优化化，，实实现现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线线测测量量糖糖膏膏母母液液的的浓浓度度，，使使过过饱饱和和度度指指标标能能够够准准确确测测控控，，突突破破制制约约煮煮糖糖自自动动控控制制的的技技术术瓶瓶颈颈。。煮糖糖过过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过过饱饱和和度度。。由由于于糖糖膏膏粘粘度度大大易易结结垢垢，，造造成成测测量量仪仪表表的的污污染染和和信信号号滞滞后后，，无无法法准准确确测测量量糖糖膏膏母母液液的的浓浓度度，，使使煮煮糖糖过过程程最最重重要要的的过过饱饱和和度度参参数数难难以以控控制制，，故故目目前前仍仍未未实实现现煮煮糖糖过过程程自自动动控控制制。。关键键技技术术采用用气气体体隔隔离离技技术术，，开开发发具具有有防防积积垢垢特特性性功功能能的的糖糖浆浆锤锤度度在在线线检检测测仪仪表表，，使使糖糖浆浆锤锤度度在在线线检检测测不不受受积积垢垢因因素素影影响响。。糖浆浆锤锤度度是是澄澄清清、、蒸蒸发发、、煮煮糖糖过过程程控控制制的的一一个个重重要要工工艺艺参参数数，，由由于于糖糖浆浆中中含含有有钙钙、、镁镁、、硅硅等等无无机机盐盐成成分分，，它它们们在在一一定定条条件件下下不不可可避避免免地地会会形形成成积积垢垢。。而而一一般般锤锤度度在在线线检检测测仪仪表表的的传传感感探探头头均均是是与与浆浆锤锤直直接接接接触触，，探探头头表表面面形形成成积积垢垢后后，，在在线线清清洗洗困困难难，，检检测测数数据据严严重重失失真真，，最最终终影影响响过过程程控控制制。。压榨榨过过程程甘甘蔗蔗入入料料的的均均匀匀程程度度直直接接影影响响生生产产安安全全和和糖糖分分抽抽出出率率，，影影响响生生产产的的稳稳定定性性。。采用用自自动动控控制制系系统统，，按按设设定定榨榨蔗蔗量量自自动动计计量量及及自自动动控控制制进进入入榨榨机机的的进进蔗蔗量量、、按按进进蔗蔗量量自自动动控控制制榨榨机机阵阵列列的的转转速速、、按按进进蔗蔗量量自自动动控控制制渗渗透透水水的的流流量量、、对对榨榨机机轴轴温温自自动动监监测测等等，，能能够够达达到到输输蔗蔗带带自自动动调调速速均均衡衡进进蔗蔗、、均均衡衡用用电电、、均均衡衡出出蔗蔗渣渣（（供供锅锅炉炉做做燃燃料料））、、均均衡衡出出蔗蔗汁汁（（为为制制炼炼车车间间提提供供蔗蔗汁汁））的的要要求求。。3.1压压榨车间自动动控制系统采用自动控制制系统，与人人工操作相比比：来料不均匀时时，自动调整整输送带电机机转速,达到到均匀进榨的的目的；一旦发生1#榨机扭矩超超出负荷限点点,自动减小小挡板开度,控制入料量量,从而对齿齿轮箱和榨机机起到保护作作用；自动调节后几几座榨机的转转速,保证固固定的料位高高度和通过榨榨机的蔗层厚厚度,使渗透透过程均匀,其结果是负负荷平稳并提提高抽出率和和减少蔗渣的的水分含量；；调节渗透水比比例、水温和和混合汁液位位流量等,使使各榨机蔗层层均匀渗透水水能稳定混合合汁锤度和泵泵送量；在维持榨机负负荷稳定的前前提下,提高高了榨蔗量，，对提高经济济效益有促进进作用。3.1压压榨车间自动动控制系统通过工业控制制计算机、控控制器等构成成集散式控制制系统对糖厂厂澄清、蒸发发工段的工艺艺参数进行实实时采集，对对各工艺控制制点进行自动动控制保证了澄清、、蒸发工段的的生产工作安安全、均衡和和稳定，为下下一道生产工工序（煮糖））得到稳定锤锤度、温度、、流量的粗糖糖浆提供保证证，为锅炉能能提供合格的的高温的蒸发发汽凝水，以以降低锅炉燃燃料消耗，抑抑制蒸发“跑跑糖”现象，，有效地降低低蒸发排水的的COD值3.2澄澄清、蒸发工工段自动控制制系统澄清、蒸发自自动控制系统统的优点:糖汁pH自动动控制系统，，提高测量与与控制的准确确度；提高糖浆锤度度测量精度，，保持±1°°Bx的精度度；准确测量真空空密封蒸发罐罐内物料的液液位；有效提高了各各效蒸发的效效能，系统抗抗干扰能力强强，控制精度度高，效果好好；简便的手动/自动切换功功能，实现了了无扰动切换换；系统建立相应应的数学模型型和一系列控控制策略，实实现整个澄清清、蒸发工段段生产过程的的全自动控制制；管理人员实时时掌握现场状状况，大幅度度提高管理效效率；系统采用并发发事件驱动技技术，集计量量、控制、管管理为一体，，在线进行事事务性管理。。3.2澄澄清、蒸发工工段自动控制制系统采用的全自动动刮刀卸料上上悬式离心机机由电路、气气路、机械联联合全自动控控制在全自动程序序控制下，将将被分离的悬悬浮液物料注注入转鼓内，，在高速旋转转时利用离心心力场的作用用将液体甩出出转鼓外，而而固体颗粒则则被铺设在转转鼓内的滤网网截流，完成成固-液分离离，固体晶粒粒通过刮刀径径向和轴向运运动将从转鼓鼓壁上刮下，，完成卸料过过程，完成一一次分离周期期后，机器会会自动进行下下一次周期循循环，实现连连续全自动工工作3.3分分蜜工段自动动控制系统分蜜工段自动动控制系统优优点实现全自动控控制，降低人人为操作造成成糖品质量的的不稳定性采用变频调速速技术，节约约电能40%以上处理量大，循循环周期短，，易扩大制糖糖企业的生产产规模，效率率提高50%全密封的进料料和分离过程程，保证了糖糖品的卫生要要求3.3分分蜜工段自动动控制系统锅炉DCS自自控系统实现现了分散控制制和集中监视视、操作和管管理，采用网网络通信技术术，使得控制制与管理都具具实时性。系系统功能强大大，可以满足足从简单数据据采集到复杂杂的系统监控控及保护等各各种需要锅炉DCS控控制系统对锅锅炉的燃烧进进行全方位控控制，可以明明显提高锅炉炉的燃烧效率率，降低能耗耗，减少污染染的排放3.4锅锅炉、汽轮机机DCS自控控系统节水降耗闭合合循环用水处处理系统。环保型高价反反离子树脂再再生等新技术术，实现糖业业高浓度废水水全部回收利利用；水重复复利用率大于于95%，部部分企业实现现零取水。方案二：系统采取清浊浊分流、多级级循环、物化化分离、生物物净化处理，，提高水的重重复利用率，，减轻外排负负担，流程中中安装在线监监测系统，实实行24小时时在线监控，，工业用水重重复利用率达达到98％以以上制糖废水生化化深度处理技技术及中水回回用控制系统统，中水经过过处理后可以以回用作为锅锅炉入炉水、、制糖工艺用用水、设备冷冷却水、设备备冲洗用水或或直接排放2.1节节水减排控制制系统炼糖厂用锅炉烟道气代代替现行石灰灰窑气（CO2）减少CO2排放，降低成成本甘蔗糖厂用锅炉烟道气代代替现行石灰灰窑气（CO2）——半碳法制糖工工艺开发出以低二二氧化碳该量量的锅炉烟道道气（CO2含量8～12%）代替现现行石灰窑气气二氧化碳（（CO2含量30～35%）作为为澄清剂的强强制饱充新技技术。利用烟道气代代替传统亚硫硫酸法糖厂澄澄清过程使用用的SO2，节省硫磺费费用，减少CO2排放。提高澄清效果果、产品产量量和质量，一一步法生产高高品质低硫蔗蔗糖。ong2.2锅炉炉烟道气利用用研发适合糖厂厂使用的低成成本烟道气纯纯化技术对锅炉进行节节能改造，增增加密闭性、、减少配风量量，过剩空气气系数由1.8-2.0降低到1.5以下，烟烟道气二氧化化碳含量由8-10%提提高到13%以上。引入富氧燃烧烧技术，提高高二氧化碳含含量5%左右右，将提高锅锅炉节能效益益与提高烟道道气二氧化碳碳有机结合起起来，保证半半碳法工艺的的经济、稳定定运行。技术路线烟道气利用及及半碳法制糖糖工艺技术路路线1、增加回收收率，减少回回煮量，纯度度90一99%；2、减少耗汽汽量，降低成成本方案三：糖品品多元化一方面，整个蔗糖产业的规模和产量在稳步扩大和发展；另一方面，整个产业的高值化支撑体系严重缺乏并急待提升。蔗糖产业发展展中存在的问问题传统观念：蔗蔗糖增加食物物甜味和热量量。负面影响：高高血脂、高血血糖和肥胖、、龋齿等。功能糖品：糖糖品中的某些些成分具有调调节人体生理理活动、增强强免疫、延缓缓衰老、促进进康复等方面面的调节功能能。让天然蔗糖发发挥更大优势势蔗糖产品功能糖全新的口感与与功能保健安全增加利润降血糖功能糖功能性蔗糖降降血糖的作用用研究连续饲喂四周周对正常家兔兔血糖值影响响。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进和培培养两化融合合复合型人才才要引进和培养养运用信息技技术能力强且且具备工业生生产经验的复复合型人才，，同时建立和和完善信息化化培训体系，，要多种途径径强化继续教教育，形成制制度，不断提提高领导干部部、管理人员员与职工的信信息文化素质质与水平开展节能减排排需要配置的的资源从目前的“集集成”阶段，，到完成“优优化”阶段。。框架图分三个个层次：生产产过程控制层层-PCS、、生产过程管管理层-MES、经营管管理层-ERP，实现真真正意义的管管控一体化。。PCS-ProcessControlSystem运行数据操作指令MES-ManufacturingExecutionSystem生产管理信息在线测量仪表、澄清自动控制、蒸发自动控制、煮糖自动控制…生产调度、生产统计、质量控制、原辅材料控制、设备安全控制生产状况ERP-EnterpriseResourcePlanning采购管理、库存管理、销售管理、办公管理、农务管理设备管理、客户管理、成本管理、人事管理、财务管理数据挖掘与分析远景目标是实实现糖厂管控控一体化四、预期效果果年处理100万吨甘蔗示示范工程节能：折合标标煤1.46万吨减排：年节水水570万吨吨，年减排废废水500万万吨，COD0.2万万吨，CO211万吨，SO2500吨增效：年新增增效益0.62亿元谢谢！9、静夜四无邻邻，荒居旧业业贫。。12月-2212月-22Wednesday,December28,202210、雨中黄叶叶树，灯下下白头人。。。20:33:3020:33:3020:3312/28/20228:33:30PM11、以我独沈沈久，愧君君相见频。。。12月-2220:33:3020:33Dec-2228-Dec-2212、故故人人江江海海别别，，几几度度隔隔山山川川。。。。20:33:3020:33:3020:33Wednesday,December28,202213、乍见翻疑梦梦，相悲各问问年。。12月-2212月-2220:33:3020:33:30December28,202214、他乡乡生白白发，，旧国国见青青山。。。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、行动出出成果，，工作出出财富。。。2022/12/2820:33:3020:33:3028December202217、做前，能够够环视四周；；做时，你只只能或者最好好沿着以脚为为起点的射线线向前。。8:33:30下午8:33下下午20:33:3012月-229、没有有失败败，只只有暂暂时停停止成成功！！。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结结果果，，但但是是不不努努力力却却什什么么改改变变也也没没有有。。。。20:33:3020:33:3020:3312/28/20228:33:30PM11、成功功就是是日复复一日日那一一点点点小小小努力力的积积累。。。12月月-2220:33:3020:33Dec-2228-Dec-2212、世间间成事事，不不求其其绝对对圆满满，留留一份份不足足，可可得无无限完完美。。。20:33:3020:33:3020:33Wednesday,December28,202213、不不知知香香积积寺寺，，数数里里入入云云峰峰。。。。12月月-2212月月-2220:33:3020:33:30December28,202214、意志坚强的的人能把世界界放在手中像像泥块一样任任意揉捏。28十二月月20228:33:30下午20:33:3012月-2215、楚塞三三湘接，，荆门九九派通。。。。十二月228:33下午午12月-2220:33December28,202216、少年年十五五二十十时，，步行行夺得得胡马马骑。。。2022/12/2820:33:3020:33:3028December202217、空山山新雨雨后，，天气气晚来来秋。。。8:33:30下