專利名稱：一種制糖高效飽充裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于制糖生產的糖漿清凈裝置技術領域，具體地說涉及一種制糖高效飽充裝置。
背景技術：
飽充是碳酸法制糖的關鍵技術，實施飽充的設備稱為飽充裝置，一般由飽充罐，糖汁迸/出入系統和ニ氧化碳鼓泡系統組成。現各糖廠使用的飽充裝置，基本上是基于兩相流的原理和規范設計，存在飽充時 間長，ニ氧化碳的利用率低的不足，甚至有的エ廠ニ氧化碳的利用率僅達25%。經制糖企業多年的改進，飽充罐増加了循環，可使清凈效率達28. 31%，ニ氧化碳的利用率達63%，但停留時間仍要10分鐘以上，飽充氣液比達30，用氣量大。其原因是所采用的液體循環升力全由飽充氣體提供，在多管鼓泡時又要防止鼓泡氣管ロ堵塞，一般采用較大口徑的鼓泡管，生成的氣泡大，提供的升力小，致三相反應的轉移系數Kla值低。國內現使用的制糖飽充裝置，因氣泡提供的升力小，都沒采用塔板技術提高轉移系數Kla值。專利200520220758. 8提出增加塔板，也囿于提升動カ小，過板流速小，效果不明顯難以采用。國外有使用塔板的制糖飽充裝置，但其塔板不在液相內，需泵提升液進入塔板實現氣液逆流接觸，泵的循環量極大，能耗高。國外有采用小孔鼓泡以提高轉移系數Kla值的制糖飽充裝置。用純ニ氧化碳鼓泡，其利用率可達100%，但小孔易結垢堵塞，需定期酸洗。國內有仿制丹麥的制糖飽充裝置的報導。丹麥的制糖飽充裝置在鼓泡管上使用了清垢器防垢堵塞，但其外循環的泵提升量為400%，仍不足以滿足三相反應器的需要。若加大循環量滿足反應的需要(循環比大于20)，則泵的流量過大，設備大、動カ消耗大。并且，其熱灰汁直接進入循環井，當堿度1000 1500mgCa0/L時，ニ氧化碳吸收困難，產生泡沬多，易生成粘稠狀的糖鹽影響過濾。為了避免生成粘稠狀的糖鹽，有設計將高堿度的灰汁先行與槽內低堿度的飽充汁混合，降低高灰汁堿度。但其稀釋過程極慢，難以達到預期的效果。本發明的內容本發明的目的是提供一種制糖高效飽充裝置，以滿足碳酸法制糖糖汁清凈質量高、ニ氧化碳利用率高和停留時間短的要求。本發明解決上述技術問題的技術方案如下。I. 一種制糖高效飽充裝置，主要由反應罐、推流機和帶清垢裝置的ニ氧化碳布氣頭三大部分組成。I)反應罐為三相反應罐，主要由排廢氣管、集氣罩、外筒體和內筒體組成內筒體內與外筒體內均設置有多層水平塔板；反應罐上方設置有集氣罩，集氣罩內設有擋沬板，排廢氣管連接在集氣罩上；在反應罐上方的液位內沿反應罐的圓周壁上均勻設置多條出液管；在內筒體上方液位內沿反應罐的圓周壁上均勻設置多條進液管；在反應罐下方沿反應罐的圓周壁上均勻設置多個帶清垢裝置的ニ氧化碳布氣頭；在反應罐底的中部設置防堆集中心錐。2)推流機置于內筒體的液面與擋沬板之間，推流機的電動機設置于液體之外，推流機的葉輪伸入于液體之中，推流機的作用是使外筒體內液體上升、內筒體內液體下降形成循環。3)帶清垢裝置的ニ氧化碳布氣頭，為三通狀三通的垂直管為ニ氧化碳氣進ロ ；三通的水平管的一端安裝清垢裝置的控制系統，三通的水平管的另一端是清垢裝置，伸入反應罐內、管端頭封閉、管內設有刀盤、管壁上設有平行于管軸線的布氣槽。上述反應罐通過進液管進入內筒體的富鈣液與從外筒體進入內筒體的貧鈣液混合稀釋后，鈣溶解量小于1000mgCa0/L。上述反應罐其內外筒體間物料上升的流速和內筒體內物料下降的流速為O. 3m/s L Om/ s。 上述多層水平塔板為任何不易積垢的高效塔板，優選垂直蜂窩板或垂直網格板，垂直蜂窩板或垂直網格塔板孔徑為15mmX 15mm IOOmmX 100mm,壁厚Imm IOmm,塔板厚15mm 100mm,優選孔徑25mmX 25mm 50_X 50mm,壁厚小于5mm,塔板厚25 50mm,塔板間距為300mm 500mm。上述推流機的推流葉輪選開式葉輪，控制物料在罐內每循環一周的時間為8s 12s0上述帶清垢裝置的ニ氧化碳布氣頭為多個帶清垢裝置的ニ氧化碳布氣頭，各布氣頭沿反應罐的圓周壁布置，各布氣頭的間距不大于lm。其中所述ニ氧化碳布氣頭的布氣槽為2 4條,槽寬不小于3mm,布氣槽的氣速為12m/s 16m/s ;所述清垢裝置前端為卡入布氣槽中可沿布氣槽前后滑動的刀盤，后端為拉動刀盤前后運動的清垢裝置的控制系統；所述清垢裝置的控制系統可為手動、電動、氣動或液壓統。本發明的有益效果I.因高灰糖汁進入飽充裝置，在內筒體內可快速稀釋至1000mgCa0/L以下，不易生成粘稠狀的蔗糖鹽和泡沫。2.糖汁每循環一周的時間約為8 12秒。在滿足高灰稀釋的條件下，物料于飽充裝置中的總停留時間可控制于小于6分鐘，可滿足糖汁高速清浄的要求，并且飽充汁好過濾。3.在推流機的作用下，糖汁在裝置內的流速大，在塔板的幫助下處于完全混合狀態，氣-液反應和固-液反應的轉移系數Kla值都較大，生成碳酸鈣細，碳酸鈣吸附膠體、色素的效果好，ニ氧化碳的利用率高。4.因清垢裝置對布氣槽定期清掃，可解決使用窄槽鼓小氣泡易堵塞的問題，保證飽充裝置能連續穩定地工作，布氣效果好。5.采用推流機控制物料流速，不但節能，還解決了糖汁循環配套泵難的問題。6.本飽充裝置僅需ー個飽充罐可連續工作，系統簡潔，投資小。


圖I是本發明的制糖高效飽充罐結構示意圖；圖2是本發明帶清垢裝置的ニ氧化碳布氣頭結構示意圖。圖中三相反應罐1，推流機2，帶清垢裝置的ニ氧化碳布氣頭3，外筒體4、內筒體5，多層水平塔板6，防堆集中心錐7，進液管8，出液管9，集氣罩10，擋沬板11，排廢氣管12，刀盤13，清垢裝置的控制系統14，布氣槽15。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進ー步的說明。本發明ー種制糖高效飽充裝置結構如圖I、圖2所示，一種制糖高效飽充裝置，主要由反應罐I、推流機2和帶清垢裝置的ニ氧化碳布氣頭3三大部分組成。I.反應罐I為三相反應罐，主要由排廢氣管12、集氣罩10、外筒體4和內筒體5組 成內筒體5內與外筒體4內均設置有多層水平塔板6 ;反應罐I上方設置有集氣罩10，集氣罩10內設有擋沬板11，排廢氣管12連接在集氣罩10上；在反應罐I上方的液位內沿反應罐的圓周壁上均勻設置多條出液管9 ;在內筒體5上方液位內沿反應罐I的圓周壁上均勻設置多條進液管8 ;在反應罐I下方沿反應罐的圓周壁上均勻設置多個帶清垢裝置的ニ氧化碳布氣頭3 ;在反應罐I底的中部設置防堆集中心錐7。2.推流機2置于內筒體5的液面與擋沬板11之間，推流機2的電動機設置于液體之外，推流機2的葉輪伸入于液體之中，推流機2的作用是使外筒體5內液體上升、內筒體4內液體下降形成循環。3.帶清垢裝置的ニ氧化碳布氣頭3，為三通狀三通的垂直管為ニ氧化碳氣進ロ ；三通的水平管的一端安裝清垢裝置的控制系統14，三通的水平管的另一端是清垢裝置，イ申入反應罐I內、管端頭封閉、管內設有刀盤13、管壁上設有平行于管軸線的布氣槽15。上述反應罐I通過進液管8進入內筒體5的富鈣液與從外筒體4進入內筒體5的貧鈣液混合稀釋后，鈣溶解量小于1000mgCa0/L。上述反應罐I其內外筒體間物料上升的流速和內筒體內物料下降的流速為O. 3m/s L Om/ s。上述多層水平塔板6為任何不易積垢的高效塔板，優選垂直蜂窩板或垂直網格板，垂直蜂窩板或垂直網格塔板孔徑為15mmX15mm IOOmmX 100mm,壁厚Imm IOmm,塔板厚15_ 100mm,優選孔徑25mmX 25mm 50_X 50mm,壁厚小于5mm,塔板厚25 50mm,塔板間距為300_ 500mm。上述推流機2的推流葉輪選開式葉輪，控制物料在罐內每循環一周的時間為8s 12s0上述帶清垢裝置的ニ氧化碳布氣頭3為多個帶清垢裝置的ニ氧化碳布氣頭，各布氣頭沿反應罐I的圓周壁布置，各布氣頭的間距不大于lm。其中所述ニ氧化碳布氣頭3的布氣槽15為2 4條，槽寬不小于3mm,布氣槽的氣速為12m/s 16m/s ;所述清垢裝置前端為卡入布氣槽15中可沿布氣槽15前后滑動的刀盤13，后端為拉動刀盤13前后運動的清垢裝置的控制系統14 ;所述清垢裝置的控制系統14可為手動、電動、氣動或液壓統。實施例按處理糖汁5000m3/d，加入氧化鈣的量I. 3%，飽充后含氧化鈣O. 06%計。I、將糖汁中的堿度稀釋至O. 1%所需的稀釋倍率可計得為30。2、氧化鈣的加入量為 65000kg/d,折合為 1160. 71kg_mol/d。3、當ニ氧化碳的利用率為90%吋，需飽充的ニ氧化碳量為1289. 68kg-mol/d (忽略飽充后的殘余氧化鈣)。折合為28888. 89Hm3/d。按窯氣中二氧化碳含量30%計，需窯氣量96296. 3Hm3/d。4、每秒鐘進入飽充裝置的糖汁為O. 0579m3/s，帶入氧化鈣O. 7523kg/s，需飽充的窯氧 I. 1145H m3/so
5、窯氣入飽充罐后的體積，按罐內循環液溫度90°C，進ロ處壓カO. 142Mpa計，為I. 0436m3/s。6、因在合適的條件下，ニ氧化碳與氧化鈣反應生成碳酸鈣不需5秒鐘即可完成；氧化鈣吸附膠體、色素的時間則較長。控制飽充罐物料ー個循環為上升、下降各5秒。30個循環后糖汁完成飽充排出飽充系統，飽充停留時間為10sX30循環=300s7、飽充罐計算進入三相反應罐的內筒體的物料體積大于 V內=(O. 0579X3lm3/s) X5 = 8. 98m3防堆集中心錐的直徑取2m，高度lm，其體積為Vil= (O. 78 5 X 42) X 1/3 = 4. 19m3取三相反應罐內液位高度為4m，計得三相反應罐內筒直徑為2m。內筒體與外筒體間上升的物料體積，為出內筒體的糖汁體積與入飽充罐窯氣體積之和V外=[(O. 0579X31m3/s)+l. 0436m3/s] X5 = 14. 19m3計得外筒直徑為4. 70m。8、ニ氧化碳布氣頭計算窯氧I. 1145H m3/s。進氣溫度50°C，進ロ處壓カO. 042Mpa (絕壓)計為O. 93m3/S。分為20組,進氣流速控制為6m/s。進氣管直徑為102mm, ニ氧化碳布氣頭上開寬3mm,長1300mm的布氣槽2條。
權利要求
1.一種制糖高效飽充裝置，其特征在于，裝置主要由反應罐、推流機和帶清垢裝置的二氧化碳布氣頭三大部分組成； 1)反應罐為三相反應罐，主要由排廢氣管、集氣罩、外筒體和內筒體組成內筒體內與外筒體內均設置有多層水平塔板；反應罐上方設置有集氣罩，集氣罩內設有擋沬板，排廢氣管連接在集氣罩上；在反應罐上方的液位內沿反應罐的圓周壁上均勻設置多條出液管；在內筒體上方液位內沿反應罐的圓周壁上均勻設置多條進液管；在反應罐下方沿反應罐的圓周壁上均勻設置多個帶清垢裝置的二氧化碳布氣頭；在反應罐底的中部設置防堆集中心錐； 2)推流機置于內筒體的液面與擋沬板之間，推流機的電動機設置于液體之外，推流機的葉輪伸入于液體之中，推流機的作用是使外筒體內液體上升、內筒體內液體下降形成循環； 3)帶清垢裝置的二氧化碳布氣頭，為三通狀三通的垂直管為二氧化碳氣進口；三通的水平管的一端安裝清垢裝置的控制系統，三通的水平管的另一端是清垢裝置，伸入反應 罐內、管端頭封閉、管內設有刀盤、管壁上設有平行于管軸線的布氣槽。
2.權利要求I所述的制糖高效飽充裝置，其特征在于，所述反應罐通過進液管進入內筒體的富鈣液與從外筒體進入內筒體的貧鈣液混合稀釋后，鈣溶解量小于1000mgCa0/L。
3.權利要求I所述的制糖高效飽充裝置，其特征在于，所述反應罐其內外筒體間物料上升的流速和內筒體內物料下降的流速為0. 3m/s I. Om/so
4.權利要求I所述制糖高效飽充裝置，其特征在于，所述多層水平塔板為任何不易積垢的高效塔板，本發明選垂直蜂窩板或垂直網格板，垂直蜂窩板或垂直網格塔板孔徑為1 5mmX 15mm IOOmmX 10Omm,壁厚1_ IOmm,塔板厚15_ 100mm,本發明選孔徑25mmX 25mm 50mmX 50mm,壁厚小于5mm,塔板厚25 50mm,塔板間距為300mm 500mm。
5.權利要求I所述的制糖高效飽充裝置，其特征在于，所述推流機的推流葉輪選開式葉輪，控制物料在罐內每循環一周的時間為8s 12s。
6.權利要求I所述制糖高效飽充裝置，其特征在于，所述帶清垢裝置的二氧化碳布氣頭為多個帶清垢裝置的二氧化碳布氣頭，各布氣頭沿反應罐的圓周壁布置，各布氣頭的間距不大于Im ； 其中所述二氧化碳布氣頭的布氣槽為2 4條,槽寬不小于3mm,布氣槽的氣速為12m/s 16m/s ;所述清垢裝置前端為卡入布氣槽中可沿布氣槽前后滑動的刀盤，后端為拉動刀盤前后運動的清垢裝置的控制系統；所述清垢裝置的控制系統可為手動、電動、氣動或液壓統。
全文摘要
本發明公開一種制糖高效飽充裝置，主要由反應罐、推流機和帶清垢裝置的二氧化碳布氣頭組成。糖汁連續進入反應罐，經罐內稀釋后飽充脫色、脫膠，連續排出反應罐。推流機控制罐內物流的循環，塔板的使用提高了交換效率，帶清垢裝置的二氧化碳布氣頭均勻布氣，并可解決進氣管易堵塞的問題。本裝置除膠脫色效果好，二氧化碳利用率高，物料停留時間短，不易產生泡沬和粘稠狀的糖鹽。
文檔編號C13B20/06GK102732644SQ20121025755
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月24日 優先權日2012年7月24日
發明者扈勝祿, 李堅斌 申請人:廣西大學