[发明专利]利用锅炉烟道气分段式碳酸饱充生成碳酸钙澄清粗糖液的方法

说明书

本发明公开了利用锅炉烟道气分段式碳酸饱充形成碳酸钙澄清粗糖液的方法，包括如下步骤：先在粗糖液中加入碳酸氢钙饱和溶液，然后加入适量的蔗糖一钙溶液，通过碳酸氢钙与蔗糖一钙反应先生成大量碳酸钙吸附粗糖液中的非糖分杂质后，通入适量含CO₂的锅炉烟道气与未反应的蔗糖一钙中有效CaO反应生成碳酸钙来调整糖液的pH范围。本发明可解决应用烟道气CO₂过程中存在的纯度低、浓度波动大和吸收率低的关键问题；可减少锅炉烟道气饱充糖液的时间和起泡量；生成质量优的碳酸钙，可有效吸附糖液中的非糖分杂质；能减少烟道气中CO₂的排放量，保护生态环境；能降低企业成本，提高经济效益。

技术领域

本发明涉及一种工业化制糖及环保领域，特别涉及一种利用锅炉烟道气分段式碳酸饱充生成碳酸钙澄清粗糖液的方法。

背景技术

制糖行业在我国是涉及国计民生的重要行业，也是我国食品工业重点发展的九大行业之一。糖是绝大多数食品的原料，价格波动对CPI影响很大，为此，国家自1991年开始专门建立了食糖战略储备，保障食糖安全。糖料是世界农业的大宗经济作物之一，也是我国农业仅次于棉花、食用油料的大宗经济作物，我国是世界第三大产糖国和第二大食糖消费国。糖业也是拉动欠发达地区经济建设、4000万糖农脱贫致富的重要产业。糖业的发展是关系欠发达地区经济发展、脱贫、生活水平提高和社会安定的大问题。

制糖行业同时是我国废弃物排放量最大的食品行业，2012/2013榨季排放烟道气1100亿标准立方，二氧化碳2600万吨。我国甘蔗糖厂多数采用亚硫酸法制糖工艺，由于亚硫酸对色素的还原漂白作用不稳定，糖品久放返色，灰分、不溶物杂质含量高，产品含硫量在20mg/kg以上(国家标准GB317-2006规定一级白砂糖含硫量≤30mg/kg)，与发达国家精制糖品含硫量小于6mg/kg的标准尚有很大差距，影响糖品安全。重污染、产品质量差等已成为影响甘蔗制糖行业生存与可持续发展的瓶颈问题。

原糖溶解的或从甜菜或甘蔗等原料中提取的粗糖液含有2-20％的杂质，制糖企业利用传统的碳酸饱充工艺澄清的糖液经过结晶操作单元所得糖产品，其纯度高、色泽低。而传统碳酸饱充工艺中用到的澄清剂二氧化碳主要是通过在石灰窑内煅烧石灰石制备得到。此外，煅烧制得的二氧化碳除一部分被作为澄清剂使用外，其余全部排向大气。另一方面，制糖企业的锅炉燃烧煤、原油、天然气、废弃纤维等燃料后，经过简单的水膜洗除尘除渣处理，烟气仍然含有CO₂和N₂及O₂等气体成分，其中CO₂的含量为7-12％(体积百分比)，直接排放到大气，既浪费资源又污染环境。因此如何充分资源化循环利用烟道气中二氧化碳，是目前制糖企业需要解决的一个重要科技问题。

发达国家糖厂由于采用节能高压锅炉，烟道气二氧化碳含量在14％以上，烟道气精制糖浆已广泛应用于采用原糖作原料的精炼糖厂。将低浓度烟道气用于难度更大的一步法耕地白糖生产，加之国内大部分糖厂为80年代中低压锅炉，烟道气二氧化碳浓度只有7-12％，且波动大、吸收率低，影响制糖工艺经济及稳定运行。

自发现制糖澄清工艺碳酸饱充法以来，人们对其应用及相关研究已有100多年的历史。应用锅炉烟道气澄清糖液已吸引了业内人士的广泛关注。中国发明专利ZL201410088309.0权利要求2和6中公布了利用CO₂制备碳酸氢钙与单宁反应澄清糖液。中国发明专利ZL 201210458659.2公布了一种锅炉烟气的二氧化碳吸收、活化方法及其应用。专利US2005229813A1权利要求中提及了粗甘蔗汁加入蔗糖钙，通过通入二氧化碳生成碳酸钙澄清糖液。上述专利技术主要利用的是蔗糖钙与二氧化碳反应或者在糖液中过饱充氢氧化钙与氢氧化钙反应制备碳酸钙，工艺复杂，成本高，且不能保证加入碳酸氢钙量的稳定性和可控性，还不能解决应用锅炉烟道气饱充澄清糖液过程中存在二氧化碳纯度低、浓度波动大和吸收率低等共性关键问题。

发明内容