制糖行业节能减排技术路线和环境保护(1).pptx

十二五制糖行业节能减排技术路线和环境保护十二五制糖行业节能减排技术路线和环境保护2021.6.16华南理工大学华南理工大学于淑娟于淑娟一、节能减排的意义一、节能减排的意义二、节能减排的二、节能减排的目标目标三、三、节能减排节能减排实施方案建议实施方案建议 四、预期效果四、预期效果报告提纲报告提纲一、节能减排的意义一、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本钱能源费用是制糖工业吨糖除糖料外的第二大本钱2021/20212021/2021榨季，全国甘蔗糖厂平均标煤耗对蔗比榨季，全国甘蔗糖厂平均标煤耗对蔗比5.5%5.5%，广西广西103103家甘蔗糖厂平均标煤耗对蔗比家甘蔗糖厂平均标煤耗对蔗比5.08%5.08%，国内先进，国内先进水平对蔗比水平对蔗比4.0% 4.0% 以下以下 欧美国家的甜菜糖厂和精炼糖厂的节能技术比较先进，欧美国家的甜菜糖厂和精炼糖厂的节能技术比较先进，丹麦丹麦DDSDDS公司标煤耗对甜菜比约为公司标煤耗对甜菜比约为3%3%糖业节能减排现状与形势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糖业年取水量约7 7亿吨，吨糖取水量亿吨，吨糖取水量4545吨，水重复利吨，水重复利用率用率70%70%；年废水排放量；年废水排放量8 8亿吨，吨糖废水排放量亿吨，吨糖废水排放量5353吨；吨；CODCOD年排放量年排放量3232万吨，吨糖万吨，吨糖CODCOD排放量排放量21.521.5千克千克糖业每年排放到大气中的烟气量接近糖业每年排放到大气中的烟气量接近15001500亿标准立方，亿标准立方，其中其中COCO2 2含量高达含量高达30003000万吨，其中万吨，其中广西糖厂广西糖厂COCO2 2排放量排放量为为11401140万吨，占全国万吨，占全国38%38%，位列全国第一位，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。

糖业是我国每万元工业产值能耗最高的行业之一万元万元GDP能耗能耗2.1吨标煤，是全国平均的吨标煤，是全国平均的1.8倍倍糖业是我国废水和废弃物排放量最大的食品行业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在环保部公布的1811家重点废水污染源企业中，糖家重点废水污染源企业中，糖厂占厂占142家；家；年排放废水约年排放废水约7亿吨，亿吨，COD32.5万吨占全国工业总万吨占全国工业总排放排放6.4%，为，为COD排放最大的四大行业之一排放最大的四大行业之一二、国内外现状分析二、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兴旺国家后于兴旺国家制糖工艺：兴旺国家普遍采用两步碳酸法生产高品质精制糖工艺：兴旺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，需参加大量我国甘蔗糖厂普遍采用亚硫酸法制糖工艺，需参加大量石灰、磷酸、二氧化硫、聚丙烯酰胺等化学助剂石灰、磷酸、二氧化硫、聚丙烯酰胺等化学助剂。

水的循环利用：国外兴旺国家已实现制糖生产过程全闭水的循环利用：国外兴旺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为减少温室气体的排放，先进国家糖厂都用烟道气中的CO2CO2澄清精炼糖厂的糖浆澄清精炼糖厂的糖浆甘蔗加工原糖汽耗甘蔗加工原糖汽耗 3.2吨吨 /原糖原糖 二步法炼糖厂汽耗二步法炼糖厂汽耗 4吨吨 /原糖原糖 如果过程控制优化可以节省汽耗如果过程控制优化可以节省汽耗 2吨吨 /原糖原糖 “ “十二五十二五期间局部企业实现制糖生产全过程自动化期间局部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余蔗渣打包率对蔗比8.0%8.0%以上的目标标煤耗对蔗以上的目标标煤耗对蔗比为比为4.2%4.2%以下以下 二、产业目标二、产业目标市场需求市场需求制糖生产过制糖生产过程节水控制程节水控制系统系统 烟道气资源化烟道气资源化利用控制系统利用控制系统 压榨车间压榨车间DCS自控系统自控系统澄清、蒸发工段澄清、蒸发工段DCS自控系统自控系统 煮糖工段煮糖工段DCS自控系统自控系统 三、三、实施建议实施建议糖品多元化糖品多元化一：糖厂热能集中优化及控制系统一：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制炼过程热力方案优化与生产能耗控制策略研究方案一：方案一：v糖厂蒸发过程热力模型研究与优化控制糖厂蒸发过程热力模型研究与优化控制开发具有防垢功能的糖浆锤度检测仪表，保证糖浆锤开发具有防垢功能的糖浆锤度检测仪表，保证糖浆锤度准确稳定测量，度准确稳定测量， 建立蒸发工段的热力模型，对蒸发工段的热力方案进行动建立蒸发工段的热力模型，对蒸发工段的热力方案进行动态分析和优化，实现多效蒸发系统的优化控制。

态分析和优化，实现多效蒸发系统的优化控制 v糖厂煮糖过程热力模型研究与自动控制糖厂煮糖过程热力模型研究与自动控制 母液过饱和度控制技术，解决煮糖自动控制中的主要难母液过饱和度控制技术，解决煮糖自动控制中的主要难题同时对糖液温度、锤度、粘度及煮糖罐料位，真空度、题同时对糖液温度、锤度、粘度及煮糖罐料位，真空度、蒸汽压力等参量进行测控，实现煮糖自动控制，减少热能蒸汽压力等参量进行测控，实现煮糖自动控制，减少热能损耗，缩短煮糖时间损耗，缩短煮糖时间 建立煮糖工段的热力模型，对煮糖的热能消耗进行动态建立煮糖工段的热力模型，对煮糖的热能消耗进行动态分析和用汽方案优化，实现合理平衡用汽分析和用汽方案优化，实现合理平衡用汽 v采用折光原理测量糖膏母液的浓度，使过饱和采用折光原理测量糖膏母液的浓度，使过饱和度指标能够准确测控，突破制约煮糖自动控制的技度指标能够准确测控，突破制约煮糖自动控制的技术瓶颈 煮糖过程控制的核心之一是控制糖膏母液过饱和煮糖过程控制的核心之一是控制糖膏母液过饱和度由于糖膏粘度大易结垢，造成测量仪表的污染度由于糖膏粘度大易结垢，造成测量仪表的污染和信号滞后，无法准确测量糖膏母液的浓度，使煮和信号滞后，无法准确测量糖膏母液的浓度，使煮糖过程最重要的过饱和度参数难以控制，故目前仍糖过程最重要的过饱和度参数难以控制，故目前仍未实现煮糖过程自动控制。

未实现煮糖过程自动控制 关键技术关键技术v采用气体隔离技术，开发具有防积垢特性功能的糖采用气体隔离技术，开发具有防积垢特性功能的糖浆锤度检测仪表，使糖浆锤度检测不受积浆锤度检测仪表，使糖浆锤度检测不受积垢因素影响垢因素影响v 糖浆锤度是澄清、蒸发、煮糖过程控制的一糖浆锤度是澄清、蒸发、煮糖过程控制的一个重要工艺参数，由于糖浆中含有钙、镁、硅等无个重要工艺参数，由于糖浆中含有钙、镁、硅等无机盐成分，它们在一定条件下不可防止地会形成积机盐成分，它们在一定条件下不可防止地会形成积垢而一般锤度检测仪表的传感探头均是与浆垢而一般锤度检测仪表的传感探头均是与浆锤直接接触，探头外表形成积垢后，清洗困难，锤直接接触，探头外表形成积垢后，清洗困难，检测数据严重失真，最终影响过程控制检测数据严重失真，最终影响过程控制压榨过程甘蔗入料的均匀程度直接影响生产平安和糖压榨过程甘蔗入料的均匀程度直接影响生产平安和糖分抽出率，影响生产的稳定性分抽出率，影响生产的稳定性采用自动控制系统，按设定榨蔗量自动计量及自动控采用自动控制系统，按设定榨蔗量自动计量及自动控制进入榨机的进蔗量、按进蔗量自动控制榨机阵列的制进入榨机的进蔗量、按进蔗量自动控制榨机阵列的转速、按进蔗量自动控制渗透水的流量、对榨机轴温转速、按进蔗量自动控制渗透水的流量、对榨机轴温自动监测等，能够到达输蔗带自动调速均衡进蔗、均自动监测等，能够到达输蔗带自动调速均衡进蔗、均衡用电、均衡出蔗渣供锅炉做燃料、均衡出蔗汁衡用电、均衡出蔗渣供锅炉做燃料、均衡出蔗汁为制炼车间提供蔗汁的要求。

为制炼车间提供蔗汁的要求 3.1 3.1 压榨车间自动控制系统压榨车间自动控制系统v采用自动控制系统，与人工操作相比：采用自动控制系统，与人工操作相比：v来料不均匀时，自动调整输送带电机转速来料不均匀时，自动调整输送带电机转速, ,到达均匀到达均匀进榨的目的；进榨的目的；v一旦发生一旦发生1#1#榨机扭矩超出负荷限点榨机扭矩超出负荷限点, ,自动减小挡板开自动减小挡板开度度, ,控制入料量控制入料量, ,从而对齿轮箱和榨机起到保护作用；从而对齿轮箱和榨机起到保护作用；v自动调节后几座榨机的转速自动调节后几座榨机的转速, ,保证固定的料位高度和保证固定的料位高度和通过榨机的蔗层厚度通过榨机的蔗层厚度, ,使渗透过程均匀使渗透过程均匀, ,其结果是负荷其结果是负荷平稳并提高抽出率和减少蔗渣的水分含量；平稳并提高抽出率和减少蔗渣的水分含量；v调节渗透水比例、水温和混合汁液位流量等调节渗透水比例、水温和混合汁液位流量等, ,使各榨使各榨机蔗层均匀渗透水能稳定混合汁锤度和泵送量；机蔗层均匀渗透水能稳定混合汁锤度和泵送量；v在维持榨机负荷稳定的前提下在维持榨机负荷稳定的前提下, ,提高了榨蔗量，对提提高了榨蔗量，对提高经济效益有促进作用。

高经济效益有促进作用 3.1 3.1 压榨车间自动控制系统压榨车间自动控制系统通过工业控制计算机、控制器等构成集散式控制系统通过工业控制计算机、控制器等构成集散式控制系统对糖厂澄清、蒸发工段的工艺参数进行实时采集，对对糖厂澄清、蒸发工段的工艺参数进行实时采集，对各工艺控制点进行自动控制各工艺控制点进行自动控制保证了澄清、蒸发工段的生产工作平安、均衡和稳定，保证了澄清、蒸发工段的生产工作平安、均衡和稳定，为下一道生产工序煮糖得到稳定锤度、温度、流为下一道生产工序煮糖得到稳定锤度、温度、流量的粗糖浆提供保证，为锅炉能提供合格的高温的蒸量的粗糖浆提供保证，为锅炉能提供合格的高温的蒸发汽凝水，以降低锅炉燃料消耗，抑制蒸发发汽凝水，以降低锅炉燃料消耗，抑制蒸发“跑糖跑糖现象，有效地降低蒸发排水的现象，有效地降低蒸发排水的CODCOD值值3.2 3.2 澄清、蒸发工段自动控制系统澄清、蒸发工段自动控制系统v澄清、蒸发自动控制系统的优点澄清、蒸发自动控制系统的优点: :糖汁糖汁pHpH自动控制系统，提高测量与控制的准确度；自动控制系统，提高测量与控制的准确度；提高糖浆锤度测量精度，保持提高糖浆锤度测量精度，保持1Bx1Bx的精度；的精度；准确测量真空密封蒸发罐内物料的液位；准确测量真空密封蒸发罐内物料的液位；有效提高了各效蒸发的效能，系统抗干扰能力强，控有效提高了各效蒸发的效能，系统抗干扰能力强，控制精度高，效果好；制精度高，效果好；简便的手动简便的手动/ /自动切换功能，实现了无扰动切换；自动切换功能，实现了无扰动切换； 系统建立相应的数学模型和一系列控制策略，实现整系统建立相应的数学模型和一系列控制策略，实现整个澄清、蒸发工段生产过程的全自动控制；个澄清、蒸发工段生产过程的全自动控制；管理人员实时掌握现场状况，大幅度提高管理效率；管理人员实时掌握现场状况，大幅度提高管理效率；系统采用并发事件驱动技术，集计量、控制、管理为系统采用并发事件驱动技术，集计量、控制、管理为。