制糖行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)路線和環(huán)境保護(hù)課件

“十二五”制糖行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)路線和環(huán)境保護(hù)2012.6.16華南理工大學(xué)于淑娟“十二五”制糖行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)路線和環(huán)境保護(hù)2012.6.11一、節(jié)能減排的意義二、節(jié)能減排的目標(biāo)三、節(jié)能減排實(shí)施方案建議四、預(yù)期效果報(bào)告提綱一、節(jié)能減排的意義報(bào)告提綱2一、節(jié)能減排的意義能源費(fèi)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(guó)甘蔗糖廠平均標(biāo)煤耗對(duì)蔗比5.5%，廣西103家甘蔗糖廠平均標(biāo)煤耗對(duì)蔗比5.08%，國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平對(duì)蔗比4.0%以下歐美國(guó)家的甜菜糖廠和精煉糖廠的節(jié)能技術(shù)比較先進(jìn)，丹麥DDS公司標(biāo)煤耗對(duì)甜菜比約為3%糖業(yè)節(jié)能減排現(xiàn)狀與形勢(shì)一、節(jié)能減排的意義能源費(fèi)用是制糖工業(yè)噸糖除糖料外的第二大成本3糖業(yè)是我國(guó)萬(wàn)元工業(yè)產(chǎn)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(fù)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(wàn)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(biāo)準(zhǔn)立方，其中CO2含量高達(dá)3000萬(wàn)噸，其中廣西糖廠CO2排放量為1140萬(wàn)噸，占全國(guó)38%，位列全國(guó)第一位

一、糖業(yè)節(jié)能減排現(xiàn)狀與形勢(shì)糖業(yè)是我國(guó)萬(wàn)元工業(yè)產(chǎn)值能耗、水耗最高行業(yè)之一一、糖業(yè)節(jié)能減排4一、糖業(yè)節(jié)能減排現(xiàn)狀與形勢(shì)糖業(yè)是我國(guó)每萬(wàn)元工業(yè)產(chǎn)值能耗最高的行業(yè)之一。萬(wàn)元GDP能耗2.1噸標(biāo)煤，是全國(guó)平均的1.8倍糖業(yè)是我國(guó)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(diǎn)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(wàn)噸（占全國(guó)工業(yè)總排放6.4%），為COD排放最大的四大行業(yè)之一一、糖業(yè)節(jié)能減排現(xiàn)狀與形勢(shì)5二、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析能耗：國(guó)內(nèi)糖廠在煮糖汽耗和全廠熱力系統(tǒng)優(yōu)化上遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。制糖工藝：發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用兩步碳酸法生產(chǎn)高品質(zhì)精糖，在美國(guó)，已有膜法制糖和生物澄清技術(shù)的示范工廠。我國(guó)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(xué)助劑。水的循環(huán)利用：國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已實(shí)現(xiàn)制糖生產(chǎn)過程全閉合循環(huán)用水系統(tǒng)，無(wú)需補(bǔ)充新鮮水，即實(shí)現(xiàn)了零取水。為減少溫室氣體的排放，先進(jìn)國(guó)家糖廠都用煙道氣中的CO2澄清精煉糖廠的糖漿。二、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析能耗：國(guó)內(nèi)糖廠在煮糖汽耗和全廠熱力系統(tǒng)優(yōu)化6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/原糖甘蔗加工原糖汽耗3.2噸/原糖7

“十二五”期間部分企業(yè)實(shí)現(xiàn)制糖生產(chǎn)全過程自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息實(shí)時(shí)傳送集團(tuán)總部，進(jìn)一步促進(jìn)節(jié)能減排加大零取水零排放推廣力度，帶動(dòng)其他企業(yè)；實(shí)現(xiàn)剩余蔗渣打包率對(duì)蔗比8.0%以上的目標(biāo)（標(biāo)煤耗對(duì)蔗比為4.2%以下

二、產(chǎn)業(yè)目標(biāo)“十二五”期間部分企業(yè)實(shí)現(xiàn)制糖生產(chǎn)全過程自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)生8市場(chǎng)需求制糖生產(chǎn)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(shí)施建議糖品多元化市場(chǎng)需求制糖生產(chǎn)過程節(jié)水控制系統(tǒng)煙道氣資源化利用控制系統(tǒng)9一：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(dòng)控制制煉過程熱力方案優(yōu)化與生產(chǎn)能耗控制策略研究方案一：一：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10糖廠蒸發(fā)過程熱力模型研究與優(yōu)化控制開發(fā)具有防垢功能的糖漿錘度在線檢測(cè)儀表，保證糖漿錘度準(zhǔn)確穩(wěn)定測(cè)量，建立蒸發(fā)工段的熱力模型，對(duì)蒸發(fā)工段的熱力方案進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)多效蒸發(fā)系統(tǒng)的優(yōu)化控制。

糖廠蒸發(fā)過程熱力模型研究與優(yōu)化控制11糖廠煮糖過程熱力模型研究與自動(dòng)控制母液過飽和度控制技術(shù)，解決煮糖自動(dòng)控制中的主要難題。同時(shí)對(duì)糖液溫度、錘度、粘度及煮糖罐料位，真空度、蒸汽壓力等參量進(jìn)行測(cè)控，實(shí)現(xiàn)煮糖自動(dòng)控制，減少熱能損耗，縮短煮糖時(shí)間。建立煮糖工段的熱力模型，對(duì)煮糖的熱能消耗進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和用汽方案優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)合理平衡用汽。

糖廠煮糖過程熱力模型研究與自動(dòng)控制12

采用折光原理在線測(cè)量糖膏母液的濃度，使過飽和度指標(biāo)能夠準(zhǔn)確測(cè)控，突破制約煮糖自動(dòng)控制的技術(shù)瓶頸。

煮糖過程控制的核心之一是控制糖膏母液過飽和度。由于糖膏粘度大易結(jié)垢，造成測(cè)量?jī)x表的污染和信號(hào)滯后，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量糖膏母液的濃度，使煮糖過程最重要的過飽和度參數(shù)難以控制，故目前仍未實(shí)現(xiàn)煮糖過程自動(dòng)控制。采用折光原理在線測(cè)量糖膏母液的濃度，使過飽和度13

關(guān)鍵技術(shù)采用氣體隔離技術(shù)，開發(fā)具有防積垢特性功能的糖漿錘度在線檢測(cè)儀表，使糖漿錘度在線檢測(cè)不受積垢因素影響。

糖漿錘度是澄清、蒸發(fā)、煮糖過程控制的一個(gè)重要工藝參數(shù)，由于糖漿中含有鈣、鎂、硅等無(wú)機(jī)鹽成分，它們?cè)谝欢l件下不可避免地會(huì)形成積垢。而一般錘度在線檢測(cè)儀表的傳感探頭均是與漿錘直接接觸，探頭表面形成積垢后，在線清洗困難，檢測(cè)數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真，最終影響過程控制。關(guān)鍵技術(shù)采用氣體隔離技術(shù)，開發(fā)具有防積垢特性功14壓榨過程甘蔗入料的均勻程度直接影響生產(chǎn)安全和糖分抽出率，影響生產(chǎn)的穩(wěn)定性。采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，按設(shè)定榨蔗量自動(dòng)計(jì)量及自動(dòng)控制進(jìn)入榨機(jī)的進(jìn)蔗量、按進(jìn)蔗量自動(dòng)控制榨機(jī)陣列的轉(zhuǎn)速、按進(jìn)蔗量自動(dòng)控制滲透水的流量、對(duì)榨機(jī)軸溫自動(dòng)監(jiān)測(cè)等，能夠達(dá)到輸蔗帶自動(dòng)調(diào)速均衡進(jìn)蔗、均衡用電、均衡出蔗渣（供鍋爐做燃料）、均衡出蔗汁（為制煉車間提供蔗汁）的要求。

3.1壓榨車間自動(dòng)控制系統(tǒng)壓榨過程甘蔗入料的均勻程度直接影響生產(chǎn)安全和糖分抽出率，影響15采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，與人工操作相比：來料不均勻時(shí)，自動(dòng)調(diào)整輸送帶電機(jī)轉(zhuǎn)速,達(dá)到均勻進(jìn)榨的目的；一旦發(fā)生1#榨機(jī)扭矩超出負(fù)荷限點(diǎn),自動(dòng)減小擋板開度,控制入料量,從而對(duì)齒輪箱和榨機(jī)起到保護(hù)作用；自動(dòng)調(diào)節(jié)后幾座榨機(jī)的轉(zhuǎn)速,保證固定的料位高度和通過榨機(jī)的蔗層厚度,使?jié)B透過程均勻,其結(jié)果是負(fù)荷平穩(wěn)并提高抽出率和減少蔗渣的水分含量；調(diào)節(jié)滲透水比例、水溫和混合汁液位流量等,使各榨機(jī)蔗層均勻滲透水能穩(wěn)定混合汁錘度和泵送量；在維持榨機(jī)負(fù)荷穩(wěn)定的前提下,提高了榨蔗量，對(duì)提高經(jīng)濟(jì)效益有促進(jìn)作用。3.1壓榨車間自動(dòng)控制系統(tǒng)采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，與人工操作相比：3.1壓榨車間自動(dòng)控制16通過工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、控制器等構(gòu)成集散式控制系統(tǒng)對(duì)糖廠澄清、蒸發(fā)工段的工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，對(duì)各工藝控制點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)控制保證了澄清、蒸發(fā)工段的生產(chǎn)工作安全、均衡和穩(wěn)定，為下一道生產(chǎn)工序（煮糖）得到穩(wěn)定錘度、溫度、流量的粗糖漿提供保證，為鍋爐能提供合格的高溫的蒸發(fā)汽凝水，以降低鍋爐燃料消耗，抑制蒸發(fā)“跑糖”現(xiàn)象，有效地降低蒸發(fā)排水的COD值3.2澄清、蒸發(fā)工段自動(dòng)控制系統(tǒng)通過工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、控制器等構(gòu)成集散式控制系統(tǒng)對(duì)糖廠澄清、蒸17澄清、蒸發(fā)自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):糖汁pH自動(dòng)控制系統(tǒng)，提高測(cè)量與控制的準(zhǔn)確度；提高糖漿錘度測(cè)量精度，保持±1°Bx的精度；準(zhǔn)確測(cè)量真空密封蒸發(fā)罐內(nèi)物料的液位；有效提高了各效蒸發(fā)的效能，系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，控制精度高，效果好；簡(jiǎn)便的手動(dòng)/自動(dòng)切換功能，實(shí)現(xiàn)了無(wú)擾動(dòng)切換；系統(tǒng)建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型和一系列控制策略，實(shí)現(xiàn)整個(gè)澄清、蒸發(fā)工段生產(chǎn)過程的全自動(dòng)控制；管理人員實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)狀況，大幅度提高管理效率；系統(tǒng)采用并發(fā)事件驅(qū)動(dòng)技術(shù)，集計(jì)量、控制、管理為一體，在線進(jìn)行事務(wù)性管理。

3.2澄清、蒸發(fā)工段自動(dòng)控制系統(tǒng)澄清、蒸發(fā)自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):3.2澄清、蒸發(fā)工段自動(dòng)控18采用的全自動(dòng)刮刀卸料上懸式離心機(jī)由電路、氣路、機(jī)械聯(lián)合全自動(dòng)控制在全自動(dòng)程序控制下，將被分離的懸浮液物料注入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)利用離心力場(chǎng)的作用將液體甩出轉(zhuǎn)鼓外，而固體顆粒則被鋪設(shè)在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的濾網(wǎng)截流，完成固-液分離，固體晶粒通過刮刀徑向和軸向運(yùn)動(dòng)將從轉(zhuǎn)鼓壁上刮下，完成卸料過程，完成一次分離周期后，機(jī)器會(huì)自動(dòng)進(jìn)行下一次周期循環(huán)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)全自動(dòng)工作3.3分蜜工段自動(dòng)控制系統(tǒng)采用的全自動(dòng)刮刀卸料上懸式離心機(jī)由電路、氣路、機(jī)械聯(lián)合全自動(dòng)19分蜜工段自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，降低人為操作造成糖品質(zhì)量的不穩(wěn)定性采用變頻調(diào)速技術(shù)，節(jié)約電能40%以上處理量大，循環(huán)周期短，易擴(kuò)大制糖企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模，效率提高50%全密封的進(jìn)料和分離過程，保證了糖品的衛(wèi)生要求3.3分蜜工段自動(dòng)控制系統(tǒng)分蜜工段自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)3.3分蜜工段自動(dòng)控制系統(tǒng)20鍋爐DCS自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了分散控制和集中監(jiān)視、操作和管理，采用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，使得控制與管理都具實(shí)時(shí)性。系統(tǒng)功能強(qiáng)大，可以滿足從簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)采集到復(fù)雜的系統(tǒng)監(jiān)控及保護(hù)等各種需要鍋爐DCS控制系統(tǒng)對(duì)鍋爐的燃燒進(jìn)行全方位控制，可以明顯提高鍋爐的燃燒效率，降低能耗，減少污染的排放3.4鍋爐、汽輪機(jī)DCS自控系統(tǒng)鍋爐DCS自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了分散控制和集中監(jiān)視、操作和管理，采用21

節(jié)水降耗閉合循環(huán)用水處理系統(tǒng)。環(huán)保型高價(jià)反離子樹脂再生等新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)糖業(yè)高濃度廢水全部回收利用；水重復(fù)利用率大于95%，部分企業(yè)實(shí)現(xiàn)零取水。方案二：方案二：22系統(tǒng)采取清濁分流、多級(jí)循環(huán)、物化分離、生物凈化處理，提高水的重復(fù)利用率，減輕外排負(fù)擔(dān)，流程中安裝在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)行24小時(shí)在線監(jiān)控，工業(yè)用水重復(fù)利用率達(dá)到98％以上制糖廢水生化深度處理技術(shù)及中水回用控制系統(tǒng)，中水經(jīng)過處理后可以回用作為鍋爐入爐水、制糖工藝用水、設(shè)備冷卻水、設(shè)備沖洗用水或直接排放2.1節(jié)水減排控制系統(tǒng)系統(tǒng)采取清濁分流、多級(jí)循環(huán)、物化分離、生物凈化處理，提高水的23煉糖廠用鍋爐煙道氣代替現(xiàn)行石灰窯氣（CO2）減少CO2排放，降低成本甘蔗糖廠用鍋爐煙道氣代替現(xiàn)行石灰窯氣（CO2）——半碳法制糖工藝開發(fā)出以低二氧化碳該量的鍋爐煙道氣（CO2含量8～12%）代替現(xiàn)行石灰窯氣二氧化碳（CO2含量30～35%）作為澄清劑的強(qiáng)制飽充新技術(shù)。利用煙道氣代替?zhèn)鹘y(tǒng)亞硫酸法糖廠澄清過程使用的SO2，節(jié)省硫磺費(fèi)用，減少CO2排放。

提高澄清效果、產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，一步法生產(chǎn)高品質(zhì)低硫蔗糖。ong2.2鍋爐煙道氣利用煉糖廠用鍋爐煙道氣代替現(xiàn)行石灰窯氣（CO2）2.2鍋爐煙道24

研發(fā)適合糖廠使用的低成本煙道氣純化技術(shù)

對(duì)鍋爐進(jìn)行節(jié)能改造，增加密閉性、減少配風(fēng)量，過剩空氣系數(shù)由1.8-2.0降低到1.5以下，煙道氣二氧化碳含量由8-10%提高到13%以上。引入富氧燃燒技術(shù)，提高二氧化碳含量5%左右，將提高鍋爐節(jié)能效益與提高煙道氣二氧化碳有機(jī)結(jié)合起來，保證半碳法工藝的經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。研發(fā)適合糖廠使用的低成本煙道氣純化技術(shù)25

技術(shù)路線煙道氣利用及半碳法制糖工藝技術(shù)路線技術(shù)路線煙道氣利用及半碳法制糖工藝技術(shù)路線26

1、增加回收率，減少回煮量，純度90一99%；2、減少耗汽量，降低成本方案三：糖品多元化方案三：糖品多元化27一方面，整個(gè)蔗糖產(chǎn)業(yè)的規(guī)模和產(chǎn)量在穩(wěn)步擴(kuò)大和發(fā)展；另一方面，整個(gè)產(chǎn)業(yè)的高值化支撐體系嚴(yán)重缺乏并急待提升。

蔗糖產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的問題一方面，整個(gè)蔗糖產(chǎn)業(yè)的規(guī)模和產(chǎn)量在穩(wěn)步擴(kuò)大和發(fā)展；另一方面，28傳統(tǒng)觀念：蔗糖增加食物甜味和熱量。負(fù)面影響：高血脂、高血糖和肥胖、齲齒等。功能糖品：糖品中的某些成分具有調(diào)節(jié)人體生理活動(dòng)、增強(qiáng)免疫、延緩衰老、促進(jìn)康復(fù)等方面的調(diào)節(jié)功能。讓天然蔗糖發(fā)揮更大優(yōu)勢(shì)傳統(tǒng)觀念：蔗糖增加食物甜味和熱量。讓天然蔗糖發(fā)揮更大優(yōu)勢(shì)29蔗糖產(chǎn)品蔗糖產(chǎn)品30功能糖全新的口感與功能

保健安全增加利潤(rùn)降血糖

功能糖功能糖全新的口感與功能保健安全增加利潤(rùn)降血糖功能糖31功能性蔗糖降血糖的作用研究功能性蔗糖降血糖的作用研究32連續(xù)飼喂四周對(duì)正常家兔血糖值影響。血糖值下降了5.78%功能性蔗糖降血糖的作用研究連續(xù)飼喂四周對(duì)正常家兔血糖值影響。血糖值下降了5.78%功能33

需要引進(jìn)和培養(yǎng)兩化融合復(fù)合型人才

要引進(jìn)和培養(yǎng)運(yùn)用信息技術(shù)能力強(qiáng)且具備工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的復(fù)合型人才，同時(shí)建立和完善信息化培訓(xùn)體系，要多種途徑強(qiáng)化繼續(xù)教育，形成制度，不斷提高領(lǐng)導(dǎo)干部、管理人員與職工的信息文化素質(zhì)與水平

開展節(jié)能減排需要配置的資源需要引進(jìn)和培養(yǎng)兩化融合復(fù)合型人才開展節(jié)能減排需要配置的34從目前的“集成”階段，到完成“優(yōu)化”階段。

框架圖分三個(gè)層次：生產(chǎn)過程控制層-PCS、生產(chǎn)過程管理層-MES、經(jīng)營(yíng)管理層-ERP，實(shí)現(xiàn)真正意義的管控一體化。PCS-ProcessControlSystem運(yùn)行數(shù)據(jù)操作指令MES-ManufacturingExecutionSystem生產(chǎn)管理信息在線測(cè)量?jī)x表、澄清自動(dòng)控制、蒸發(fā)自動(dòng)控制、煮糖自動(dòng)控制…生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、質(zhì)量控制、原輔材料控制、設(shè)備安全控制生產(chǎn)狀況ERP-EnterpriseResourcePlanning采購(gòu)管理、庫(kù)存管理、銷售管理、辦公管理、農(nóng)務(wù)管理設(shè)備管理、客戶管理、成本管理、人事管理、財(cái)務(wù)管理數(shù)據(jù)挖掘與分析遠(yuǎn)景目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)糖廠管控一體化從目前的“集成”階段，到完成“優(yōu)化”階段?？蚣軋D分三個(gè)層35四、預(yù)期效果年處理100萬(wàn)噸甘蔗示范工程節(jié)能：折合標(biāo)煤1.46萬(wàn)噸減排：年節(jié)水570萬(wàn)噸，年減排廢水500萬(wàn)噸，COD0.2萬(wàn)噸，CO211萬(wàn)噸，SO2500噸增效：年新增效益0.62億元

四、預(yù)期效果年處理100萬(wàn)噸甘蔗示范工程36謝謝！謝謝！37演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！38“十二五”制糖行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)路線和環(huán)境保護(hù)2012.6.16華南理工大學(xué)于淑娟“十二五”制糖行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)路線和環(huán)境保護(hù)2012.6.139一、節(jié)能減排的意義二、節(jié)能減排的目標(biāo)三、節(jié)能減排實(shí)施方案建議四、預(yù)期效果報(bào)告提綱一、節(jié)能減排的意義報(bào)告提綱40一、節(jié)能減排的意義能源費(fèi)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(guó)甘蔗糖廠平均標(biāo)煤耗對(duì)蔗比5.5%，廣西103家甘蔗糖廠平均標(biāo)煤耗對(duì)蔗比5.08%，國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平對(duì)蔗比4.0%以下歐美國(guó)家的甜菜糖廠和精煉糖廠的節(jié)能技術(shù)比較先進(jìn)，丹麥DDS公司標(biāo)煤耗對(duì)甜菜比約為3%糖業(yè)節(jié)能減排現(xiàn)狀與形勢(shì)一、節(jié)能減排的意義能源費(fèi)用是制糖工業(yè)噸糖除糖料外的第二大成本41糖業(yè)是我國(guó)萬(wàn)元工業(yè)產(chǎn)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(fù)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(wàn)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(biāo)準(zhǔn)立方，其中CO2含量高達(dá)3000萬(wàn)噸，其中廣西糖廠CO2排放量為1140萬(wàn)噸，占全國(guó)38%，位列全國(guó)第一位

一、糖業(yè)節(jié)能減排現(xiàn)狀與形勢(shì)糖業(yè)是我國(guó)萬(wàn)元工業(yè)產(chǎn)值能耗、水耗最高行業(yè)之一一、糖業(yè)節(jié)能減排42一、糖業(yè)節(jié)能減排現(xiàn)狀與形勢(shì)糖業(yè)是我國(guó)每萬(wàn)元工業(yè)產(chǎn)值能耗最高的行業(yè)之一。萬(wàn)元GDP能耗2.1噸標(biāo)煤，是全國(guó)平均的1.8倍糖業(yè)是我國(guó)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(diǎn)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(wàn)噸（占全國(guó)工業(yè)總排放6.4%），為COD排放最大的四大行業(yè)之一一、糖業(yè)節(jié)能減排現(xiàn)狀與形勢(shì)43二、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析能耗：國(guó)內(nèi)糖廠在煮糖汽耗和全廠熱力系統(tǒng)優(yōu)化上遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。制糖工藝：發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用兩步碳酸法生產(chǎn)高品質(zhì)精糖，在美國(guó)，已有膜法制糖和生物澄清技術(shù)的示范工廠。我國(guó)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(xué)助劑。水的循環(huán)利用：國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已實(shí)現(xiàn)制糖生產(chǎn)過程全閉合循環(huán)用水系統(tǒng)，無(wú)需補(bǔ)充新鮮水，即實(shí)現(xiàn)了零取水。為減少溫室氣體的排放，先進(jìn)國(guó)家糖廠都用煙道氣中的CO2澄清精煉糖廠的糖漿。二、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析能耗：國(guó)內(nèi)糖廠在煮糖汽耗和全廠熱力系統(tǒng)優(yōu)化44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/原糖甘蔗加工原糖汽耗3.2噸/原糖45

“十二五”期間部分企業(yè)實(shí)現(xiàn)制糖生產(chǎn)全過程自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息實(shí)時(shí)傳送集團(tuán)總部，進(jìn)一步促進(jìn)節(jié)能減排加大零取水零排放推廣力度，帶動(dòng)其他企業(yè)；實(shí)現(xiàn)剩余蔗渣打包率對(duì)蔗比8.0%以上的目標(biāo)（標(biāo)煤耗對(duì)蔗比為4.2%以下

二、產(chǎn)業(yè)目標(biāo)“十二五”期間部分企業(yè)實(shí)現(xiàn)制糖生產(chǎn)全過程自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)生46市場(chǎng)需求制糖生產(chǎn)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(shí)施建議糖品多元化市場(chǎng)需求制糖生產(chǎn)過程節(jié)水控制系統(tǒng)煙道氣資源化利用控制系統(tǒng)47一：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(dòng)控制制煉過程熱力方案優(yōu)化與生產(chǎn)能耗控制策略研究方案一：一：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48糖廠蒸發(fā)過程熱力模型研究與優(yōu)化控制開發(fā)具有防垢功能的糖漿錘度在線檢測(cè)儀表，保證糖漿錘度準(zhǔn)確穩(wěn)定測(cè)量，建立蒸發(fā)工段的熱力模型，對(duì)蒸發(fā)工段的熱力方案進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)多效蒸發(fā)系統(tǒng)的優(yōu)化控制。

糖廠蒸發(fā)過程熱力模型研究與優(yōu)化控制49糖廠煮糖過程熱力模型研究與自動(dòng)控制母液過飽和度控制技術(shù)，解決煮糖自動(dòng)控制中的主要難題。同時(shí)對(duì)糖液溫度、錘度、粘度及煮糖罐料位，真空度、蒸汽壓力等參量進(jìn)行測(cè)控，實(shí)現(xiàn)煮糖自動(dòng)控制，減少熱能損耗，縮短煮糖時(shí)間。建立煮糖工段的熱力模型，對(duì)煮糖的熱能消耗進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和用汽方案優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)合理平衡用汽。

糖廠煮糖過程熱力模型研究與自動(dòng)控制50

采用折光原理在線測(cè)量糖膏母液的濃度，使過飽和度指標(biāo)能夠準(zhǔn)確測(cè)控，突破制約煮糖自動(dòng)控制的技術(shù)瓶頸。

煮糖過程控制的核心之一是控制糖膏母液過飽和度。由于糖膏粘度大易結(jié)垢，造成測(cè)量?jī)x表的污染和信號(hào)滯后，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量糖膏母液的濃度，使煮糖過程最重要的過飽和度參數(shù)難以控制，故目前仍未實(shí)現(xiàn)煮糖過程自動(dòng)控制。采用折光原理在線測(cè)量糖膏母液的濃度，使過飽和度51

關(guān)鍵技術(shù)采用氣體隔離技術(shù)，開發(fā)具有防積垢特性功能的糖漿錘度在線檢測(cè)儀表，使糖漿錘度在線檢測(cè)不受積垢因素影響。

糖漿錘度是澄清、蒸發(fā)、煮糖過程控制的一個(gè)重要工藝參數(shù)，由于糖漿中含有鈣、鎂、硅等無(wú)機(jī)鹽成分，它們?cè)谝欢l件下不可避免地會(huì)形成積垢。而一般錘度在線檢測(cè)儀表的傳感探頭均是與漿錘直接接觸，探頭表面形成積垢后，在線清洗困難，檢測(cè)數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真，最終影響過程控制。關(guān)鍵技術(shù)采用氣體隔離技術(shù)，開發(fā)具有防積垢特性功52壓榨過程甘蔗入料的均勻程度直接影響生產(chǎn)安全和糖分抽出率，影響生產(chǎn)的穩(wěn)定性。采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，按設(shè)定榨蔗量自動(dòng)計(jì)量及自動(dòng)控制進(jìn)入榨機(jī)的進(jìn)蔗量、按進(jìn)蔗量自動(dòng)控制榨機(jī)陣列的轉(zhuǎn)速、按進(jìn)蔗量自動(dòng)控制滲透水的流量、對(duì)榨機(jī)軸溫自動(dòng)監(jiān)測(cè)等，能夠達(dá)到輸蔗帶自動(dòng)調(diào)速均衡進(jìn)蔗、均衡用電、均衡出蔗渣（供鍋爐做燃料）、均衡出蔗汁（為制煉車間提供蔗汁）的要求。

3.1壓榨車間自動(dòng)控制系統(tǒng)壓榨過程甘蔗入料的均勻程度直接影響生產(chǎn)安全和糖分抽出率，影響53采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，與人工操作相比：來料不均勻時(shí)，自動(dòng)調(diào)整輸送帶電機(jī)轉(zhuǎn)速,達(dá)到均勻進(jìn)榨的目的；一旦發(fā)生1#榨機(jī)扭矩超出負(fù)荷限點(diǎn),自動(dòng)減小擋板開度,控制入料量,從而對(duì)齒輪箱和榨機(jī)起到保護(hù)作用；自動(dòng)調(diào)節(jié)后幾座榨機(jī)的轉(zhuǎn)速,保證固定的料位高度和通過榨機(jī)的蔗層厚度,使?jié)B透過程均勻,其結(jié)果是負(fù)荷平穩(wěn)并提高抽出率和減少蔗渣的水分含量；調(diào)節(jié)滲透水比例、水溫和混合汁液位流量等,使各榨機(jī)蔗層均勻滲透水能穩(wěn)定混合汁錘度和泵送量；在維持榨機(jī)負(fù)荷穩(wěn)定的前提下,提高了榨蔗量，對(duì)提高經(jīng)濟(jì)效益有促進(jìn)作用。3.1壓榨車間自動(dòng)控制系統(tǒng)采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，與人工操作相比：3.1壓榨車間自動(dòng)控制54通過工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、控制器等構(gòu)成集散式控制系統(tǒng)對(duì)糖廠澄清、蒸發(fā)工段的工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，對(duì)各工藝控制點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)控制保證了澄清、蒸發(fā)工段的生產(chǎn)工作安全、均衡和穩(wěn)定，為下一道生產(chǎn)工序（煮糖）得到穩(wěn)定錘度、溫度、流量的粗糖漿提供保證，為鍋爐能提供合格的高溫的蒸發(fā)汽凝水，以降低鍋爐燃料消耗，抑制蒸發(fā)“跑糖”現(xiàn)象，有效地降低蒸發(fā)排水的COD值3.2澄清、蒸發(fā)工段自動(dòng)控制系統(tǒng)通過工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、控制器等構(gòu)成集散式控制系統(tǒng)對(duì)糖廠澄清、蒸55澄清、蒸發(fā)自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):糖汁pH自動(dòng)控制系統(tǒng)，提高測(cè)量與控制的準(zhǔn)確度；提高糖漿錘度測(cè)量精度，保持±1°Bx的精度；準(zhǔn)確測(cè)量真空密封蒸發(fā)罐內(nèi)物料的液位；有效提高了各效蒸發(fā)的效能，系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，控制精度高，效果好；簡(jiǎn)便的手動(dòng)/自動(dòng)切換功能，實(shí)現(xiàn)了無(wú)擾動(dòng)切換；系統(tǒng)建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型和一系列控制策略，實(shí)現(xiàn)整個(gè)澄清、蒸發(fā)工段生產(chǎn)過程的全自動(dòng)控制；管理人員實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)狀況，大幅度提高管理效率；系統(tǒng)采用并發(fā)事件驅(qū)動(dòng)技術(shù)，集計(jì)量、控制、管理為一體，在線進(jìn)行事務(wù)性管理。

3.2澄清、蒸發(fā)工段自動(dòng)控制系統(tǒng)澄清、蒸發(fā)自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):3.2澄清、蒸發(fā)工段自動(dòng)控56采用的全自動(dòng)刮刀卸料上懸式離心機(jī)由電路、氣路、機(jī)械聯(lián)合全自動(dòng)控制在全自動(dòng)程序控制下，將被分離的懸浮液物料注入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)利用離心力場(chǎng)的作用將液體甩出轉(zhuǎn)鼓外，而固體顆粒則被鋪設(shè)在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的濾網(wǎng)截流，完成固-液分離，固體晶粒通過刮刀徑向和軸向運(yùn)動(dòng)將從轉(zhuǎn)鼓壁上刮下，完成卸料過程，完成一次分離周期后，機(jī)器會(huì)自動(dòng)進(jìn)行下一次周期循環(huán)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)全自動(dòng)工作3.3分蜜工段自動(dòng)控制系統(tǒng)采用的全自動(dòng)刮刀卸料上懸式離心機(jī)由電路、氣路、機(jī)械聯(lián)合全自動(dòng)57分蜜工段自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，降低人為操作造成糖品質(zhì)量的不穩(wěn)定性采用變頻調(diào)速技術(shù)，節(jié)約電能40%以上處理量大，循環(huán)周期短，易擴(kuò)大制糖企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模，效率提高50%全密封的進(jìn)料和分離過程，保證了糖品的衛(wèi)生要求3.3分蜜工段自動(dòng)控制系統(tǒng)分蜜工段自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)3.3分蜜工段自動(dòng)控制系統(tǒng)58鍋爐DCS自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了分散控制和集中監(jiān)視、操作和管理，采用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，使得控制與管理都具實(shí)時(shí)性。系統(tǒng)功能強(qiáng)大，可以滿足從簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)采集到復(fù)雜的系統(tǒng)監(jiān)控及保護(hù)等各種需要鍋爐DCS控制系統(tǒng)對(duì)鍋爐的燃燒進(jìn)行全方位控制，可以明顯提高鍋爐的燃燒效率，降低能耗，減少污染的排放3.4鍋爐、汽輪機(jī)DCS自控系統(tǒng)鍋爐DCS自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了分散控制和集中監(jiān)視、操作和管理，采用59

節(jié)水降耗閉合循環(huán)用水處理系統(tǒng)。環(huán)保型高價(jià)反離子樹脂再生等新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)糖業(yè)高濃度廢水全部回收利用；水重復(fù)利用率大于95%，部分企業(yè)實(shí)現(xiàn)零取水。方案二：方案二：60系統(tǒng)采取清濁分流、多級(jí)循環(huán)、物化分離、生物凈化處理，提高水的重復(fù)利用率，減輕外排負(fù)擔(dān)，流程中安裝在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)行24小時(shí)在線監(jiān)控，工業(yè)用水重復(fù)利用率達(dá)到98％以上制糖廢水生化深度處理技術(shù)及中水回用控制系統(tǒng)，中水經(jīng)過處理后可以回用作為鍋爐入爐水、制糖工藝用水、設(shè)備冷卻水、設(shè)備沖洗用水或直接排放2.1節(jié)水減排控制系統(tǒng)系統(tǒng)采取清濁分流、多級(jí)循環(huán)、物化分離、生物凈化處理，提高水的61煉糖廠用鍋爐煙道氣代替現(xiàn)行石灰窯氣（CO2）減少CO2排放，降低成本甘蔗糖廠用鍋爐煙道氣代替現(xiàn)行石灰窯氣（CO2）——半碳法制糖工藝開發(fā)出以低二氧化碳該量的鍋爐煙道氣（CO2含量8～12%）代替現(xiàn)行石灰窯氣二氧化碳（CO2含量30～35%）作為澄清劑的強(qiáng)制飽充新技術(shù)。利用煙道氣代替?zhèn)鹘y(tǒng)亞硫酸法糖廠澄清過程使用的SO2，節(jié)省硫磺費(fèi)用，減少CO2排放。

提高澄清效果、產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，一步法生產(chǎn)高品質(zhì)低硫蔗糖。ong2.2鍋爐煙道氣利用煉糖廠用鍋爐煙道氣代替現(xiàn)行石灰窯氣（CO2）2.2鍋爐煙道62

研發(fā)適合糖廠使用的低成本煙道氣純化技術(shù)

對(duì)鍋爐進(jìn)行節(jié)能改造，增加密閉性、減少配風(fēng)量，過?？諝庀禂?shù)由1.8-2.0降低到1.5以下，煙道氣二氧化碳含量由8-10%提高到13%以上。引入富氧燃燒技術(shù)，提高二氧化碳含量5%左右，將提高鍋爐節(jié)能效益與提高煙道氣二氧化碳有機(jī)結(jié)合起來，保證半碳法工藝的經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。研發(fā)適合糖廠使用的低成本煙道氣純化技術(shù)63

技術(shù)路線煙道氣利用及半碳法制糖工藝技術(shù)路線技術(shù)路線煙道氣利用及半碳法制糖工藝技術(shù)路線64

1、增加回收率