制糖产业在全国节能减排任务中占有很大的比 重，特别是关键节能减排技术指标，如耗煤、耗电、 耗水、废水排放量、水循环利用率、COD 及悬浮物 等关键节能减排指标都远落后于国际平均水平。根 据国家的“十一五”发展规划目标，将我国产业能 耗降低20%，主要污染物排放总量减少10%作为约 束性指标，其中要求甘蔗标准煤耗低于5 t/100 t 甘 蔗。制糖产业迫切需要加强制糖过程的节能减排， 这不仅是制糖企业自身发展的要求，也是实现产业 技术整体水平与国际接轨以及满足经济持续发展总 体目标的需要。

多年来，随着制糖行业的生产技术、装备及污 染治理技术不断提高，在节能降耗、污染物治理方面取得显著成效。如甘蔗糖业标杆企业永鑫华糖集 团甘蔗标准煤耗对蔗已达到3.63%^[1]，生产用水零取 水、工艺废水零排放^[2]。本文介绍了近几年在甘蔗 制糖节能减排方面取得的一些成果及最新研究方 向，主要包括糖厂DCS 系统控制，糖厂零取水、零 排放，低碳低硫澄清新工艺，在甘蔗糖厂发展低耗 高收回的红糖生产等。

渗透水量直接关系到压榨抽出率和混合汁的锤 度。以前糖厂一般渗透水对蔗比为20%～30%，这是 在合理地平衡了抽出率和混合汁锤度的要求而选取 的。现在通过对压榨设备的改进，包括使用核子秤达 到均衡入榨，使用高效破碎设备提高甘蔗破碎率，增 加高位槽和强制入辘器，使用莲藕棍和改善排汁沟， 采用压榨DCS 自动控制系统使压榨工艺更优化和均 衡。采用上述措施后可使糖厂渗透水量在原有得基础 上减少20%～30%，混合汁锤度达18゜Bx 左右，混 合汁量对蔗比稍多于90%（以前达到95%～100%）， 从而减少蒸发用汽量，蔗渣打包率可达10%～13% （对蔗比），这些剩余的打包蔗渣可供其他应用蔗渣 的行业作原料，增加糖厂的经济收入，也可作为发 电燃料。蔗渣是可再生的生物质发电原料，是国家 鼓励发展的再生能源，对环境保护和增加糖厂的经 济收入具有双重意义。

甘蔗渣是制糖生产的副产物，是一种可再生的 生物质燃料。甘蔗糖厂压榨机排出的蔗渣含水分一 般在48%左右（低位热值约8100 kJ/kg），而利用烟 道气余热干燥蔗渣后蔗渣水分低于40%（低位热值 高于9738 kJ/kg），最低可达到35%，作为锅炉燃料 热效率提高20%以上。蔗渣水分每降低1 个百分点， 蔗渣热值可提高约209 kJ/kg，若蔗渣水分由48%降 到40%，在其他工况条件不变情况下，可以节约蔗 渣17%以上，从而达到提高蔗渣打包率或多产汽、 多发电的目的。广西大新县雷平永鑫糖业有限公司 利用锅炉烟道气干燥蔗渣，2010/11 年榨季蔗渣水分 平均从47.67%下降到平均36.46%，蔗渣打包率提高 至5.08%（2007/08 年榨季为2.42%）^[3]。

全部使用汽凝水回锅炉降低煤耗是显而易见的 道理，关键要有合格的II效汽凝水补充。必须要有 措施降低II效汽凝水含糖量，其措施是高效捕汁器 的应用和用反渗透技术处理II效汽凝水。在Ⅰ效蒸 发罐使用新型不锈钢波纹板捕汁器可将II效罐汽凝 水微糖含量降至20～50 mg/L 之间，达到回收作锅 炉给水的要求。但由于蒸发时真空及蒸发量的波动 性，捕汁器的捕汁效率不稳定，故II效汽凝水含糖 分也不稳定，经常在50～150 mg/L 之间，超过锅炉 给水水质标准而不能入炉。因此，有糖厂采用反渗 透设备处理II效汽凝水，使II效汽凝水完全达到入炉 水要求。广西有糖厂对II效汽凝水取样分析，测得 主要水质指标总硬度≤2 μmol/L，蔗糖含量为100 mg/L。采用一级反渗透系统处理II效汽凝水，获得 的纯净水水质指标总硬度≤1 μmol/L，蔗糖含量≤ 10 mg/L^[4]。按行业对锅炉长期运行经验总结，当II 效汽凝水含糖分超过25 mg/L 时，将不能作为中压 锅炉的补充给水。因此通过一级反渗透系统处理II 效汽凝水的水质含糖完全达到入炉水要求。

企业要想求得生存和发展，不但要创造好的经 济效益，还必须要解决好环保问题。由于政府对企 业污水达标排放的强制性要求，而糖厂洗滤布水是 高浓度污水，这种污水处理达标排放难以做到，无 滤布真空吸滤机在糖厂广泛推广使用，不但解决了 洗滤布水的污染问题，还使干滤泥转光度有所下降。 云南有糖厂统计数据表明，干滤泥转光度用滤布机 时为17.25%，使用无滤布机后降低至7.93%，降低 了9.32 个百分点^[5]，大幅度减少了糖分损失。同时 采用水环式真空泵抽真空，还大量节约水量和电耗。 无滤布真空吸滤机由于不使用滤布，没有洗布水， 实现洗布污水的零排放。

由于市场对白砂糖质量的要求越来越高，亚硫 酸法糖厂通过技术改造新增加混合汁和糖浆和滤 汁上浮、快沉等新工艺，或使用高硫、高磷、高灰 的工艺，都使添加的澄清剂辅料成倍增加，这些辅 料都需要添加大量的水进行溶解和稀释。现在很多 糖厂石灰用量已达到0.25%～0.3%对蔗比，如果按 6 ○Be 石灰乳浓度用在中和，就会使加入混合汁水 量也增加不少，处理同样甘蔗需要的加水量增加， 使中和汁锤度下降，增加了蒸发汽耗。而碳酸法糖 厂工艺石灰乳的浓度达到20 ○Be，对应CaO 浓度17.72%，相对用水可以减少12.36%。所以，亚硫酸 法糖厂可以参考碳酸法糖厂的石灰乳浓度进行石灰 消和，至少可以使用8～10 ○Be 浓度的石灰乳。另 外对于磷酸的稀释问题，云南瑞丽糖厂引进澳大利 亚的糖浆上浮技术，磷酸的添加采用85%磷酸通过 计量泵直接添加^[6]，不像我们对磷酸进行10～15 倍 稀释后添加，这样也可以大量减少稀释用水。

还有是絮凝剂问题。白砂糖的质量要求高，澄 清的要求相应高，絮凝剂用量也增大，加上新增加 的糖浆上浮、滤汁快沉及部分糖厂沉降池改用快沉， 都使絮凝剂用量增加很大。以前絮凝剂用量一般2 g/t 甘蔗，现在用量已普遍在6～8 g/t 甘蔗，是原来 的3～4 倍。絮凝剂一般稀释到0.1%浓度，万吨甘 蔗使用絮凝剂量从20 kg 增加到80 kg，稀释用水量 增加了60 t。目前糖厂使用的絮凝剂分子量在 1000～2500 万之间，分子量高的絮凝剂的絮凝性能 更好，用量可以减少，相应溶解絮凝剂的水量减少。 所以糖厂应该选用相对高分子量的絮凝剂。国产絮 凝剂分子量一般800～1000 万，进口絮凝剂分子量 至少在1400 万以上，有些可达到2000 万以上。现 在国产低分子量絮凝剂已基本退出糖厂市场。

烟道气饱充上浮技术利用烟道气中CO2 饱充混 合汁、糖浆产生的CaCO3 的强力吸附性能及较大的 比表面积来除掉胶体和非糖分，同时由于烟道气中 含有约85%～90%的氮气，具有抗氧化性，有效保 护糖液中二价铁离子和多元酚类，避免其和空气接 触被氧化而增加色素，因此提高了混合汁、糖浆的 纯度，降低它们的色值。2009 年广西西场永鑫糖业 有限公司查定数据表明，使用烟道气饱充上浮处理 工艺后，饱充上浮后混合汁纯度提高1.44%，色值 降低42.61%^[7]。2008/09 年榨季双江糖业公司的查定 数据表明，糖浆用烟道气饱充上浮技术后，清糖浆 色值比粗糖浆的色值下降300～500 IU，含硫量下降 30%以上，产品的含硫量由9.7～18.6 ppm 下降至 3～5 ppm 范围^[8]。用烟道气饱充上浮处理工艺后， 在制品和成品质量都可以提高，从而达到提高产品 质量、减少辅助材料用量和环保的目的。

霍汉镇经过多年的研究，开发了全新的低碳低 硫澄清糖汁澄清工艺及其配套设备^[9]。它吸取了碳 酸法和亚硫酸法的精髓，大幅度减少澄清剂的用量： 石灰用量仅为常规碳酸法的15%～20%，硫磺用量 仅为普通亚硫酸法的20%～25%。其澄清效果显著 优于亚硫酸法，部分指标接近碳酸法：清汁清亮， 色值约为400～900 IU（亚硫酸法清汁约为1000～ 1600 IU），纯度比混合汁提高2～3 AP，白糖质量可 接近碳酸法。它的滤泥和亚硫酸法相似，可用作农 肥，没有污染环境的问题。而且，它使用二氧化碳 作澄清剂，又使糖厂酒精生产产生的二氧化碳得到 利用无需向大气排放，可大量吸收温室气体而减少 其排放，具有良好的经济效益和环保效益，全面符 合可持续发展的方针。目前，我国甘蔗糖厂产出的 糖蜜用于生产酒精，每年产出二氧化碳40～60 万t （二氧化碳的产量约等于酒精的产量），绝大部分排 放到空气中，温室气体排放数量巨大。如果普遍推 广使用这种新工艺，可吸收二氧化碳30～40 万t。 同时，减少硫磺使用量方面，以我国采用亚硫酸法 的糖厂每年压榨甘蔗1 亿t 计算，每年消耗硫磺约 10 万t，改用新工艺可减少75%用量，节约费用1 亿多元^[9]。

蒸发站是糖厂热力系统的中心，它既是高温蒸 汽的消耗者，也是低温蒸汽（汁汽）的供应站，还 是锅炉入炉水及其他生产工艺用水的主要来源，所 以蒸发过程又有糖厂第二锅炉之称。因此，实施蒸 发站各参数（压力、温度、液位及浓度）自动控制 及蒸发过程热能优化决策管理，是糖厂节能降耗的 重要举措。近年来，越来越多的糖厂开始使用蒸发、 加热过程DCS 控制系统，减少人工控制的不稳定因 素，既可以很好地控制各种中间物料的加热温度及 工艺参数，保证澄清效果，又可以使蒸发罐液位控 制稳定，提高蒸发站热效率，保证末效糖浆浓度稳 定，有效减少煮糖耗汽和节约煮糖时间。

广西来宾永鑫小平阳糖业有限公司应用蒸发自 动控制系统后，实现了稳定糖浆锤度、降低蒸发过 程糖分转化损失、减少蒸汽消耗量的目标。2011/12 年榨季耗用蒸汽与蔗比从2010/11 榨季的40.43%下 降为36.96%，2012/13 年榨季应用蒸发自动控制系 统2 年后产生的经济效益为533.26 万元^[10]。

英国托马斯·博鲁班特(Broadbent)父子有限公司(TBS)有近150 年专业生产离心机的历史。TBS 生 产的Broadbent 牌全自动间歇式变频调速离心机采 用了多种先进独有技术，有着处理糖量大、能耗低、 过程全自动控制、卸糖干净、无需蒸汽洗糖和产糖 率高等诸多优点。新型离心机生产效率高，运行成 本低，可节约用电50%^[11]。从节约用电，减少蒸汽 消耗，减少回溶糖损失，提高产糖率几方面来考虑， 每台离心机每榨季可节约成本超过140 万元。1 个 榨季即可收回投资成本。这种全自动间歇式变频调 速离心机国内广州重型机械厂、上海重型机械厂、 广西苏氏集团等也大量生产，国内糖厂更新离心机 首选这种高效离心机，深受糖厂的欢迎。

目前，糖厂实际耗汽最大而且二次汁汽尚无法 被利用的是煮糖用汽。多数糖厂煮糖汽耗对蔗比为 18%～28%，珠江甘化厂的17.22%是较低的数值。 理论计算在通常条件下若做到整个煮糖过程不煮 水，煮糖汽耗对蔗比为11.16%，国内糖厂暂时还未 能达到，但欧洲的甜菜糖厂却早已达到这样的水平： 丹麦DDS 公司糖浆浓度很高，煮糖过程不煮水，其 煮糖用汽量对甜菜为11.0%；德国的糖厂用立式连 续煮糖罐煮制各种糖膏，煮糖总用汽量对甜菜为 10.5%^[12]。笔者认为有2 个方面可以有助向这个目 标迈进。一是煮糖搅拌装置，可以不必光靠煮糖罐 内新生汽泡的上升和循环产生的对流，机械搅拌本 身就有足够的能力使糖膏晶粒和母液对流，这一措 施在新建和扩建糖厂中已多有采用。广西有糖厂在 这种搅拌煮糖罐使用III效汁汽煮糖取得成功；二是 煮糖自动控制，现在国内越来越多的糖厂采用德国 的微波密度测量仪和澳大利亚的射频密度测量仪控 制煮糖，先进厂已经基本达到自动煮糖的要求。

国家科技支撑计划项目“糖厂热能集中优化及 控制系统”在广西来宾永鑫小平阳糖业有限公司应 用，主要通过锅炉^[13]、加热蒸发^[10]、煮糖、压榨等 工段使用DCS 自动控制系统，实现蒸发、煮糖等主 要热能消耗工段的网络信息化控制，建立热力模型 对糖厂热力方案进行优化，最终实现糖厂热力系统 自动化控制，使生产在最低能量消耗状态下运行， 进而达到节能的目的。2011/12 年榨季该厂蔗渣打包 率对蔗比达到9.19%，百吨甘蔗耗标煤降到3.62 t^[1]。

实现制糖生产过程的智能化、自动化的连续检 测与集中控制，提高制糖业的信息化、自动化水平， 提高管理水平和管理效率，对提高生产稳定性、降 低生产成本、提高产品质量、提高糖厂经济效益作 用明显。从糖厂热能集中优化及控制系统的应用可 以预见，全厂制糖生产过程自动化已经成为制糖企 业的发展趋势。

广西都安永鑫糖业有限公司甘蔗制糖生产过程 零取水、废水实现零排放关键点：①生产过程中零 取水；②生产废水“资源化”，分类闭合循环使用^[14]。

将厂区内的排水系统分成污水管网、清水管网、 雨水管网等3 个部分：①污水管网主要对各车间地 板冲洗水、箱罐冲洗水、石灰消和残汁以及经过隔 油处理后的压榨废水等高浓度污水进行收集，通过 专用水沟排放到生化处理系统的事故池；②清水管 网则是对生产过程中锅炉用水、工艺用水、蒸发和 煮糖汁汽喷射冷凝器用水、设备冷却水、水膜除尘 器用水等进行独立管路设计，充分利用甘蔗带来的 水分；③雨水管网则对厂区内的雨水进行独立收集。 清污分流为实现废水零排放奠定了基础。

榨季生产期间，充分利用甘蔗带来的水分和生 产过程用水分类收集利用，不补充新鲜水，实现生 产过程中零取水。具体措施为：①将生产过程中加 热、蒸发和煮糖产生的汽凝水进行分类收集。达到 入炉标准的汽凝水全部入炉，其余的汽凝水作为工 艺用水；②榨季生产初期，蒸发、煮糖汁汽喷射冷 凝器用水来自循环冷水池，该池中的水是经过生化 处理的上一个榨季剩余冷凝水。榨季生产期间，抽 取一部分冷凝水进行生化处理，处理达标后自流到 循环冷水池补充冷凝水；③生产废水经生化处理后 实现中水回用。中水一部分泵送补充汽轮机、压榨 机冷却水和锅炉冲灰水循环过程中损失的水量，一 部分供硫磺炉及硫气冷却水和冲洗地板水，剩余部 分自流至循环冷水池调节循环冷水池中的冷凝水， 确保冷凝水质量符合回用要求，供制炼车间蒸发、 煮糖汁汽喷射冷凝器使用。

废水循环利用系统。针对用水要求不同，制定 合理的废水回用方案，实现废水循环利用。主要包 括：①冷凝器冷凝水闭合循环系统；②汽机冷却水循环系统；③锅炉冲灰水循环系统；④其它废水循 环系统。

废水生化处理系统采用卡鲁塞尔氧化沟工艺， 出水（中水）pH 值、SS、氨氮、CODCr、BOD、石 油类、色度共7 个监测因子监测结果均达到 GB8978-1996《污水综合排放标准》中一级标准和 GB21909-2008《制糖工业水污染物排放标准》标准 限值要求。榨季生产期间主要处理事故池中的高浓 度废水及部分循环冷水池中冷凝水，榨季结束后处 理事故池、循环冷水池和汽机循环冷水池中的水。

巴西从上世纪中叶在甘蔗糖厂发展不用煮糖罐 蒸发结晶和不用离心机分蜜的成糖方法，产品称为 无定形糖(Amorphous sugar)，英国Tate & Lyle 公司 的微晶糖(Transformed sugar)，日本用喷雾法生产的 Q 糖，美国Amstar 糖业公司的红糖粉(Brown sugar)， 都是不需要煮糖结晶和分蜜的成糖工艺。这些新产 品都有市场，而且厂家也因其流程简单和节能效果 而受益。

我国自古以来就是用降温结晶法（土糖寮）来 生产红糖。广东博罗县观音阁糖厂(500 t/d)，从上世 纪70～80 年代起一直用现代化生产方法生产红糖 粉（黑糖），产品全部外销。近年食糖市场中带蜜糖 有相当大的发展，广东东莞市东糖中轻糖业有限公 司生产多个品种带蜜糖，广东英德市粤北糖业有限 公司机制红糖也迅速发展。从国内外食糖市场的销 售情况，预测带蜜糖今后很有可能占有一定的市场。 我国使用降温成糖工艺生产红糖，在生产上可取得 降低生产费用和节能的双重效益。1 间5000 t/d 糖厂 用这个方法生产红糖粉，每年可节省电力450 万 kW·h，约值270 万元，又可增产红糖粉12000 t^[15]。 这是相当可观的经济收益，应深入研讨这一类不需 要煮糖结晶和分蜜的成糖工艺和开发消费市场，促 进带蜜糖生产的发展。

我国甘蔗糖厂能耗水平差距很大，标煤对蔗比 最好的可以做到3.6%，最差的达到8%以上，造成 差距的原因还是采用新设备和新工艺程度不同。以 上阐述节能减排的技术措施已经在我国糖厂使用， 效果是明显的，笔者认为只要是技术成熟的部分糖 厂必须投入资金进行改造和添置新设备，我国甘蔗 糖厂平均能耗就可以大幅降低。