饱充设备分为立式饱充罐和立式喷射管道反应器两种类型，甜菜糖厂多采用前一种类型。饱充设备的主要作用是使糖汁与窑气在设备内分散接触，使窑气中的二氧化碳与糖汁中的氢氧化钙形成过滤性能良好的碳酸钙沉淀，提高二氧化碳吸收率，使饱充汁碱度控制在最佳碱度范围内。为提高二氧化碳吸收率，饱充罐出现了很多类型，按窑气进入方式分为鼓泡进气式和切线进气式，按罐内的构造分为格板式、内循环套筒式和空置式，按糖汁与窑气流向又分为顺流式和逆流式。

（一）饱充罐的类型与结构

1.饱充罐的罐体

各种类型饱充罐的罐体相同，区别在于物料进罐方式及罐内设置。如图5-5和图5-6所示，饱充罐的罐体为立式、上下带有锥形体的圆筒。为便于从液面逸出的汽泡气液分离，可使上部筒体直径大于下部筒体直径，以扩大汽泡气液分离空间。罐体锥形底底部设有排污（排空）口，锥形顶顶部设有排气孔。在上锥形体内装有捕汁器，捕汁器的类型多为吊罩式和折流板式。饱充汁从下锥形体的中下部位引出经溢流箱排出，溢流箱的作用是使罐内保持一定液位，使糖汁中的氢氧化钙与窑气中的二氧化碳有一定的接触反应时间（饱充时间）。为使罐内产生的泡沫有足够的空间进行气液分离，防止冒罐发生，饱充罐内液位以上容积应为液位以下容积的1.5～2.0倍。并且在罐顶排气管出口处设置液相回流箱，回流箱的作用在于发生冒罐时可回收冒出的泡沫所带出的糖汁。

图5-5 切线隔板逆流式饱充罐

图5-6 鼓泡内循环套顺流式饱充罐

2.进气方式

切线进气饱充罐的窑气主管道在饱充罐下锥形体的部位分成四个分管，窑气以切线方向进入罐内，使罐内糖汁产生旋流，如图5-7所示。鼓泡进气式饱充罐的窑气管由罐体中部引入到罐中心后弯曲下行，与罐内下方的鼓泡器相接。鼓泡器是由总管分成若干环形或直形支管，支管由开口向下、底边带有锯齿的U形板罩在支管外围，支管的底部开成条形豁口。窑气进入支管后，由底部豁口排入液相，由于U形板的边缘带有锯齿，使排出的窑气充分分散到液相中。环形支管鼓泡器结构如图5-8所示。

图5-7 切线进气结构示意图

3.罐内设置

格板式饱充罐是在饱充罐内液位以下，均匀安装4～5块格形板（图5-5），将罐内液体分成5～6个区域，格板的作用在于加大窑气上升阻力，以提高窑气与糖汁分散接触机率。内循环套筒式饱充罐（图5-6）是在罐内安装一个同心套筒，其直径约为罐径的4/5，内套筒上沿低于溢流箱最低液位。糖汁与窑气沿内筒上升，沿外筒下降，从罐底引入溢流箱后排出。设置内循环套筒的饱充罐，饱充方式为顺流饱充。

图5-8 鼓泡进气结构示意图

4.逆流与顺流饱充

逆流饱充时，糖汁从罐内液位上方进入罐内，经伞形布料器分散落到液面，糖汁与窑气呈逆流运行，如图5-5所示。顺流饱充时，进汁管由下锥形体引入罐中心后与扩大管布料器相接，布料器出口设有螺旋导向板，糖汁入罐时产生旋流，扩大管出口略低于窑气入口，糖汁与窑气呈顺流运行，如图5-6所示。

由于碳酸饱充时易产生罐垢，格板和套筒在罐内使用一定时间后不及时除垢就会发生堵塞，对此有的糖厂在饱充罐内不设置格板和套筒，而是采用顺、逆流饱充罐组，适当提高窑气进气压力，使罐内液位高度适当提高，从而保证二氧化碳吸收率。此外，为提高二氧化碳吸收率采用循环泵进行强制循环，循环汁量约为进汁量的300%。

综上所述，饱充罐的组合类型可分为：鼓泡内循环套顺流式，鼓泡格板顺流式，鼓泡格板逆流式，鼓泡无格板（无套筒）顺、逆流式，切线格板逆流式，切线内循环套顺流式，切线无格板（无套筒）顺、逆流式等。

（二）饱充罐的工作原理(www.daowen.com)

饱充罐的工作原理就是使窑气均匀分散到糖汁中，与糖汁在罐内产生对流循环，实现气液两相分散接触，保持一定的反应时间和速度，在糖汁中生成过滤性能良好的碳酸钙沉淀。下面就鼓泡内循环顺流式和切线格板逆流式饱充罐分别作以讲解。

1.鼓泡内循环套顺流式饱充罐

鼓泡内循环套顺流式饱充罐如图5-6所示，主要由罐体、窑气鼓泡器、内套筒、蒸汽喷射管、扩大管布料器和溢流箱组成。

糖汁由罐底进入经布料器旋流进入罐内内套筒，与鼓泡器分布出来的窑气气泡直接接触，将窑气进一步分散成细微气团使其与罐内糖汁混合进行沉淀反应。糖汁与窑气沿内套筒旋流上升，到达内筒顶部时含有少量二氧化碳的汽泡部分逸出，逸出的汽泡在上升和经过捕汁器的过程中发生气液分离，泡沫粉碎、糖汁回落、气体经排气管排入户外捕汁箱。没有逸出的汽泡与糖汁一同溢流到外套筒内，沿内外套筒间隙旋流下行至罐底。糖汁与窑气在混合上升与下降过程中，沉淀反应持续进行，到达罐底时达到饱充碱度。达到饱充碱度的糖汁一部分从罐底引出，经溢流箱溢流排出；另一部分作为内循环汁随入罐糖汁一起继续旋流。当罐内泡沫密度过大即将发生冒罐时，打开通向罐内顶部的蒸汽喷射管阀门向罐内喷射蒸汽，来提高泡沫分离速度。

2.切线格板逆流式饱充罐

切线格板逆流式饱充罐如图5-5所示，主要由罐体、窑气切线分配器、格板、伞形布料器和溢流箱组成。

糖汁从罐体的中上部位进入罐内，经伞形布料器分散落向液面，沿格板孔道逐层下行。窑气经切线分配器切线进入罐内与糖汁混合，在罐内产生旋流，使窑气与糖汁分散接触。由于窑气进气压强大于罐内液位压强，所以窑气沿格板孔道逐层上升。在糖汁下降与窑气上升过程中，窑气中的二氧化碳不断与糖汁中的氢氧化钙发生沉淀反应。糖汁到达底部出口时碱度达到最佳碱度，从罐底引出，经溢流箱溢流排出。糖汁从分料器落向液面过程中与从液面逸出的含有少量二氧化碳的窑气进一步发生气液接触，吸收窑气中的二氧化碳，进行沉淀反应。

切线进气式饱充罐与鼓泡进气式饱充罐相比，气液分散度高，二氧化碳吸收率高，产生的细微泡沫多，所以泡沫汽液分散需用空间大。逆流饱充与顺流饱充相比，二氧化碳吸收率高，泡沫汽液分散需用空间大。双碳酸法一碳饱充需用时间为10min，二碳饱充时间为5min时，切线顺流式饱充罐的二氧化碳吸收率为65%～70%，切线逆流式饱充罐的二氧化碳吸收率为70%～75%；鼓泡顺流式饱充罐的二氧化碳吸收率为60%～65%，鼓泡逆流式饱充罐的二氧化碳吸收率为65%～70%。

（三）喷射抽气式管道反应器

由于在二碳饱充时管壁易于结垢，喷射抽气式管道反应器用于二碳饱充时要设有备用设备，以便轮换清洗。

式中 V_e——饱充罐的有效容积，m³。一碳饱充罐的有效容积为总容积的30%，二碳饱充罐的有效容积为总容积的40%。设计计算时一碳采用双罐饱充，V_e为双罐的总有效容积

A——甜菜加工量，t/d

a——饱充汁对甜菜的质量比

t——糖汁在饱充罐内的作用时间，min。一碳饱充无循环汁时取10min（在双罐内总饱充时间），二碳饱充取5min

ρ——糖汁密度，一碳汁取1090kg/m³，二碳汁取1060kg/m³

K——生产不均衡系数，取0.9