【技术实现步骤摘要】
本申请涉及化工生产的，特别是涉及一种食品级氢氧化钾的生产工艺及系统。
技术介绍
1、配方奶粉为婴幼儿的日用消耗品，柠檬酸钾用于奶粉添加剂中，其氯酸盐含量过高会影响儿童智力，这就需要在柠檬酸钾的生产过程中严格控制氯酸盐的含量，而48％氢氧化钾溶液产品作为食品添加剂柠檬酸钾的生产原料，对氢氧化钾溶液中的氯酸盐含量亦有严格要求，即48％氢氧化钾溶液中的氯酸盐含量需小于10ppm。氢氧化钾是离子膜电解氯化钾而得到，采用离子交换膜法电解饱和氯化钾溶液，在阳极室生成氯气，在阴极室生成氢气和30％氢氧化钾。同时在阴、阳极室存在一定量的副反应，氯气和阴极产物氢氧化钾反应而生成少量的氯酸钾，电解生成的30％氢氧化钾再经蒸发浓缩至48％氢氧化钾产品销售。氯酸钾在氢氧化钾溶液蒸发浓缩过程中进一步富集，48％氢氧化钾溶液中的氯酸钾含量约30-40ppm，达不到食品添加剂柠檬酸钾的生产原料(48％氢氧化钾)对氯酸盐含量低于10ppm的要求。
技术实现思路
1、本申请的目的是为克服现有技术的不足而提供一种食品级氢氧化钾的生产工艺及系统，通过在三效逆流降膜蒸发装置生产48％氢氧化钾产品工艺过程中，加入绵白糖溶液，使绵白糖与氯酸盐在155℃-165℃的温度下能快速的完成反应，以实现降低48％氢氧化钾溶液中氯酸盐的含量。
2、根据本申请提出的一种食品级氢氧化钾的生产工艺，该生产工艺具体步骤包括：
3、糖溶液配比：清洗第一糖贮槽和第二糖贮槽，分别向第一糖贮槽和第二糖贮槽内加入纯水和蒸汽冷凝水，
4、去除氯酸盐：来自电解工序浓度为28％-30％的氢氧化钾溶液自三效蒸发器顶端的入口进入，在三效蒸发器进行蒸发浓缩后，经过三效泵和二效换热器，进入二效蒸发器后，打开二效泵进口管道上的排净阀，启动糖溶液计量泵，置换糖溶液计量泵出口至二效泵进口的糖溶液管道，管道置换干净后，关闭糖溶液计量泵，关闭排净阀，打开二效泵进口的糖溶液加料阀，再次启动糖溶液计量泵，加入糖溶液，氢氧化钾溶液从二效蒸发器流出与糖溶液经过二效泵和一效换热器均匀混合后，经管道送入一效蒸发器的顶部，均匀的混合液在一效蒸发器内蒸发浓缩成浓度为50％的氢氧化钾溶液；
5、精密过滤：将一效蒸发器蒸发浓缩的浓度为50％的氢氧化钾溶液通过一效泵、一效换热器a、二效换热器a、50％氢氧化钾溶液冷却器运送至配碱槽一和配碱槽二，在配碱槽一和配碱槽二中加入纯水进行精确调配，将浓度为50％的氢氧化钾调配成浓度合格的48％的氢氧化钾溶液，浓度合格的氢氧化钾溶液再通过配碱泵送入过滤装置，经过两级过滤后，得到透明的浓度为48％的氢氧化钾溶液产品；
6、制得的48％氢氧化钾溶液产品中的氯酸盐含量小于10ppm。
7、作为优选，所述去除氯酸盐步骤中，一效蒸发器内溶液的压力为150kpa，二效蒸发器内溶液的压力为-30kpa，三效蒸发器内溶液的压力为-90kpa；一效和二效蒸发器管程材质为镍n6，三效蒸发器管程材质为不锈钢316l，一效蒸发器、二效蒸发器和三效蒸发器的壳程材质均为碳钢q345r。
8、作为优选，所述去除氯酸盐步骤中，三效蒸发器的温度为70-80℃、二效蒸发器的温度为105-115℃；一效蒸发器的温度为155-165℃。
9、作为优选，所述两级过滤的滤芯分别为2微米和1微米。
10、作为优选，所述去除氯酸盐步骤中，均匀的混合液通过长30米的管道进入一效蒸发器顶部料液分配器，沿蒸发器内垂直的换热管呈膜状自然流下，使氢氧化钾溶液沸腾，氯酸盐与糖溶液发生反应更充分。
11、本申请还包括一种食品级氢氧化钾的生产系统，该系统包括三效蒸发系统和加糖系统，三效蒸发系统包括一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、一效冷凝液回收器、二效冷凝液回收器、三效冷凝液回收器、表面冷凝器、真空泵一、真空泵二、分离罐、一效换热器、二效换热器、50％氢氧化钾溶液冷却器、一效泵、二效泵、三效泵和流量调节阀；一效蒸发器的热源入口外接蒸汽，一效蒸发器的二次蒸汽连通二效蒸发器，二效蒸发器的二次蒸汽连通三效蒸发器，一效蒸发器、二效蒸发器和三效蒸发器串联设置，三效蒸发器通过管道依次连接三效泵、二效换热器、二效蒸发器、二效泵、一效换热器和一效蒸发器，一效蒸发器的出口设置一效泵，50％氢氧化钾溶液冷却器设置在一效蒸发器50％氢氧化钾溶液出口的管道上；一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器的下方分别设置有一效冷凝液回收器、二效冷凝液回收器和三效冷凝液回收器，三效蒸发器通过管道与表面冷凝器连接，表面冷凝器通过管道分别与真空泵一和真空泵二连接，真空泵一和真空泵二通过管道与分离罐连接，流量调节阀设置在三效蒸发器28％-30％氢氧化钾溶液的进口管道上；
12、加糖系统包括第一糖贮槽、第二糖贮槽、第一计量泵、第二计量泵、排净阀、加料阀、脉冲阻尼器、纯水进口阀一和蒸汽冷凝水进口阀，脉冲阻尼器设置在第一计量泵和第二计量泵的一侧，加料阀和排净阀依次设置在二效泵和糖溶液计量泵的管路之间，纯水进口阀一和蒸汽冷凝水进口阀设置在第一糖贮槽和第二糖贮槽的上方，加糖系统设置在二效蒸发器和一效蒸发器的管路之间。
13、作为优选，在二效泵和糖溶液计量泵的管路之间还设有流量计和止回阀。
14、作为优选，一效换热器包括一效换热器a和一效换热器b，二效换热器包括二效换热器a和二效换热器b，一效换热器a和一效换热器b、二效换热器a和二效换热器b均并联设置；一效换热器和二效换热器均为板式换热器。
15、作为优选，所述50％氢氧化钾溶液冷却器包括50％氢氧化钾溶液冷却器a和50％氢氧化钾溶液冷却器b，50％氢氧化钾溶液冷却器a和50％氢氧化钾溶液冷却器b并联设置。
16、作为优选，所述一效蒸发器内的换热管数量为80根，管壁厚度为1.65mm，换热管的直径为50mm,换热管的长度为7326mm。
17、本申请与现有技术相比，其有益效果在于：
18、第一，通过在三效逆流降膜蒸发装置生产48％氢氧化钾产品工艺过程中，加入绵白糖溶液，绵白糖溶液能在较低的温度(155℃-165℃)下使糖与氯酸盐反应，从而降低48％氢氧化钾产品中氯酸盐的含量。
19、第二，将加糖系统设置在二效蒸发器和一效蒸发器的管路之间，加入一定浓度和流量的绵白糖溶液，使绵白糖溶液与氢氧化钾溶液混合均匀并有足够的反应时间；在加糖系统还设置了排净阀，如此可置换加糖系统管道中的糖溶液，提高糖溶液的纯度从而改善48％氢氧化钾溶液产品的质量。
20、第三、糖溶液经过二效泵和板式换热器再进入一效蒸发器的入口，而不是从加糖系统直接进入一效蒸发器入口，如此使得二效泵进口压力低，可选择普通的糖溶液计量泵，降低了设备及运行成本，还可通过二效泵叶轮旋转和板式换热器，使糖和氢氧化钾溶液混合更加均匀。
【技术保护点】
1.一种食品级氢氧化钾的生产工艺，其特征在于，该生产工艺具体步骤包括：
2.根据权利要求1所述的一种食品级氢氧化钾的生产工艺，其特征在于：所述去除氯酸盐步骤中，一效蒸发器(1)内溶液的压力为150KPa，二效蒸发器(2)内溶液的压力为-30KPa，三效蒸发器(3)内溶液的压力为-90KPa；一效和二效蒸发器管程材质为镍N6，三效蒸发器(3)管程材质为不锈钢316L，一效蒸发器(1)、二效蒸发器(2)和三效蒸发器(3)的壳程材质均为碳钢Q345R。
3.根据权利要求1所述的一种食品级氢氧化钾的生产工艺，其特征在于：所述去除氯酸盐步骤中，三效蒸发器(3)的温度为70-80℃、二效蒸发器(2)的温度为105-115℃；一效蒸发器(1)的温度为155-165℃。
4.根据权利要求1所述的一种食品级氢氧化钾的生产工艺，其特征在于：所述精密过滤步骤中，两级过滤的滤芯分别为2微米和1微米。
5.根据权利要求1所述的一种食品级氢氧化钾的生产工艺，其特征在于：所述去除氯酸盐步骤中，均匀的混合液通过长30米的管道进入一效蒸发器顶部料液分配器，沿蒸发器内
6.一种食品级氢氧化钾的生产系统，其特征在于：该系统包括三效蒸发系统和加糖系统，三效蒸发系统包括一效蒸发器(1)、二效蒸发器(2)、三效蒸发器(3)、一效冷凝液回收器(11)、二效冷凝液回收器(12)、三效冷凝液回收器(13)、表面冷凝器(4)、真空泵一(25)、真空泵二(26)、分离罐(5)、一效换热器(14,15)、二效换热器(16,17)、50％氢氧化钾溶液冷却器(18,19)、一效泵(20)、二效泵(21)、三效泵(22)和流量调节阀(30)；一效蒸发器(1)的热源入口外接蒸汽，一效蒸发器(1)的二次蒸汽连通二效蒸发器(2)，二效蒸发器(2)的二次蒸汽连通三效蒸发器(3)，一效蒸发器(1)、二效蒸发器(2)和三效蒸发器(3)串联设置，三效蒸发器(3)通过管道依次连接三效泵(22)、二效换热器(16,17)、二效蒸发器(2)、二效泵(21)、一效换热器(14,15)和一效蒸发器(1)，一效蒸发器(1)的出口设置一效泵(20)，50％氢氧化钾溶液冷却器(18,19)设置在一效蒸发器50％氢氧化钾溶液出口的管道上；一效蒸发器(1)、二效蒸发器(2)、三效蒸发器(3)的下方分别设置有一效冷凝液回收器(11)、二效冷凝液回收器(12)和三效冷凝液回收器(13)，三效蒸发器(3)通过管道与表面冷凝器(4)连接，表面冷凝器(4)通过管道分别与真空泵一(25)和真空泵二(26)连接，真空泵一(25)和真空泵二(26)通过管道与分离罐(5)连接，流量调节阀(30)设置在三效蒸发器28％-30％氢氧化钾溶液的进口管道上；
7.根据权利要求6所述的一种食品级氢氧化钾的生产系统，其特征在于：在二效泵(21)和糖溶液计量泵(23,24)的管路之间还设有流量计(28)和止回阀(29)。
8.根据权利要求6所述的一种食品级氢氧化钾的生产系统，其特征在于：一效换热器包括一效换热器A(14)和一效换热器B(15)，二效换热器包括二效换热器A(16)和二效换热器B(17)，一效换热器A(14)和一效换热器B(15)、二效换热器A(16)和二效换热器B(17)均并联设置；一效换热器和二效换热器均为板式换热器。
9.根据权利要求6所述的一种食品级氢氧化钾的生产系统，其特征在于：所述50％氢氧化钾溶液冷却器包括50％氢氧化钾溶液冷却器A(18)和50％氢氧化钾溶液冷却器B(19)，50％氢氧化钾溶液冷却器A(18)和50％氢氧化钾溶液冷却器B(19)并联设置。
10.根据权利要求6所述的一种食品级氢氧化钾的生产系统，其特征在于：所述一效蒸发器(1)内的换热管数量为80根，管壁厚度为1.65mm，换热管的直径为50mm,换热管的长度为7326mm。
...【技术特征摘要】
1.一种食品级氢氧化钾的生产工艺，其特征在于，该生产工艺具体步骤包括：
2.根据权利要求1所述的一种食品级氢氧化钾的生产工艺，其特征在于：所述去除氯酸盐步骤中，一效蒸发器(1)内溶液的压力为150kpa，二效蒸发器(2)内溶液的压力为-30kpa，三效蒸发器(3)内溶液的压力为-90kpa；一效和二效蒸发器管程材质为镍n6，三效蒸发器(3)管程材质为不锈钢316l，一效蒸发器(1)、二效蒸发器(2)和三效蒸发器(3)的壳程材质均为碳钢q345r。
3.根据权利要求1所述的一种食品级氢氧化钾的生产工艺，其特征在于：所述去除氯酸盐步骤中，三效蒸发器(3)的温度为70-80℃、二效蒸发器(2)的温度为105-115℃；一效蒸发器(1)的温度为155-165℃。
4.根据权利要求1所述的一种食品级氢氧化钾的生产工艺，其特征在于：所述精密过滤步骤中，两级过滤的滤芯分别为2微米和1微米。
5.根据权利要求1所述的一种食品级氢氧化钾的生产工艺，其特征在于：所述去除氯酸盐步骤中，均匀的混合液通过长30米的管道进入一效蒸发器顶部料液分配器，沿蒸发器内垂直的换热管呈膜状自然流下，使氢氧化钾溶液沸腾，氯酸盐与糖溶液发生反应更充分。
6.一种食品级氢氧化钾的生产系统，其特征在于：该系统包括三效蒸发系统和加糖系统，三效蒸发系统包括一效蒸发器(1)、二效蒸发器(2)、三效蒸发器(3)、一效冷凝液回收器(11)、二效冷凝液回收器(12)、三效冷凝液回收器(13)、表面冷凝器(4)、真空泵一(25)、真空泵二(26)、分离罐(5)、一效换热器(14,15)、二效换热器(16,17)、50％氢氧化钾溶液冷却器(18,19)、一效泵(20)、二效泵(21)、三效泵(22)和流量调节阀(30)；一效蒸发器(1)的热源入口外接蒸汽，一效蒸发器(1)的二次蒸汽连通二效蒸发器(2)，二效蒸发器(2)的二次蒸汽连通三效蒸发器(3)，一效蒸发器(1)、二...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐永兴，肖道兵，曹进，周金龙，
申请(专利权)人：江苏奥喜埃化工有限公司，
类型：发明
国别省市：
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