CN110407687A - 柠檬酸及其钠盐联产系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种柠檬酸及其钠盐联产系统，其中包括依次连接的子系统柠檬酸预浓缩系统，无水柠檬酸蒸发结晶系统，一水柠檬酸冷却结晶系统，柠檬酸钠反应系统，二水柠檬酸钠蒸发结晶系统，并且所述子系统均与主控制系统并行相连。本发明的特点在于：第一采用高效节能装置将传统生产单元进行系统集成，极大降低能耗；第二将柠檬酸母液深度利用，可以大量减少母液处理量的同时生产出不同粒度、纯度的无水柠檬酸产品、一水柠檬酸产品、二水柠檬酸钠产品，满足不同用户需求，提高单位产量附加值；第三可以根据市场情况灵活调整各产品的产量比例，整个过程自动化程度高，响应速度快。

Description

柠檬酸及其钠盐联产系统

技术领域

本发明涉及生物发酵工程技术领域或化工领域，尤其涉及一种柠檬酸及其钠盐联产系统。

背景技术

柠檬酸的生产工艺以及现在生产过程中所面临的问题：

目前，我国柠檬酸产能占世界总产能80％以上，其中，几乎所有的柠檬酸产品来自于发酵法，发酵法柠檬酸生产过程中的柠檬酸浓缩及结晶能耗占总能耗比重相当大，柠檬酸作为大众产品，其利润很大程度上依赖其生产过程中的能耗。另一方面，由于储运和末端应用的需要，对应特定颗粒度和高的粒度均匀性的柠檬酸及其钠盐产品具有较好的市场和较大的利润空间，因此，如何有效的降低能耗和提高柠檬酸及其钠盐的晶体质量成为各大柠檬酸企业提高利润和市场占有率的重要因素。

在传统的离子交换法提取柠檬酸生产工艺中，利用为柠檬酸离交液经过四效蒸发器预浓缩，预浓缩后的一股物料进入单效或双效蒸发结晶装置进行结晶，另一股物料进入冷却结晶生成一水柠檬酸。此过程蒸汽能耗相对较高，双效结晶温度高、易碳化物控制不理想，产品等级不高，同时，无水柠檬酸母液需要大量回流至离交前进行重新处理，处理时应进行兑水操作，兑水后又需要重新蒸发浓缩，浪费了大量蒸汽。柠檬酸钠生产工艺为用柠檬酸颗粒与液体碱液反应，然后再蒸发结晶生成二水柠檬酸钠，此过程同样造成能源浪费，且整体产能不可控。

发明内容

本发明的目的是提供一种柠檬酸及其钠盐联产系统，以解决现有技术中能耗高、粒度小且粒度分布不均匀的技术问题，同时解决由于市场波动导致的产能调节缓慢、滞后、自动化程度不高等问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提供一种柠檬酸及其钠盐联产系统，包括依次连接的子系统：柠檬酸预浓缩系统，无水柠檬酸蒸发结晶系统，一水柠檬酸冷却结晶系统，柠檬酸钠反应系统，二水柠檬酸钠蒸发结晶系统。

在一种优选实施例中，所述柠檬酸预浓缩系统包括依次连接的主蒸发器、第一分离器、第一缓冲罐，第一缓冲罐连通至下游的无水柠檬酸蒸发结晶系统；在所述主蒸发器上游，连接有预热器；

所述柠檬酸预浓缩系统还包括第一MVR压缩机，所述第一分离器的蒸汽出口连接至第一MVR压缩机气体入口，第一MVR压缩机气体出口连接至主蒸发器的加热通道；

所述预热器包括依次连接的一级预热器和二级预热器，二级预热器连接在主蒸发器的上游，一级预热器连接在二级预热器的上游，主蒸发器加热通道出口连通至一级预热器的换热介质管道入口；所述一级预热器的换热介质管道的出口，与第一冷凝器连接；

所述一级预热器上游有依次连接的一级质量流量计、一级泵；所述第一分离器的液体出口分两个方向，分别与主蒸发器和第一缓冲罐相连，主蒸发器与第一分离器的液体出口之间连有二级泵，第一分离器的液体出口与第一缓冲罐之间有依次连接的三级泵、二级质量流量计、一级自动调节阀，第一分离器与一级自动调节阀之间连有二级自动调节阀；所述主蒸发器的液体出口有依次连接的三级质量流量计、四级泵。

柠檬酸原料比重在1.05至1.2之间，进入所述缓冲罐柠檬酸原料的比重在1.3～1.4之间，质量百分含量在20％-50％之间，进料温度在20℃至60℃之间。

在一种优选实施例中，所述柠檬酸预浓缩系统中的主蒸发器的型式为板式蒸发器或管事蒸发器，主蒸发器的操作温度范围在40℃～70℃之间；第一MVR压缩机的型式为离心式或罗茨式，第一MVR压缩机为单级或多级串联，其中多级串联表示至少两级串联，第一MVR压缩机温升范围在10℃～22℃之间。

在一种优选实施例中，所述无水柠檬酸蒸发结晶系统包括依次连接的第一细晶消除器、第一增稠浮选器、第一离心机、第一沸腾床干燥器、第一振动分筛机连通至下游的柠檬酸钠反应系统；

所述第一增稠浮选器的液体出口与第一冷却结晶器液体入口相连，第一结晶器晶体出口与第一细晶消除器晶体入口相连；所述第一离心机的液体出口与第一母液罐液体入口相连，第一母液罐与第一冷却结晶器液体入口相连，第一母液罐的液体出口连通至下游的一水柠檬酸冷却结晶系统，第一振动分筛机与第一自动包装机相连；

所述第一增稠浮选器与第一离心机之间有依次连接的一级泵、一级自动调节阀、一级质量流量计，第一增稠浮选器与第一冷却结晶器之间有依次连接的二级泵、二级自动调节阀、二级质量流量计，第一冷却结晶器与第一细晶消除器之间有依次连接的三级泵、三级质量流量计、三级自动调节阀，第一母液罐与第一冷却结晶器之间有依次连接的四级泵、四级自动调节阀、四级质量流量计；

所述第一冷却结晶器的蒸汽出口与第二MVR压缩机的气体入口相连，第二MVR压缩机的气体出口与第一换热器的换热介质管道入口相连，第一换热器的换热介质管道出口与第一冷凝器相连；所述第一冷却结晶器的液体出口、第一换热器的原料管道入口、第一换热器的原料管道出口、第一冷却结晶器的液体入口依次相连。

所述的无水柠檬酸蒸发结晶系统生产的无水柠檬酸粒度在18目～100目范围内可调，与之对应目数下的CV值在15％以下。

在一种优选实施例中，所述一水柠檬酸冷却结晶系统包括依次连接的一级换热器的原料管道入口、第二冷却结晶器、第二增稠浮选器、第二离心机、第二母液罐、一级换热器的换热介质管道连通至下游的柠檬酸钠反应系统；

所述第二冷却结晶器的液体出口与二级换热器的原料管道入口连有一级泵，二级换热器的原料管道出口与第二冷却结晶器的液体入口相连；

所述第二离心机的固体出口、第二沸腾床干燥器、第二振动分筛机、第二自动包装机依次相连；

所述一级预热器与第二冷却结晶器之间有依次连接的一级质量流量计、一级自动调节阀，第二冷却结晶器与第二增稠浮选器之间有依次连接的二级泵、二级质量流量计、二级自动调节阀，第二增稠浮选器与二级换热器之间有依次连接的三级自动调节阀、三级质量流量计、三级泵，第二增稠浮选器与第二离心机之间有依次连接的四级泵、四级自动调节阀、四级质量流量计，第二母液罐与第二冷却结晶器之间有依次连接的五级泵、五级自动调节阀、五级质量流量计，第二母液罐与一级预热器之间连有六级泵，第二母液罐的液体出口有依次连接的七级泵、六级质量流量计。

在一种优选实施例中，所述一水柠檬酸冷却结晶系统中的换热器为管式强制循环换热器，冷却结晶器为DTB型结晶器或OSLO型结晶器。所述冷却结晶器可以生产一水柠檬酸的粒度为5目～60目可调，对应目数下的CV值小于15％。所述缓冲罐中的母液设置两个出料方向，一个拥有柠檬酸钠反应结晶给料，一个去回流进一步除杂处理后用于生产无水柠檬酸，以实现不同产量要求的灵活调节。

在一种优选实施例中，所述柠檬酸钠反应系统包括依次连接的一级反应结晶器、一级精滤管、第二缓冲罐，还包括依次连接的二级反应结晶器、二级精滤管、一级吸附罐、一级脱色罐缓冲罐，以及包括依次连接的第二缓冲罐、二级脱色罐、二级吸附罐、三级精滤管；

所述一级反应结晶器上游连有一级加碱系统和依次连接一级料仓、二级料仓，二级反应结晶器上游连有二级加碱系统，一级反应结晶器与一级精滤管之间连有一级泵，二级反应结晶器与二级精滤管之间连有二级泵，第二缓冲罐的液体出口有依次连接的三级泵、一级自动调节阀、一级质量流量计连接至下游的二水柠檬酸钠蒸发结晶系统；

三级精滤管的液体出口有依次连接的二级自动调节阀、二级质量流量计连接至下游的二水柠檬酸钠蒸发结晶系统。

在一种优选实施例中，所述二水柠檬酸钠蒸发结晶系统包括依次连接的第二细晶消除器、第三增稠浮选器、第三离心机、第三沸腾床干燥器、第三振动分筛机；

所述第三增稠浮选器的液体出口与第三冷却结晶器液体入口相连，第三冷却结晶器晶体出口与第二细晶消除器晶体入口相连；

所述第三离心机的液体出口与第三母液罐液体入口相连，第三母液罐与第三冷却结晶器液体入口相连，第二振动分筛机与第二自动包装机相连；

所述第二细晶消除器上游连有一级自动调节阀；

所述第三增稠浮选器与第三离心机之间有依次连接的二级泵、一级自动调节阀、一级质量流量计，所述第三增稠浮选器与第三冷却结晶器之间有依次连接的三级泵、二级自动调节阀、二级质量流量计，第三冷却结晶器与一级自动调节阀相连，第三冷却结晶器与第二细晶消除器之间有依次连接的四级泵、三级质量流量计、三级自动调节阀，第三母液罐与第三冷却结晶器之间有依次连接的五级泵、四级自动调节阀、四级质量流量计，第三母液罐的上游连有六级泵；所述第三冷却结晶器的蒸汽出口与第三MVR压缩机的气体入口相连，第三MVR压缩机的气体出口与第二换热器的换热介质管道入口相连，第二换热器的换热介质管道出口与冷凝器相连；所述第三冷却结晶器的液体出口、第二换热器的原料管道入口、第二换热器的原料管道出口、第三冷却结晶器的液体入口依次相连。

在一种优选实施例中，所述增稠浮选器中内部设有倒锥形挡板，一级反应结晶器为间歇操作，内设有可调速搅拌装置，自动进料系统将二级料仓中的柠檬酸颗粒进行计量称重后一次加注至一级反应结晶器内，一级加碱系统根据自控系统返回值加注液碱，二级加碱系统可加注液碱或片碱。

在一种优选实施例中，所述各子系统分别与主控制系统相连，且各子系统利用其内部的泵和质量流量计的连接进行连锁控制泵的开关，从而调节进料流量；所述质量流量计将实时获取的密度、温度、流量数据反馈至主控制系统，从而实现主控系统对各子系统运作的连锁控制；所述主控制系统包括信息接收及存储模块、自运算模块、反馈控制模块，其中主控系统连锁控制对各子系统运作。

在一种优选实施例中，一种柠檬酸及其钠盐联产方法，其实施步骤包括：

步骤1：柠檬酸溶液进行预浓缩，得到第一浓缩液；

步骤2：第一浓缩液进行蒸发结晶，得到无水柠檬酸晶体和母液；

步骤3：母液进行冷却结晶，得到一水柠檬酸晶体和第二浓缩液；

步骤4：向第二浓缩液中加碱，反应得柠檬酸钠，再经过滤干燥结晶得柠檬酸钠晶体和反应液；

步骤5：反应液经增稠后，蒸发结晶得到二水柠檬酸钠晶体。

在一种优选实施例中，所述柠檬酸预浓缩过程包括：柠檬酸溶液经主蒸发器得到汽液混合物；所述汽液混合物进入第一分离器产生二次蒸汽和第一浓缩液；

所述二次蒸汽经过第一MVR压缩机得到溶液进入主蒸发器；

所述第一浓缩液经过第一缓冲罐进行压缩升温，为主蒸发器提供热源。

在一种优选实施例中，所述无水柠檬酸蒸发结晶过程包括：第一浓缩液经第一细晶消除器除去全部或部分晶体，得到除晶溶液进入第一增稠浮选器得固液混合物，固液混合物进行固液分离得柠檬酸晶体和母液，柠檬酸晶体依次经第一沸腾床干燥器干燥和第一振动分筛机筛分得无水柠檬酸晶体。

在一种优选实施例中，所述一水柠檬酸冷却结晶过程包括：母液进入第二冷却结晶器得到含晶体的溶液，含晶体的溶液进入第二增稠浮选器得固液混合物，固液混合物进行固液分离得到晶体和第二浓缩液；

所述晶体依次经过第二沸腾床干燥器进行干燥、第二振动分筛机进行分筛得到一水柠檬酸晶体。

在一种优选实施例中，所述柠檬酸钠反应结晶过程包括：无水柠檬酸晶体与碱一起进入一级反应结晶器进行反应得到含晶体的第一反应混合物，反应混合物经一级精滤管进入第二缓冲罐；

第二浓缩液与碱一起进入二级反应结晶器反应得到含晶体的第二反应混合物，第二反应混合物经二级精滤管、一级吸附罐、一级脱色罐缓冲罐进入第二缓冲罐。

在一种优选实施例中，所述第二缓冲罐中的反应混合物依次经过二级脱色罐、二级吸附罐、三级精滤管进入二水柠檬酸钠蒸发结晶系统。

在一种优选实施例中，所述二水柠檬酸钠蒸发结晶过程包括：所述二水柠檬酸钠蒸发结晶过程包括：反应液经第二细晶消除器除去全部或部分晶体，得到除晶溶液进入第三增稠浮选器得固液混合物，固液混合物进行固液分离得柠檬酸钠晶体和母液，柠檬酸钠晶体经第三沸腾床干燥器进行干燥和第三振动分筛机进行分筛得二水柠檬酸钠晶体。

本发明与现有的提取柠檬酸生产工艺相比，本发明为一种自动化生产柠檬酸及其钠盐的装置，利用主控制系统对子系统柠檬酸预浓缩系统，无水柠檬酸蒸发结晶系统，一水柠檬酸冷却结晶系统，柠檬酸钠反应系统，二水柠檬酸钠蒸发结晶系统的运作实现连锁控制系统生产柠檬酸及其钠盐，各子系统内部可以通过泵和质量流量计的连接进行连锁控制泵的开关以及质量流量计将实时获取的密度、温度、流量数据反馈至主控制系统，从而实现自动化控制系统；本申请采用MVR蒸发及MVR结晶节能工艺，可以大量节约新鲜蒸汽，缓解企业面临的环保压力。

附图说明

图1为一种柠檬酸及其钠盐联产系统流程简图；

图2为图1中虚线框1柠檬酸预浓缩系统放大图；

图3为图1中虚线框2无水柠檬酸蒸发结晶系统放大图；

图4为图1中虚线框3一水柠檬酸冷却结晶系统放大图；

图5为图1中虚线框4柠檬酸钠反应系统放大图；

图6为图1中虚线框5二水柠檬酸钠蒸发结晶系统放大图。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明做进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，本发明提供一种柠檬酸及其钠盐联产系统，包括：依次连接的子系统柠檬酸预浓缩系统(图2)，无水柠檬酸蒸发结晶系统(图3)，一水柠檬酸冷却结晶系统(图4)，柠檬酸钠反应系统(图5)，二水柠檬酸钠蒸发结晶系统(图6)，并且所述子系统均与主控制系统并行相连。

所述柠檬酸预浓缩系统(图2)，包括依次通过物料管道连接的主蒸发器1Z01、分离器1F01、缓冲罐1G01，其中：主蒸发器1Z01物料出口连通至分离器1F01，分离器1F01液体出口连通至所述缓冲罐1G01，分离器1F01顶部设有蒸汽出口；在所述主蒸发器1Z01上游，连接有预热器，预热器物料出口连通至主蒸发器1Z01物料通道进口；主蒸发器1Z01内设有加热通道对物料通道进行加热。所述分离器1F01的液体出口与缓冲罐1G01之间依次设有三级泵1P03、二级质量流量计1LL02、一级自动调节阀1V01。所述缓冲罐1G01的下游依次接有七级泵1P07、四级质量流量计1LL04，三级自动调节阀1V03，且三级自动调节阀1V03下游的1O1连接至下游的无水柠檬酸蒸发结晶系统的细晶消除器2HH01。

所述无水柠檬酸蒸发结晶系统(图3)，包括依次通过物料管道连接的细晶消除器2HH01、增稠浮选器2ZC01、离心机2LX01、沸腾床干燥器2GZ01、振动分筛机2SF01、自动包装机2BZ01；其中，离心机2LX01设有液体出口和固体出口，所述离心机2LX01的固体出口依次连接沸腾床干燥器2GZ01、振动分筛机2SF01获得合格晶体，送入自动包装机2BZ01，其中振动分筛机2SF01筛选出的不合格晶体2O2(如颗粒过大的晶体)连接至下游的柠檬酸钠反应系统的第一料仓4LC1；所述离心机2LX01的液体出口连通至母液罐2G01，且母液罐2G01下游的2O1连接至下游的一水柠檬酸冷却结晶系统的一级换热器3H02。

所述一水柠檬酸冷却结晶系统(图4)，包括依次通过物料管道连接的一级换热器3H02、冷却结晶器3J01、增稠浮选器3ZC01、离心机3LX01、母液罐3G01，其中，离心机3LX01设有液体出口和固体出口，离心机3LX01的液体出口连通至母液罐3G01，母液罐3G01的液体出口连接至换热器3H02的换热介质管道至下游的3O1连接至下游的柠檬酸钠反应系统的第二反应结晶器4J02。

所述柠檬酸钠反应系统(图5)包括依次连接的第一料仓4LC1，第二料仓4LC2，第一反应结晶器4J01，一级泵4P01，第三精滤管4GL3，缓冲罐4G01，三级泵4P03，自动调节阀4V02，质量流量计4LL02，且质量流量计4LL02下游的4O1连接至下游的二水柠檬酸钠蒸发结晶系统的自动调节阀5V01，并且第一加碱系统4M1与第一反应结晶器4J01相连，第二加碱系统4M2与第二反应结晶器4J02相连；所述第二反应结晶器4J02下游依次连接精滤管4GL1、吸附罐4XF1、脱色罐4TS1，所述脱色罐4TS1连接至缓冲罐4G01。

所述二水柠檬酸钠蒸发结晶系统(图6)包括依次连接的自动调节阀5V01，细晶消除器5HH01，增稠悬浮器5ZC01，离心机5LX01，沸腾床干燥器5GZ01，振动分筛机5SF01，出料口5M1，其中离心机5LX01的液体出料口连接至母液罐5G01，母液罐5G01经泵5P06下游的4O2连接至柠檬酸钠反应系统(图5)，经质量流量计5LL06、自动调节阀5V06、精滤管4GL2、吸附罐4XF2、脱色罐4TS2，所述脱色罐4TS2连接至缓冲罐4G01。

本实施例提供的柠檬酸及其钠盐联产系统的工作流程如下：

稀柠檬酸溶液1MI01进入柠檬酸预浓缩系统(图2)，经过预热器加热后，再经过主蒸发器1Z01得到的气液混合物，气液混合物经过分离器1F01进行气液分离，得到的预浓缩柠檬酸物料，预浓缩柠檬酸物料送入缓冲罐1G01得到1O1进入无水柠檬酸蒸发结晶系统(图3)的细晶消除器2HH01，去除物料A中的晶体得到物料B，物料B进入增稠浮选器2ZC01得到物料C，物料C进入离心机2LX01进行固液分离得到晶体和物料D，晶体依次经过沸腾床干燥器2GZ01、振动分筛机2SF01、自动包装机2BZ01进行干燥、筛分、包装获得无水柠檬酸晶体，其中在振动分筛机2SF01还得到含无水柠檬酸晶体的溶液2O2进入柠檬酸钠反应系统(图6)的第一料仓4LC1；物料D进入母液罐2G01得到2O1进入一水柠檬酸冷却结晶系统(图4)的一级换热器3H02；2O1经过一级换热器3H02进行换热，进入冷却结晶器3J01进行结晶处理得到物料E，物料E进人增稠浮选器3ZC01得到物料F，物料F进入离心机3LX01进行固液分离得到一水柠檬酸晶体和物料G，物料G经过换热器3H02的换热介质管道得到3O1进入柠檬酸钠反应系统(图6)的第二反应结晶器4J02，2O2和碱4M1经过两级料斗进入结晶器4J01进入缓冲罐4G01，3O1和碱4M2进入结晶器4J02经过进入精滤管4GL1、吸附罐4XF1、脱色罐4TS1缓冲罐4G01得到4O1进入二水柠檬酸钠蒸发结晶系统(图6)经自动调节阀5V01，经过细晶消除器5HH01得到的物料H，再经过增稠浮选器5ZC01得到的物料I，再经过离心机5LX01得到柠檬酸钠晶体和物料J，物料J经过母液罐2G01得到的物料K，柠檬酸钠晶体经过沸腾床干燥器5GZ01、振动分筛机5SF01得到干燥的柠檬酸钠晶体经过自动包装机5BZ01得到柠檬酸钠晶体成品，其中经母液罐5G01和泵5P06的4O2流回柠檬酸钠反应系统(图5)，经质量流量计5LL06、自动调节阀5V06、精滤管4GL2、吸附罐4XF2、脱色罐4TS2流回至缓冲罐4G01。

本实施例所述柠檬酸及其钠盐联产系统，柠檬酸整体收率(包括柠檬酸、柠檬酸钠)可以达到98％。

实施例2

参照图2，基于实施例1本实施例提供的柠檬酸预浓缩系统还包括MVR压缩机1Y01，所述分离器1F01的蒸汽出口连接至MVR压缩机1Y01气体入口，MVR压缩机1Y01气体出口连接至主蒸发器1Z01的加热通道入口。

所述预热器包括依次连接的一级预热器1H02和二级预热器1H03，二级预热器1H03连接在主蒸发器1Z01的上游，一级预热器1H02连接在二级预热器1H03的上游，主蒸发器1Z01加热通道出口连通至一级预热器1H02的换热介质管道入口。

所述一级预热器1H02的换热介质管道的出口，与冷凝器1H01连接。所述冷凝器1H01的一个出口分两个支路分别设有五级泵1P05和六级泵1P06。

所述一级预热器1H02上游有依次连接的一级质量流量计1LL01、一级泵1P01。

所述主蒸发器1Z01的加热通道出口设有排废支路，排废支路上依次设有三级质量流量计1LL03、四级泵1P04。

本实施例的工作方式如下：

分离器1F01分离出的气体，送入MVR压缩机1Y01进行压缩升温，然后送入主蒸发器1Z01的加热通道内，与主蒸发器1Z01内的物料进行热交换，对主蒸发器1Z01内物料进行加热。热交换后的流体送入一级预热器1H02的换热介质管道入口，与一级预热器1H02内的物料进行换热，对一级预热器1H02的物料进行预热，从而实现废气的重复利用和余热利用。

热交换后的流体经过一级预热器1H02后，送入冷凝器1H01进行冷却，然后通过泵1P05或1P06排出。

另外的加热流体1S01通过二级预热器1H03，与进入二级预热器1H03的物料进行换热，将通过一级预热器1H02进行预热的物料进一步加热。

实施例3

参照图3，基于实施例1本实施例提供的无水柠檬酸蒸发结晶系统还包括结晶器2J01，所述结晶器2J01设有第一出口、第二出口、第三出口。

所述结晶器2J01的第一出口依次通过一级泵2P01、四级质量流量计2LL04、四级自动调节阀2V04连接至细晶消除器2HH01，细晶消除器2HH01依次通过二级质量流量计2LL02、二级自动调节阀2V02、三级泵2P03连接至增稠浮选器2ZC01。

所述增稠浮选器2ZC01与离心机2LX01之间的物料管道上依次设有四级泵2P01、一级自动调节阀2V01、一级质量流量计2LL01。

所述结晶器2J01的第二出口通过二级泵2P02连接换热器2H01的物料管道入口，换热器2H01的物料管道出口连接至结晶器2J01。

所述换热器2H01的换热介质管道出口连接至冷凝器2H02。

所述冷凝器2H02设有两个出口，第一出口依次设有七级泵2P07和五级质量流量计2LL05；第二出口设有八级泵2P08。

所述换热器2H01的入口连接至MVR压缩机2Y01出口，MVR压缩机2Y01入口连接至结晶器2J01。

所述结晶器2J01的第三出口依次通过三级质量流量计2LL03、三级自动调节阀2V03、五级泵2P05连接至母液罐2G01。

本实施例的工作方式如下：

结晶器2J01排出的气体，送入MVR压缩机2Y01进行压缩升温，然后送入换热器2H01，换热器2H01排出的热气体经冷凝器2H02降温排出；增稠浮选器3ZC01的溶液1经结晶器2J01流向细晶消除器2HH01；结晶器2J01内的溶液2经换热器2H01流回至结晶器2J01；母液罐2G01的母液流回结晶器2J01。

实施例4

参照图4，基于实施例1本实施例提供的一水柠檬酸冷却结晶系统，包括依次通过物料管道连接的一级换热器3H02、冷却结晶器3J01、增稠浮选器3ZC01、离心机3LX01、母液罐3G01，其中，离心机3LX01设有液体出口和固体出口，离心机3LX01的液体出口连通至母液罐3G01。

一级换热器3H02与冷却结晶器3J01之间的物料管道上依次设有一级质量流量计3LL01和一级自动调节阀3V01。

所述冷却结晶器3J01设有两个出口，第一出口依次通过三级泵3P03、二级质量流量计3LL02、二级自动调节阀3V02与所述增稠浮选器3ZC01连通；第二出口通过一级泵3P01连接至二级换热器3H01的原料管道进口，二级换热器3H01的原料管道出口与冷却结晶器3J01连接。

二级换热器3H01的原料管道进口与增稠浮选器3ZC01之间的物料管道上依次设有二级泵3P02、三级质量流量计3LL03、三级自动调节阀3V03。

所述增稠浮选器3ZC01与离心机3LX01之间的物料管道上依次设有四级泵3P04、四级自动调节阀3V04、四级质量流量计3LL04。

所述母液罐3G01设有三个出口，第一出口通过五级泵3P05、五级自动调节阀3V05、五级质量流量计3LL05连接至冷却结晶器3J01的第一出口；第二出口通过七级泵3P07连接至一级换热器3H02的换热介质管道；第三出口依次连有六级泵3P06和六级质量流量计3LL06。

离心机3LX01的固体出口依次连有干燥器3GZ01、筛分机3SF01、自动包装机3BZ01。

本实施例的工作方式如下：

冷却结晶器3J01内的溶液3经换热器3H01流回冷却结晶器3J01；换热器3H01内的溶液4流向增稠浮选器3ZC01；母液罐3G01内的溶液5通过流回五级泵3P05、五级自动调节阀3V05、五级质量流量计3LL05至冷却结晶器3J01。

实施例5

参照图6，基于实施例1本实施例提供的二水柠檬酸钠蒸发结晶系统还包括结晶器5J01，所述结晶器5J01设有第一出口、第二出口、第三出口。

所述结晶器5J01的第一出口依次通过一级泵5P01、四级质量流量计5LL04、四级自动调节阀5V04连接至细晶消除器5HH01，细晶消除器5HH01依次通过二级质量流量计5LL02、二级自动调节阀5V02、三级泵5P03连接至增稠浮选器5ZC01。

所述增稠浮选器5ZC01与离心机5LX01之间的物料管道上依次设有四级泵5P01、一级自动调节阀5V01、一级质量流量计5LL01。

所述结晶器5J01的第二出口通过二级泵5P02连接换热器2H01的物料管道入口，换热器5H01的物料管道出口连接至结晶器5J01。

所述换热器5H01的换热介质管道出口连接至冷凝器5H02。

所述冷凝器5H02设有两个出口，第一出口依次设有七级泵5P07和五级质量流量计5LL05；第二出口设有八级泵5P08。

所述换热器5H01的入口连接至MVR压缩机5Y01出口，MVR压缩机5Y01入口连接至结晶器5J01。

所述结晶器5J01的第三出口依次通过三级质量流量计5LL03、三级自动调节阀5V03、五级泵5P05连接至母液罐5G01。

本实施例的工作方式如下：

结晶器5J01排出的气体，送入MVR压缩机5Y01进行压缩升温，然后送入换热器5H01，换热器5H01排出的热气体经冷凝器5H02降温排出；增稠浮选器5ZC01的溶液6经结晶器5J01流向细晶消除器5HH01；结晶器5J01内的溶液7经换热器5H01流回至结晶器5J01；母液罐5G01的母液流回结晶器5J01。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种柠檬酸及其钠盐联产系统，其特征在于：包括依次连接的子系统：柠檬酸预浓缩系统，无水柠檬酸蒸发结晶系统，一水柠檬酸冷却结晶系统，柠檬酸钠反应系统，二水柠檬酸钠蒸发结晶系统。

2.根据权利要求1所述的一种柠檬酸及其钠盐联产系统，其特征在于：所述柠檬酸预浓缩系统包括依次连接的主蒸发器、第一分离器、第一缓冲罐，第一缓冲罐连通至下游的无水柠檬酸蒸发结晶系统；在所述主蒸发器上游，连接有预热器；

所述柠檬酸预浓缩系统还包括第一MVR压缩机，所述第一分离器的蒸汽出口连接至第一MVR压缩机气体入口，第一MVR压缩机气体出口连接至主蒸发器的加热通道；

所述预热器包括依次连接的一级预热器和二级预热器，二级预热器连接在主蒸发器的上游，一级预热器连接在二级预热器的上游，主蒸发器加热通道出口连通至一级预热器的换热介质管道入口；所述一级预热器的换热介质管道的出口，与第一冷凝器连接；

所述分离器的液体出口分两个方向，分别与主蒸发器和缓冲罐相连。

3.根据权利要求2所述的一种柠檬酸及其钠盐联产系统，其特征在于：主蒸发器的型式为板式蒸发器或管式蒸发器，主蒸发器的操作温度范围在40℃～70℃之间；第一MVR压缩机的型式为离心式或罗茨式，第一MVR压缩机为单级或多级串联，第一MVR压缩机温升范围在10℃～22℃之间。

4.根据权利要求1所述的一种柠檬酸及其钠盐联产系统，其特征在于：所述无水柠檬酸蒸发结晶系统包括依次连接的第一细晶消除器、第一增稠浮选器、第一离心机、第一沸腾床干燥器、第一振动分筛机连通至下游的柠檬酸钠反应系统；

所述第一增稠浮选器的液体出口与第一冷却结晶器液体入口相连，第一结晶器晶体出口与第一细晶消除器晶体入口相连；所述第一离心机的液体出口与第一母液罐液体入口相连，第一母液罐与第一冷却结晶器液体入口相连，第一母液罐的液体出口连通至下游的一水柠檬酸冷却结晶系统，第一振动分筛机与第一自动包装机相连；

所述第一冷却结晶器的蒸汽出口与第二MVR压缩机的气体入口相连，第二MVR压缩机的气体出口与第二换热器的换热介质管道入口相连，第二换热器的换热介质管道出口与第一冷凝器相连；所述第一冷却结晶器的液体出口、第二换热器的原料管道入口、第二换热器的原料管道出口、第一冷却结晶器的液体入口依次相连。

5.根据权利要求1所述的一种柠檬酸及其钠盐联产系统，其特征在于：所述一水柠檬酸冷却结晶系统包括依次连接的一级换热器的原料管道入口、第二冷却结晶器、第二增稠浮选器、第二离心机、第二母液罐、一级换热器的换热介质管道连通至下游的柠檬酸钠反应系统；

所述二级换热器的原料管道出口与第二冷却结晶器的液体入口相连；第二离心机的固体出口、第二沸腾床干燥器、第二振动分筛机、第二自动包装机依次相连。

6.根据权利要求1所述的一种柠檬酸及其钠盐联产系统，其特征在于：所述柠檬酸钠反应系统包括依次连接的一级反应结晶器、一级精滤管、第二缓冲罐，还包括依次连接的二级反应结晶器、二级精滤管、一级吸附罐、一级脱色罐缓冲罐，以及包括依次连接的第二缓冲罐、二级脱色罐、二级吸附罐、三级精滤管；

所述一级反应结晶器上游连有一级加碱系统和依次连接一级料仓、二级料仓，二级反应结晶器上游连有二级加碱系统，

第二缓冲罐的液体出口连接至下游的二水柠檬酸钠蒸发结晶系统，三级精滤管的液体出口连接至下游的二水柠檬酸钠蒸发结晶系统。

7.根据权利要求1所述的一种柠檬酸及其钠盐联产系统，其特征在于：所述二水柠檬酸钠蒸发结晶系统包括依次连接的第二细晶消除器、第三增稠浮选器、第三离心机、第三沸腾床干燥器、第三振动分筛机；

所述第三增稠浮选器的液体出口与第三冷却结晶器液体入口相连，第三冷却结晶器晶体出口与第二细晶消除器晶体入口相连；

所述第三离心机的液体出口与第三母液罐液体入口相连，第三母液罐与第三冷却结晶器液体入口相连，第二振动分筛机与第二自动包装机相连；

所述第二细晶消除器上游连有一级自动调节阀；

所述第三冷却结晶器的蒸汽出口与第三MVR压缩机的气体入口相连，第三MVR压缩机的气体出口与第二换热器的换热介质管道入口相连，第二换热器的换热介质管道出口与第二冷凝器相连；

所述第三冷却结晶器的液体出口、第二换热器的原料管道入口、第二换热器的原料管道出口、第三冷却结晶器的液体入口依次相连。

8.根据权利要求4、5或7所述的一种柠檬酸及其钠盐联产系统，其特征在于：所述增稠浮选器中内部设有倒锥形挡板，一级反应结晶器为间歇操作，内设有可调速搅拌装置，自动进料系统将二级料仓中的柠檬酸颗粒进行计量称重后一次加注至一级反应结晶器内，一级加碱系统根据自控系统返回值加注液碱，二级加碱系统可加注液碱或片碱。

9.根据权利要求1所述的一种柠檬酸及其钠盐联产系统，其特征在于：所述各子系统分别与主控制系统相连，且各子系统利用其内部的泵和质量流量计的连接进行连锁控制泵的开关，从而调节进料流量；所述质量流量计将实时获取的密度、温度、流量数据反馈至主控制系统，从而实现主控系统对各子系统运作的连锁控制；所述主控制系统包括信息接收及存储模块、自运算模块、反馈控制模块，其中主控系统连锁控制对各子系统运作。

10.一种柠檬酸及其钠盐联产方法，其特征在于，包括：

步骤1：柠檬酸溶液进行预浓缩，得到第一浓缩液；

步骤2：第一浓缩液进行蒸发结晶，得到无水柠檬酸晶体和母液；

步骤3：母液进行冷却结晶，得到一水柠檬酸晶体和第二浓缩液；

步骤4：向第二浓缩液中加碱，反应得柠檬酸钠，再经过滤干燥结晶得柠檬酸钠晶体和反应液；

步骤5：反应液经增稠后，蒸发结晶得到二水柠檬酸钠晶体。