CN218755054U - 一种食品级碳酸钾和食品级碳酸氢钾的生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及资源利用领域，提供一种食品级碳酸钾和食品级碳酸氢钾的生产系统，包括依次连接的废气预处理系统、碳酸化系统、分离系统及后处理系统；所述废气预处理系统包括依次连接的水洗装置及碱洗装置；所述碳酸化系统包括依次连接的废气压缩装置、碳化装置和尾气吸收装置，废气压缩装置与碱洗装置连接，所述分离系统包括依次连接的结晶装置和离心装置，结晶装置与碳化装置连接，离心装置将物料分离后得到母液和固体；所述后处理系统包括依次连接的洗涤装置和碳酸氢钾干燥系统，洗涤装置与离心装置连接，并将离心分离后得到的固体进行洗涤；本实用新型生产系统可经济、高效的将烟道气再利用并转化为高纯度的食品级碳酸钾和食品级碳酸氢钾。

Description

一种食品级碳酸钾和食品级碳酸氢钾的生产系统

技术领域

本实用新型涉及资源利用技术领域，具体而言，涉及一种食品级碳酸钾和食品级碳酸氢钾的生产系统。

背景技术

碳酸氢钾在化工生产、食品加工、医药等领域有应用。具体地，如碳酸氢钾在化工生产上可用作生产碳酸钾、醋酸钾、亚砷酸钾的原料，也用于石油、化学品之灭火剂。也可用于医药，用来补充钾，用于治疗低钾症，也用作营养增补剂、赋形剂。在食品工业中作焙粉、发泡盐、化学膨松剂。在分析化学中碳酸氢钾常用作分析试剂。在实验室作酸度调节剂。中国碳酸氢钾主要消费领域还是食品领域，作为食品添加剂在烘焙领域、酸度调节剂领域代替碳酸氢钠的使用，其次是农业化肥、畜牧业、纸浆处理、灭火器等。与碳酸钾性质接近，只是碳营养的比例更高，钾营养的比例略低。

二氧化碳是全球目前产量最大的温室气体，是气候变暖的重要因素，据国际能源署报道，2010年世界二氧化碳排放量达到331.6亿吨，其中我国二氧化碳排放约83.3亿吨。而燃煤、燃气等产生的烟道气中含有大量的二氧化碳，具有稳定集中、处理量大等特点，是实现减排目标重要方向。为了减轻污染，烟道气在排放前往往需要经过吸收和处理。目前，关于烟道气的处理和利用主要采用碱水吸收法对二氧化碳进行吸收之后再进行解吸、回收二氧化碳，如专利(CN101318651)公开了一种利用氨水作为吸收剂从烟道气吸收并回收二氧化碳的设备和方法，该设备包括吸收塔和连接到吸收塔的循环冷却器，使得高温吸收剂从吸收塔被回收，冷却至预设的温度，且随后被再次提供到吸收塔中，以散发当从烟道气吸收二氧化碳时产生的吸收热。此类方法只能对烟道气中的二氧化碳先进行回收储存，再释放、利用，步骤繁琐，回收成本也较高。

因此，如何经济、高效的吸收利用烟道气中的二氧化碳，并将其转废为宝成为亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种食品级碳酸钾和食品级碳酸氢钾的生产系统，其可经济、高效的将烟道气再利用并转化为高纯度的食品级碳酸钾和食品级碳酸氢钾。

本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：

一种食品级碳酸钾和食品级碳酸氢钾的生产系统，包括依次连接的废气预处理系统、碳酸化系统、分离系统及后处理系统；

所述废气预处理系统包括用于对废气进行降温的水洗装置以及对废气进行除杂的碱洗装置，所述水洗装置与碱洗装置依次连接；

所述碳酸化系统包括依次连接的废气压缩装置、碳化装置和尾气吸收装置，所述烟道气压缩装置与碱洗装置连接，

所述分离系统包括依次连接的结晶装置和离心装置，所述结晶装置与所述碳化装置连接，所述离心装置将物料分离后得到母液和固体；

所述后处理系统包括依次连接的洗涤装置和碳酸氢钾干燥系统，所述洗涤装置与所述离心装置连接，并将离心分离后得到的固体进行洗涤。

进一步地，所述水洗装置内设置有冷却装置。

进一步地，所述冷却装置为冷却盘管或冷却器。

进一步地，所述水洗装置为水洗塔，所述碱洗装置为碱洗塔。

进一步地，所述废气压缩装置用于将废气加压至0.05-1MPa。

进一步地，所述碳酸氢钾干燥系统包括依次连接的空气加热器、振动流化床及送气装置。

进一步地，所述送气装置包括依次连接的旋风分离器、布袋除尘器、送风机和引风机；所述旋风分离器与所述振动流化床连通。

进一步地，还包括母液回收系统，所述母液回收系统包括依次连接的浓缩装置和碳酸钾干燥系统；所述母液回收系统用于将离心装置得到的母液进行浓缩。

进一步地，所述干燥装置为喷雾干燥机。

进一步地，所述浓缩装置的出料端还连接有所述碳化装置。

本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型处理系统将烟道气先转换成碳酸钾和碳酸氢钾的混合物，然后再将混合物进行分离分别得到高纯度的碳酸氢钾和碳酸钾，而且不会引入其他杂质，反应时间短，极大的降低了能源消耗。

2、本实用新型回收系统适合连续生产的需要，符合工业化生产的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的食品级碳酸钾和食品级碳酸氢钾的生产系统的流程图；

图标：1-废气预处理系统，11-水洗装置，12-碱洗装置，2-碳酸化系统，21-废气压缩装置，22-碳化装置，23-尾气吸收装置，3-分离系统，31-结晶装置，32-离心装置，4-后处理系统，41-洗涤装置，42-碳酸氢钾干燥系统，5-母液回收系统，51-浓缩装置，52-碳酸钾干燥系统。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

需要说明的是，本实施例中所述的碳化装置选用化工领域常用的碳化釜，蒸发装置选用化工领域常用的蒸发釜或浓缩釜，第一分离装置及第二分离装置选用化工领域常用的离心机，蒸汽冷凝装置选用化工领域常用的蒸汽冷凝器，中和装置选用化工领域常用的中和釜。

实施例1

一种食品级碳酸钾和食品级碳酸氢钾的生产系统，包括依次连接的废气预处理系统1、碳酸化系统2、分离系统3及后处理系统4；本实施例针对的废气为含二氧化碳的废气，如烟道气；

所述废气预处理系统1包括用于对废气进行降温的水洗装置11以及对废气进行除杂的碱洗装置12，所述水洗装置11与碱洗装置12依次连接；具体地，水洗装置11为水洗塔，所述碱洗装置12为碱洗塔；水洗塔的主要作用是除去烟道气中固体颗粒杂质和大部分酸性气体(SO₂和NO₂)，同时对烟道气进行降温，因此水洗塔内设置有冷却盘管(较优地，冷却盘管呈蛇形设置于水洗装置11内侧)或在水洗塔液相出口管路设置有冷却器，本领域技术人员可根据实际生产需求进行合理选择；水洗降温后的烟道气进入碱洗塔，碱洗塔内通入的碱洗液为碳酸钾或碳酸氢钾或两者的混合物，从而完全洗涤脱出大部分酸性气体；

碳酸化系统2用于将预处理后的废气与含钾碱性物质进行碳酸化反应，得到碳酸钾和碳酸氢钾的混合液，所述碳酸化系统2包括依次连接的废气压缩机、碳化塔和尾气吸收塔，所述烟道气压缩机与碱洗塔连接，具体地，压缩机将净化后的烟道气加压至0.05-1MPa(g)，进入碳化塔进行碳酸化反应，得到碳酸钾和碳酸氢钾的混合液，未被吸收的二氧化碳则进入尾气吸收塔，尾气吸收塔中为含钾碱性物质，如氢氧化钾或碳酸钾溶液或两者的混合物，同于对二氧化碳进行充分吸收，吸收得到碳酸钾稀溶液，稀溶液再泵入碳化塔进行碳化反应；

分离系统3用于对上述碳酸化之后得到的混合液降温，结晶析出含少量碳酸钾的碳酸氢钾固体；所述分离系统3包括依次连接的结晶釜和离心机，所述结晶釜与所述碳化塔连接，所述离心机将物料分离后得到母液和固体；具体地，将得到的碳化混合溶液泵入结晶釜，再向结晶釜夹套中通入冷却水，将碳化混合溶液冷却结晶，完成结晶后，将晶浆液转移至离心机，进行固液分离，得到母液和固体；

所述后处理系统4包括依次连接的洗涤装置41和干燥系统，所述洗涤装置41与所述离心装置32连接，并将离心分离后得到的固体进行洗涤。

将上述离心分离后得到的固体再用二氧化碳加压溶气罐中溶解有二氧化碳的纯水进行洗涤，然后将洗涤后的固体转移至碳酸氢钾干燥系统42，碳酸氢钾干燥系统42主要由空气加热器、振动流化床、旋风分离器、布袋除尘器、送风机和引风机等组成。空气加热器将空气加热后进入振动流化床，碳酸氢钾在振动流化床中蒸发出碳酸钾中的水份，得到满足GB1886.247—2016标准的碳酸氢钾；尾气经过旋风分离器和布袋除尘器除尘后排入大气，完成干燥的碳酸氢钾冷却至40℃后包装。

在本实施例中，还包括母液回收系统5，所述母液回收系统5包括依次连接的浓缩装置51和碳酸钾干燥系统52；所述母液回收系统5用于将离心装置32得到的母液进行浓缩；

具体地，可将得到的母液回收得到碳酸钾也可回收得到碳酸氢钾，如果要制得碳酸氢钾，则直接将浓缩后的母液的出料端连接至所述碳化装置22进行碳酸化及后续步骤进行循环碳酸化，将母液中的碳酸钾转换为碳酸氢钾，从而增加碳酸氢钾产量；如若要制得碳酸钾则将浓缩后的母液送入碳酸钾干燥系统52进行干燥，碳酸钾干燥系统52主要由换热器、降膜浓缩器、天然气燃烧器、离心喷雾干燥塔、旋风分离器、尾气洗涤塔、送风机和引风机组成。固液分离后的母液首先进入尾气洗涤塔，进行洗涤，使尾气排放达标，同时利用尾气中的热量使母液温度提高，再将母液泵入换热器，利用降膜浓缩器的蒸汽冷凝液对母液再次加热，使母液温度升温，之后进入降膜浓缩器，碳酸钾被浓缩之后再泵入离心喷雾干燥塔，与来自天然气燃烧器的高温气体进行接触干燥，同时使碳酸钾溶液里的少量碳酸氢钾在高温下全部分解为碳酸钾，干燥后的碳酸钾固体经过旋风分离器收集，得满足GB25588—2010标准的食品级碳酸钾，温度冷却至40℃后包装。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种食品级碳酸钾和食品级碳酸氢钾的生产系统，其特征在于，包括依次连接的废气预处理系统、碳酸化系统、分离系统及后处理系统；

所述废气预处理系统包括用于对废气进行降温的水洗装置以及对废气进行除杂的碱洗装置，所述水洗装置与碱洗装置依次连接；

所述碳酸化系统包括依次连接的废气压缩装置、碳化装置和尾气吸收装置，所述废气压缩装置与碱洗装置连接，

所述分离系统包括依次连接的结晶装置和离心装置，所述结晶装置与所述碳化装置连接，所述离心装置将物料分离后得到母液和固体；

所述后处理系统包括依次连接的洗涤装置和碳酸氢钾干燥系统，所述洗涤装置与所述离心装置连接，并将离心分离后得到的固体进行洗涤。

2.根据权利要求1所述的食品级碳酸钾和食品级碳酸氢钾的生产系统，其特征在于，所述水洗装置内设置有冷却装置。

3.根据权利要求2所述的食品级碳酸钾和食品级碳酸氢钾的生产系统，其特征在于，所述冷却装置为冷却盘管或冷却器。

4.根据权利要求1所述的食品级碳酸钾和食品级碳酸氢钾的生产系统，其特征在于，所述水洗装置为水洗塔，所述碱洗装置为碱洗塔。

5.根据权利要求1所述的食品级碳酸钾和食品级碳酸氢钾的生产系统，其特征在于，所述废气压缩装置用于将废气加压至0.05-1MPa。

6.根据权利要求1所述的食品级碳酸钾和食品级碳酸氢钾的生产系统，其特征在于，所述碳酸氢钾干燥系统包括依次连接的空气加热器、振动流化床及送气装置。

7.根据权利要求6所述的食品级碳酸钾和食品级碳酸氢钾的生产系统，其特征在于，所述送气装置包括依次连接的旋风分离器、布袋除尘器、送风机和引风机；所述旋风分离器与所述振动流化床连通。

8.根据权利要求1所述的食品级碳酸钾和食品级碳酸氢钾的生产系统，其特征在于，还包括母液回收系统，所述母液回收系统包括依次连接的浓缩装置和碳酸钾干燥系统；所述母液回收系统用于将离心装置得到的母液进行浓缩。

9.根据权利要求8所述的食品级碳酸钾和食品级碳酸氢钾的生产系统，其特征在于，所述碳酸钾干燥系统包括尾气洗涤塔、换热器、降膜浓缩器、天然气燃烧器、离心喷雾干燥塔、旋风分离器、送风机和引风机。

10.根据权利要求8所述的食品级碳酸钾和食品级碳酸氢钾的生产系统，其特征在于，所述浓缩装置的出料端还连接有所述碳化装置。

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