食品级盐酸的生产系统及方法与流程

本申请涉及氯化氢合成，尤其涉及一种食品级盐酸的生产系统及方法。

背景技术：

1、盐酸为无色有刺激性臭味的液体，当有杂质时呈微黄色。有强烈的腐蚀性，浓盐酸在空气中发烟，触及氨蒸汽会生成白色云雾。盐酸是极强无机酸，对皮肤或纤维均有腐蚀作用，能与很多金属起化学反应生成金属氯化物并放出氢。与金属氧化物、碱反应生成盐和水。

2、盐酸包括工业级盐酸和食品级盐酸，其中，食品级盐酸主要用于食品加工、医药等行业，最常见的就是用作酸化剂，被用于腌制食品和制作调味品。可以在制化学酱油时，将蒸煮过的豆饼等原料浸泡在含有一定量盐酸的溶液中，保持一定温度，盐酸具有催化作用，能促使其中复杂的蛋白质进行水解，经过一定的时间，就生成具有鲜味的氨基酸，再用苛性钠(或用纯碱)中和，即得氨基酸钠。食品级盐酸同样也会用在一些去皮工艺和食品制造生产线上设备的清洗。

3、氯化氢合成炉是用于将氢气和氯气通入到反应釜中进行合成反应制得氯化氢气体，一般将生产的纯度较高的氢气和氯气直接输入合成炉中进行点燃，这样则会导致食品级盐酸生产过程中需要大量的氢气和氯气，且一般氢气相比于氯气过量，导致氢气的需求量更大，长期运行中导致氢气的消耗较大，进而导致食品级盐酸生产中成本较高。

技术实现思路

1、本申请提供一种食品级盐酸的生产系统及方法，用以解决背景技术中提到的上述问题。

2、一方面本申请提供一种食品级盐酸的生产系统，包括：氯乙烯生产装置、变压吸附装置、电解装置、洗涤塔、氢气缓冲罐、氯气缓冲罐、液氯压缩装置、氯化氢合成炉及氯化氢降膜吸收器。

3、氯乙烯生产装置的出口与变压吸附装置连接，变压吸附装置的氢气出口与氢气缓冲罐连接，电解装置的氢气出口与洗涤塔的气体入口连接，洗涤塔的出口也与氢气缓冲罐连接。

4、液氯压缩装置的尾气出口与氯气缓冲罐连接，氢气缓冲罐和氯气缓冲罐的出口均与氯化氢合成炉的进气口连接，氯化氢合成炉的气体出口与氯化氢降膜吸收器连接。

5、可选的，氯化氢合成炉包括石墨筒体、钢筒体、燃烧灯头座及冷却单元，钢筒体设置在石墨筒体的外周，燃烧灯头座位于石墨筒体内的底部。

6、冷却单元包括夹套，钢筒体与石墨筒体之间形成的空腔为夹套，钢筒体的下部开设有冷却水进口，钢筒体的上部开设有冷却水出口。

7、可选的，冷却单元还包括石墨换热板，石墨换热板位于石墨筒体内的上部，石墨换热板包括水平方向的冷却水流通通道和上下贯穿的氯化氢通孔。

8、冷却水流通通道包括于石墨换热板内水平开设的冷却水通管，冷却水通管上连通有多个环形冷却水支管，多个环形冷却水支管的出口端均连通有冷却水导出管，石墨换热板内上下贯穿有多个氯化氢通孔，多个氯化氢通孔与冷却水通管、环形冷却水支管及冷却水导出管均相错设置。

9、可选的，冷却水进口设置有第一调节阀，冷却水通管上设置有第二调节阀。

10、可选的，燃烧灯头座包括同轴套设的三层直径不同的输气管，由内到外分别为第一氢气输气管、氯气输气管及第二氢气输气管。

11、可选的，第一氢气输气管出口端连接有弧形罩体，弧形罩体上均匀开设有多个气孔，氯气输气管的出口端连接有多个导气板，多个导气板沿氯气运动的出口方向螺旋聚拢设置。

12、可选的，第二氢气输气管的出口端的直径小于第二氢气输气管的管体直径。

13、可选的，氯化氢降膜吸收器的液相出口连接有食品级盐酸储罐，氯化氢降膜吸收器的气相出口连接有碱液吸收罐，碱液吸收罐通过碱液泵连接有碱液循环槽。

14、另一方面，本申请提供一种食品级盐酸的生产方法，应用于上述的食品级盐酸的生产系统，该方法包括以下步骤：

15、(1)将氯乙烯生产装置中得到的含有氢气的氯乙烯混合气体输至变压吸附装置对氯乙烯进行变压吸附，将氢气与氯乙烯分离，得到第一氢气。

16、(2)将电解装置产生的氢气通过洗涤塔进行洗涤，得到第二氢气，并将第一氢气和第二氢气均输至氢气缓冲罐暂存。

17、(3)将氯气液压过程中的液氯压缩装置中的氯气尾气输至氯气缓冲罐暂存。

18、(4)将氯气缓冲罐内的氯气通过氢气管路输至氯化氢合成炉，同时将氢气缓冲罐内的氢气通过氢气管路输至氯化氢合成炉，使得氢气与氯气燃烧生成氯化氢粗气。

19、(5)将氯化氢粗气输至氯化氢降膜吸收器，使得氯化氢降膜吸收器中的脱盐水吸收氯化氢气体形成食品级盐酸；氯化氢降膜吸收过程中温度≤55℃。

20、可选的，氢气与氯气燃烧的体积比例为1：1.05-1.10，食品级盐酸的浓度≥32％。

21、本申请提供的食品级盐酸的生产系统及方法，实现了食品级盐酸的高效生产，相比于现有技术，具有如下有益效果：

22、(1)通过将氯乙烯生产工序中的氢气通过变压吸附装置进行净化，得到第一氢气，同时将电解工序产生的氢气通过洗涤塔进行洗涤，得到第二氢气，并将第一氢气和第二氢气一起用于氯化氢的合成。同时将氯气液压过程中的液氯压缩装置中的氯气尾气与第一氢气和第二氢气在氯化氢合成炉中燃烧，生成氯化氢粗品，再经过氯化氢降膜吸收器，使得脱盐水对氯化氢进行吸收，得到食品级盐酸。这样不仅有助于氢气的回收利用，还避免了氢气浪费，同时降低了生产成本，对企业来说具有较好的经济效益。

23、(2)通过设置夹套和石墨换热板共同对燃烧生成的氯化氢进行降温。石墨换热板包括水平方向的冷却水流通通道和上下贯穿的氯化氢通孔，使得燃烧生成的氯化氢由下至上穿过氯化氢通孔到达石墨换热板的上方，在氯化氢穿过氯化氢通孔的过程中，冷凝水通过冷却水通管、环形冷却水支管及冷却水导出管在石墨换热板内水平流动，此时冷凝水与氯化氢进一步换热，使得氯化氢的温度再次降低，方便后续对氯化氢气体的吸收，进而便于生产食品级盐酸。

24、(3)通过将第一氢气输气管出口端设置有弧形罩体，弧形罩体上均匀开设有多个气孔，氯气输气管的出口端连接有多个导气板，且多个导气板沿氯气运动方向螺旋聚拢设置。这样使得氯气输出时一边螺旋运动一边向上运动，同时氯气螺旋运动的同时，在氯气输气管的出口端形成负压，对第一氢气输气管出口端的氢气和第二氢气输气管出口端的氢气产生吸引力，使得两个出口端的氢气与氯气一起螺旋式上升，这样进一步提高氢气与氯气的混合程度，有利于氢气与氯气的燃烧，最大程度的生成氯化氢，提高了原料气氢气和氯气的使用率，同时提高了氯化氢的生成效率，进而提高了食品级盐酸的生产效率。

技术特征：

1.一种食品级盐酸的生产系统，其特征在于，包括：氯乙烯生产装置(1)、变压吸附装置(110)、电解装置(2)、洗涤塔(210)、氢气缓冲罐(3)、氯气缓冲罐(4)、液氯压缩装置(410)、氯化氢合成炉(5)及氯化氢降膜吸收器(6)；

2.根据权利要求1所述的食品级盐酸的生产系统，其特征在于，所述氯化氢合成炉(5)包括石墨筒体(510)、钢筒体(520)、燃烧灯头座(560)及冷却单元，所述钢筒体(520)设置在所述石墨筒体(510)的外周，所述燃烧灯头座(560)位于所述石墨筒体(510)内的底部；

3.根据权利要求2所述的食品级盐酸的生产系统，其特征在于，所述冷却单元还包括石墨换热板(540)，所述石墨换热板(540)位于所述石墨筒体(510)内的上部，所述石墨换热板(540)包括水平方向的冷却水流通通道和上下贯穿的氯化氢通孔(550)；

4.根据权利要求3所述的食品级盐酸的生产系统，其特征在于，所述冷却水进口(531)设置有第一调节阀(533)，所述冷却水通管(541)上设置有第二调节阀(544)。

5.根据权利要求4所述的食品级盐酸的生产系统，其特征在于，所述燃烧灯头座(560)包括同轴套设的三层直径不同的输气管，由内到外分别为第一氢气输气管(561)、氯气输气管(562)及第二氢气输气管(563)。

6.根据权利要求5所述的食品级盐酸的生产系统，其特征在于，其特征在于，所述第一氢气输气管(561)出口端连接有弧形罩体(5601)，所述弧形罩体(5601)上均匀开设有多个气孔(5602)，所述氯气输气管(562)的出口端连接有多个导气板(5603)，多个所述导气板(5603)沿氯气运动的出口方向螺旋聚拢设置。

7.根据权利要求6所述的食品级盐酸的生产系统，其特征在于，所述第二氢气输气管(563)的出口端的直径小于所述第二氢气输气管(563)的管体直径。

8.根据权利要求1-7任一项所述的食品级盐酸的生产系统，其特征在于，所述氯化氢降膜吸收器(6)的气相出口连接有碱液吸收罐(8)，所述碱液吸收罐(8)通过碱液泵(810)连接有碱液循环槽(820)。

9.一种食品级盐酸的生产方法，应用于上述权利要求1-8任一项所述的食品级盐酸的生产系统，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述氢气与所述氯气燃烧的体积比例为1：1.05-1.10，所述食品级盐酸的浓度≥32％。

技术总结本申请提供一种食品级盐酸的生产系统及方法，该系统包括：氯乙烯生产装置、变压吸附装置、电解装置、洗涤塔、氢气缓冲罐、氯气缓冲罐、液氯压缩装置、氯化氢合成炉及氯化氢降膜吸收器。氯乙烯生产装置的出口与变压吸附装置连接，变压吸附装置的氢气出口与氢气缓冲罐连接，电解装置的氢气出口与洗涤塔气体入口连接，洗涤塔出口与氢气缓冲罐连接。液氯压缩装置的尾气出口与氯气缓冲罐连接，氢气缓冲罐和氯气缓冲罐的出口均与氯化氢合成炉的进气口连接，氯化氢合成炉的气体出口与氯化氢降膜吸收器连接。该方法包括以下步骤：氢气洗涤净化、氯气与氢气燃烧生成氯化氢粗品、氯化氢吸收得到食品级盐酸。本申请实现了食品级盐酸的高效生产。技术研发人员：熊业晶,舒晨,袁伟根,韩雪冬,李斌,杨文利,张显峰,白云,杨晓艳受保护的技术使用者：内蒙古宜化化工有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19