[發(fā)明專利]稀硫酸MVR耦合冷凍濃縮系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810046898.4
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108178133B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 司澤田;韓東;岳晨;何緯峰;蒲文灝;陳俊杰
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: C01B17/88
• 分類號: C01B17/88
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種稀硫酸MVR耦合冷凍濃縮系統(tǒng)，其特征在于：包括原料罐（1）、第一循環(huán)泵（2）、預(yù)熱器（3）、產(chǎn)品罐（4）、凝水罐（5）、第二循環(huán)泵（6）、第三循環(huán)泵（7）、第一控制閥（8）、密度計(jì)（9）、節(jié)流閥（10）、冷凍罐（11）、第二控制閥（12）、第三控制閥（13）、第一吸附器（14）、第二吸附器（15）、電動機(jī)（16）、蒸汽壓縮機(jī)（17）、水洗罐（19）、融冰罐（21）、過濾網(wǎng)（23），冷凍罐（11）內(nèi)部底端設(shè)置有第一噴嘴（18），水洗罐（19）內(nèi)部頂端設(shè)置有第二噴嘴（20），融冰罐（21）內(nèi)部設(shè)置有換熱盤管（22），底部設(shè)置有過濾網(wǎng)（23）；

冷凍罐（11）具有進(jìn)口、底部出口、頂部出口、溢流口；

水洗罐（19）具有進(jìn)口、底部出口、溢流口；

融冰罐（21）具有進(jìn)口、底部出口、換熱盤管進(jìn)口、換熱盤管出口；

其中原料罐（1）的出口經(jīng)過第一循環(huán)泵（2）與預(yù)熱器（3）冷側(cè)進(jìn)口相連，預(yù)熱器（3）冷側(cè)出口與冷凍罐（11）相連，預(yù)熱器（3）熱側(cè)進(jìn)口與融冰罐（21）底部出口相連，預(yù)熱器（3）熱側(cè)出口與凝水罐（5）進(jìn)口相連，凝水罐（5）出口經(jīng)過第二循環(huán)泵（6）與水洗罐（19）中的第二噴嘴（20）相連，冷凍罐（11）和水洗罐（19）的底部出口同時(shí)經(jīng)過第三循環(huán)泵（7）與冷凍罐（11）進(jìn)口相連；

其中冷凍罐（11）頂部出口分成兩條支路，各自連接一個(gè)控制閥和吸附器后共同連接蒸汽壓縮機(jī)（17）的進(jìn)口，蒸汽壓縮機(jī)（17）由電動機(jī)（16）驅(qū)動，蒸汽壓縮機(jī)（17）出口與融冰罐（21）中的換熱盤管（22）進(jìn)口相連，換熱盤管（22）出口經(jīng)過節(jié)流閥（10）與冷凍罐（11）中的第一噴嘴（18）相連，冷凍罐（11）溢流口與水洗罐（19）進(jìn)口相連，水洗罐（19）溢流口與融冰罐（21）進(jìn)口相連，產(chǎn)品罐（4）進(jìn)口與冷凍罐（11）底部出口相連，管路上安裝用以檢測管中液體是否達(dá)到指標(biāo)的密度計(jì)（9）；

所述稀硫酸溶液初始濃度為1%-30%，濃縮濃度最大為30%；所述低沸點(diǎn)循環(huán)工質(zhì)是一種極易揮發(fā)的化學(xué)物質(zhì)，沸點(diǎn)要求低于-35℃；

工作時(shí)，原料罐（1）中的稀硫酸溶液經(jīng)過第一循環(huán)泵（2）加壓從預(yù)熱器（3）的冷側(cè)進(jìn)口進(jìn)入進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱之后稀硫酸溶液從預(yù)熱器（3）的冷側(cè)出口流出，通過管路進(jìn)入冷凍罐（11），與低溫低壓的液態(tài)低沸點(diǎn)工質(zhì)進(jìn)行熱量交換，液態(tài)低沸點(diǎn)工質(zhì)吸收熱量之后變?yōu)闅鈶B(tài)，由冷凍罐（11）上部導(dǎo)出經(jīng)吸附器（14）或者吸附器（15）去除其中的稀硫酸之后進(jìn)入蒸汽壓縮機(jī)（17）壓縮，變成高溫高壓的氣體再進(jìn)入融冰罐（21）中的換熱盤管（22），而冷凍罐（11）中的稀硫酸溶液放出熱量之后將會析出大量的冰塊，通過溢流口流入到水洗罐（19），凝水罐（5）中的淡水經(jīng)過第二循環(huán)泵（6）抽至水洗罐（19）頂部進(jìn)口，再通過第二噴嘴（20）噴出沖洗冰塊，冰塊沖洗之后通過水洗罐（19）的溢流口進(jìn)入融冰罐（21）被低沸點(diǎn)工質(zhì)加熱融化變?yōu)橐簯B(tài)水，再經(jīng)過過濾網(wǎng)（23）過濾，從預(yù)熱器（3）熱側(cè)進(jìn)口流入，預(yù)熱稀硫酸溶液，再從熱側(cè)出口流出，最終收集至凝水罐（5），而冷凍罐（11）和水洗罐（19）中的剩余液經(jīng)過第三循環(huán)泵（7）繼續(xù)通入冷凍罐（11）進(jìn)行濃縮，換熱盤管（22）中的低沸點(diǎn)工質(zhì)釋放潛熱之后經(jīng)過節(jié)流閥（10）降溫降壓后通入冷凍罐（11）進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)；最后采用密度計(jì)（9）測得冷凍罐（11）中的硫酸達(dá)到指標(biāo)之后收集至產(chǎn)品罐（4）。