[發明專利]一種節能零排放低溫常壓蒸發結晶系統及其工作方法

在審

• 申請號: 202010117237.3
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111153543A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 王曉龍;郜時旺;劉練波;許世森
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

1.一種節能零排放低溫常壓蒸發結晶系統，其特征在于，包括蒸發室(2)、結晶釜(4)、蒸發冷凝換熱器(6)、冷凝室(19)和制冷室單元；

蒸發室(2)和冷凝室(19)頂部和下部連通，形成環狀的氣體循環通道，蒸發室(2)和冷凝室(19)的頂部連通處設有絕熱隔層，蒸發室(2)和冷凝室(19)的下部連通處設有氣體循環風機(8)，冷凝室(19)側部開設有空氣入口，氣體循環風機(8)的進風面朝向空氣入口，出風面朝向蒸發室(2)；

蒸發室(2)入口連接有濃鹽水進料泵(1)，蒸發室(2)內設有蒸發室噴淋器(9)和蒸發室填料(10)，蒸發室噴淋器(9)設在蒸發室填料(10)上方，蒸發室(2)底部出口與結晶釜(4)連接，結晶釜(4)與濃鹽水進料泵(1)連接，蒸發室(2)底部側出口與蒸發冷凝換熱器(6)的熱側連接，蒸發冷凝換熱器(6)的熱側與蒸發室噴淋器(9)連接；

冷凝室(19)內設有冷凝室噴淋器(17)和冷凝室填料(18)，冷凝室噴淋器(17)設在冷凝室填料(18)上方，冷凝室(19)底部出口與制冷室單元熱端連接，制冷室單元熱端與蒸發冷凝換熱器(6)的冷側連接，蒸發冷凝換熱器(6)的冷側連接有冷凝裝置(16)，冷凝裝置(16)與制冷室單元冷端連接，制冷室單元冷端與冷凝室噴淋器(17)連接；冷凝室(19)底部側出口連接有冷凝液排放管。

2.根據權利要求1所述的節能零排放低溫常壓蒸發結晶系統，其特征在于，制冷室單元包括依次連接的制冷室熱端換熱器(12)、節流閥(13)、制冷室冷端換熱器(14)和制冷室壓縮機(15)，低沸點工質在制冷室熱端換熱器(12)、節流閥(13)、制冷室冷端換熱器(14)和制冷室壓縮機(15)中循環，冷凝室(19)底部出口與制冷室熱端換熱器(12)連接，制冷室熱端換熱器(12)與蒸發冷凝換熱器(6)的冷側連接；冷凝裝置(16)與制冷室冷端換熱器(14)連接，制冷室冷端換熱器(14)與冷凝室噴淋器(17)連接。

3.根據權利要求1所述的節能零排放低溫常壓蒸發結晶系統，其特征在于，冷凝裝置(16)為冷凝風扇或冷卻器。

4.根據權利要求1所述的節能零排放低溫常壓蒸發結晶系統，其特征在于，蒸發室(2)底部出口與結晶釜(4)之間的連接管路上設有濃鹽水外排泵(3)。

5.根據權利要求1所述的節能零排放低溫常壓蒸發結晶系統，其特征在于，蒸發室(2)底部側出口與蒸發冷凝換熱器(6)的熱側之間的連接管路上設有濃鹽水內循環泵(5)。

6.根據權利要求1所述的節能零排放低溫常壓蒸發結晶系統，其特征在于，冷凝室(19)底部出口與制冷室單元熱端之間的連接管路上設有冷凝液內循環泵(11)。

7.根據權利要求1所述的節能零排放低溫常壓蒸發結晶系統，其特征在于，冷凝液排放管上設有冷凝液外排泵(20)。

8.根據權利要求1所述的節能零排放低溫常壓蒸發結晶系統，其特征在于，蒸發冷凝換熱器(6)的熱側與蒸發室噴淋器(9)之間的連接管路上設有余熱利用換熱器(7)，余熱利用換熱器(7)與外部系統連接。

9.根據權利要求1所述的節能零排放低溫常壓蒸發結晶系統，其特征在于，蒸發室噴淋器(9)和冷凝室噴淋器(17)均為多層。

10.根據權利要求1～9任意一項所述節能零排放低溫常壓蒸發結晶系統的工作方法，其特征在于，包括：

濃鹽水經濃鹽水進料泵(1)進入蒸發室(2)，蒸發室(2)底部的濃液進入蒸發冷凝換熱器(6)的熱側，與蒸發冷凝換熱器(6)的冷側溫度較高的冷凝液換熱成為高溫濃液，從蒸發室噴淋器(9)噴下，在蒸發室填料(10)區域與從氣體循環風機(8)送入的空氣逆向接觸降溫后回到蒸發室(2)底部，接觸過程中濃液中的水分被加熱的空氣吸收，而鹽分在濃液中保留；蒸發室(2)底部的濃液會不斷積累鹽度并逐步接近結晶飽和濃度；底部濃液從蒸發室(2)底部出口進入結晶釜(4)內實現固液分離得到固體鹽，結晶釜(4)的濁液返回濃鹽水進料泵(1)后循環；

帶有水分的熱空氣經空氣入口進入冷凝室(19)，與冷凝室噴淋器(17)噴淋液在冷凝室填料(18)區域同向接觸降溫，降溫過程中空氣的水分凝結成冷凝液落下；空氣降溫后再經氣體循環風機(8)送入蒸發室(2)；冷凝液在冷凝室(19)底部積累，從冷凝室(19)底部出口進入制冷室單元熱端換熱升溫，升溫后的冷凝液在蒸發冷凝換熱器(6)中與濃液換熱后降溫，降溫后的冷凝液經過冷凝裝置(16)進一步降低溫度，再在制冷室單元冷端中換熱再次降溫，隨后低溫冷凝液進入冷凝室噴淋器(17)；積累的冷凝液作為系統產出清水經冷凝液排放管送出系統；

空氣在氣體循環風機(8)吸力的作用下，從空氣入口進入冷凝室(19)，維持系統的微正壓狀態，在蒸發室(2)和冷凝室(19)形成的環狀氣體循環通道中循環。