[发明专利]凝汽源热泵驱动多效蒸馏溶液结晶净化工艺

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种溶液的结晶和净化、海水的淡化和产盐、污水的处理再利用和物料资源回收，亦即循环经济中零排放过程中，所要使用的凝汽源热泵驱动多效蒸馏溶液结晶净化工艺。

(二)背景技术

多效蒸馏溶液结晶净化工艺：由多组蒸发器D_n及其预热器E_n，经多个工艺连接点串联连接，组成多效蒸馏溶液结晶净化工艺，只需对首效蒸发器D₁及其预热器E₁输入加热水蒸汽，并回收凝水22；从此开始的每一效，均把本效蒸发器D_n-1中所喷淋预热补充海水或喷淋循环盐水时，回收前效水蒸汽凝结潜热而蒸馏出本效二次蒸汽，并引入后效蒸发器D_n及其预热器E_n，以在凝结成淡水的同时回收其凝结潜热，以分别作为后效循环喷淋盐水23的蒸馏热源，以及后效补充海水的预热热源；前效蒸发器D_n-1及其预热器E_n-1中产生的凝水22和循环喷淋盐水23，则利用前后效的压力差，分别引入后效蒸发器E_n的对应工艺连接点……如此重复进行，所产生的二次蒸汽逐级降压、降温，并重复回收凝结潜热，直到末效蒸发器D_n所蒸馏出的二次蒸汽，由于其温度降低而无法作为蒸馏热源，则引入冷凝器中凝结成淡水，其凝结潜热则通过冷却海水而排放环境。

上述工艺中：

(1)海水回收高温排放淡水热量而被预热后升温，以降低蒸馏驱动热量，然后进入工艺中进行多效蒸馏处理；

(2)多效蒸馏生产的高温淡水由淡水泵驱动，而在预热器中放热、降温后收集、待用；

(3)多效蒸馏生产的高温盐水，再经螺旋沉降离心机的固液分离，而生产结晶盐和盐水；所生产的结晶盐由输送带送至收集池待用；

(4)所生产的盐水与补充海水混合后再送回多效蒸馏工艺中循环处理，以实现循环经济中的零排放。

通过多效而逐级降温蒸馏、凝结、预热的过程，可获得多倍于加热水蒸汽流量的凝水22。由于盐水的加热、蒸馏、增浓、饱和过程，是在蒸发器换热管表面同时、同地进行，因此必然导致溶质析出、积淀、结垢于换热管表面，从而使得装置运行极不稳定，可靠性与安全性较差。

多效蒸馏溶液结晶净化工艺的优点是生产的凝水达到饮用标准，但许多缺点也制约其发展：

(1)工艺过程须补充冷凝器中二次蒸汽凝结潜热损失，补充热量折合为加热水蒸汽量55-350kg/t，故而需由锅炉提供所需水蒸汽，从而限制了装置的热能利用效率；

(2)换热管表面结垢严重，需采取防垢措施，并经常清洗；

(3)耗电达7～15kW*h/t，造水成本达￥20～30/t。

(三)发明内容

本发明目的是：系统集成凝汽源热泵与多效蒸馏溶液结晶净化工艺，是热泵行业与溶液结晶净化行业的跨界产品；利用凝汽源热泵不仅回收末效蒸发器所蒸馏出凝汽的潜热，而且梯级回收凝水显热、油冷显热、套缸显热、过冷显热；利用凝汽源热泵和水蒸汽压缩机，共同制取加热水蒸汽，以实现独立驱动多效蒸馏溶液结晶净化工艺；多效蒸馏生产的高温盐水，再经螺旋沉降离心机的固液分离，而生产结晶盐和盐水；所生产的结晶盐由输送带送至收集池待用；所生产的盐水与补充海水混合后再送回多效蒸馏工艺中循环处理，以实现循环经济中的零排放。