[发明专利]重结晶水处理系统及用于实现其的热交换装置

说明书

本发明涉及一种用于通过重结晶来处理污染水和海水的系统，其可用于日常生活、食品工业、饮食业和医疗保健中。系统包括两个热交换装置，该至少两个热交换装置包含用于水冻结和冰融化的腔、冷却和加热构件、水循环回路、制冷剂循环回路、和控制和监测工具，制冷剂循环回路与冷却和加热构件连接，能够在热交换装置的腔中交替进行水冻结和冰融化以及将在水冻结腔中产生的热量传递到冰融化腔。热交换装置一个在另一个下方串联布置，并且包括：外壳体和内壳体以及圆柱形挡板，它们相对于彼此同轴且在它们的壁之间形成环形空腔；空气供应歧管、冷却和加热构件，加热构件紧固在内壳体的顶部和至少一个排放喷嘴处。外壳体为圆柱形，或者具有朝上锥角的截锥形。外壳体具有附加的内壁，内壁的形状和高度满足外壳体，而冷却和加热构件位于所述壁之间。挡板和壳体内壁可连接于电流源。该系统中的具有足够大的性能和高水处理品质的组合允许将其用于处理具有各种有机和无机污染物的初始水。

技术领域

本技术方案涉及用于周期性水冻结和冰融化的重结晶水处理系统及用于其中的热交换装置，特别涉及具有两步和多步重结晶布局的系统。其可用于日常生活、食品工业、饮食业和医疗保健中，以净化用于生产解冻饮用水的技术级水、污染水、盐水和海水。

背景技术

存在一种重结晶水处理系统(专利号:EA024321、IPC-2006.01 C02F1/22，公开日2016年9月30日)，其包括两个热交换装置，热交换装置中的各个包括一个用于水冻结和冰融化的腔、与热交换装置的腔连接的水循环回路、用于水冻结和冰融化的工具、以及控制和监测工具。

水循环回路包括带有液压泵的用于初始水供应的工具、用于排放污染水浓缩物的工具、用于排放纯水的工具、用于污染水浓缩物的储罐、纯水储罐、对用户供应纯水的工具、以及用于排放未使用纯水的工具。

水循环回路与热交换装置的腔连接，并在各腔中在每个重结晶周期提供净化水的可能性。热交换装置被制成矩形平行六面体，具有平槽腔。用于水冻结和冰融化的工具被制作为安装在热交换装置外表面上的冷却和加热热元件。控制和监测工具包括具有微处理器的控制面板和与之相连的控制板、控制阀以及水位传感器。该控制和监测工具提供了在热交换装置的腔中同时冻结水和融化冰的可能性。该系统适用于日常生活、食品工业和医疗保健。

下列问题妨碍了获得所要求的技术效果：

-由在热交换装置的腔内的水冻结和冰融化过程中发出的热能的非生产性损耗造成的，相对较高的水处理费用；

-相对较长的水处理过程，以及相应的，由于采用如下热交换装置而导致的低生产率，在该热交换装置中，在最初的水冻结期间，几乎没有缩短冰形成周期同时改善所形成的冰的品质的对流过程；

-由于其在各腔中每个重结晶周期的生产中没有移除重水(D2О) 和细小悬浮物以及污染物而导致的,已处理水的相对差的品质。

以上所有问题都限制了系统功能。

存在一种用于重结晶水处理的系统(申请号WO2015111405、 IPC-2006.01 C02F1/22、B01D9/04、F25B1/00、F25B40/04，公开日2015 年7月30日)，其包括两个热交换装置，热交换装置中的各个包括用于水冻结和冰融化的两个腔、冷却和加热构件；与热交换装置的腔连接的水循环回路，其提供将已预处理水从一个腔排出并将其供应到另一个腔以进行最终处理的可能性；与冷却和加热构件连接的制冷剂循环回路，其提供在热交换装置的腔中交替进行水冻结和冰融化的可能性，以及将在水冻结腔中产生的制冷剂热量传递到冰融化腔的可能性；以及与所述回路连接的控制和监测工具，其提供了在水冻结和冰融化的交替步骤中使水和制冷剂流逆转的可能性。水循环回路包括用于初始水供应的工具、用于排放污染水浓缩物的工具、用于排放纯水的工具、用于污染水浓缩物的储罐、纯水储罐、以及在所述储罐中供应纯水的泵。