[发明专利]载冷剂机组切换回热驱动多组多效结冰脱盐塔

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种载冷剂机组切换回热驱动多组多效结冰脱盐塔，其利用冷冻原理进行盐水浓缩，可广泛应用于海水淡化、食品加工、饮料生产、污水处理、净水处理、中水处理、化工行业、家用水净化、商用水净化等技术领域。

(二)背景技术

冷冻法海水淡化装置：利用海水冷冻结冰时，淡水的上浮而与增浓后的盐水依重力分层，再将冰层融化为淡水，而实现海水淡化。冷冻法海水淡化装置又可分为天然结冰法与人工结冰法两种，但两者均处于研究当中。

冷冻法海水淡化装置的优点如下：

(1)由于水的化学活跃度拐点为60℃，因此采用0℃以下分离浓缩的冷冻法，就可有效处理高腐蚀性溶液或热敏性物料；(2)工艺在开放装置中实施，从而避免抽真空等一系列复杂工艺过程；(3)由于制冷剂密度较高，且水的结冰潜热只是汽化潜热的1/7，使得冷冻法的冷冻机组投资，相比蒸馏法的机组投资降低至1/7，同时也等比例降低其运行维护成本。

然而，冷冻法海水淡化装置的缺点也制约其进一步应用：

(1)难以回收结冰潜热、融冰潜热、取用淡水与排放盐水显热，从而使得装置驱动冷量高达93kW*h/t、装置驱动电耗高达33kW*h/t；

(2)由于装置每吨淡水的驱动电耗为33kW*h/t，是压汽蒸馏法海水淡化装置的4倍，因此限制其经济性的进一步提高与回收期的进一步缩短；

(3)冷冻法海水淡化装置属于大型工业冷冻设备，难以实现小型化、家电化。

(三)发明内容

本发明目的是：系统集成载冷剂机组、开放式多组多效结冰脱盐塔、隔排交错水平布置结冰排管与融冰排管，首次实现多效结冰工艺，是冷冻行业与海水淡化行业的跨界产品；通过载冷剂机组及其供冷回路与供热回路，切换驱动开放式多组多效结冰脱盐塔中的首效结冰排管与末效融冰排管，实现交替结冰与融冰；再通过各效之间的回热回路，逐效回收前效融冰潜热，实现多效结冰；最后通过逐级跌落、降温、分层、结冰、分离、融冰，实现料液的逐级浓缩。

按照附图1所示的载冷剂机组切换回热驱动多组多效结冰脱盐塔，其由1-蒸发器；2-压缩机；3-油分离器；4-冷凝器；5-经济器；6-干燥过滤器；7-膨胀阀；8-手动阀；9-油冷却器；10-油过滤器；11-流量开关；12-电磁阀；13-经济器膨胀阀；14-供冷电磁阀；15-多效结冰脱盐塔；16-结冰排管；17-供冷循环泵；18-供热电磁阀；19-融冰排管；20-供热循环泵；21-结冰脱盐池；21-I-首效结冰脱盐池；21-II-二效结冰脱盐池；21-III-三效结冰脱盐池；21-IV-末效结冰脱盐池；21-1-料液进口；21-2-液位开关；21-3-浓缩液出口；21-4-保温层；21-5-回热循环泵；21-6-浓缩液电磁阀；21-7-淡水电磁阀；21-8-温度开关；22-浓缩液回热器；23-淡水回热器；24-料液；25-料液泵；26-料液流量调节阀；27-淡水；28-浓缩液组成，其特征在于：

蒸发器1顶部气态制冷剂出口通过管道连接压缩机2、油分离器3、冷凝器4制冷剂侧、干燥过滤器6、经济器5过冷侧、经济器三通、喷液三通、膨胀阀7、蒸发器1底部液态制冷剂进口，组成制冷循环回路；

蒸发器1顶部气态制冷剂出口管外表面设置感温包闭环控制膨胀阀7的开度，而膨胀阀7的出口通过管道连接蒸发器1底部液态制冷剂进口，组成蒸发器制冷剂膨胀控制回路；

油分离器3底部出油口通过管道连接手动阀8、油冷却器9油冷侧、油过滤器10、流量开关11、电磁阀12、手动阀8、压缩机2回油口，组成油冷放热回路；

经济器三通、经济器膨胀阀13、经济器5蒸发侧、电磁阀12、手动阀8、压缩机2补气口，组成压缩机补气回路；

经济器5顶部气态制冷剂出口管外表面设置感温包闭环控制经济器膨胀阀13的开度，而经济器膨胀阀13的出口通过管道连接经济器5底部液态制冷剂进口，组成经济器制冷剂膨胀控制回路；

喷液三通、电磁阀12、手动阀8、压缩机喷液口，组成电机冷却喷液回路；

蒸发器1载冷剂出口与进口分别连接供液干管和回液干管，并通过多对三通及支路供冷电磁阀14并联连接和控制多组多效结冰脱盐塔15的底部首效结冰排管16，而在回液干管设置供冷循环泵17，组成载冷剂供冷回路；

冷凝器4载冷剂出口与进口分别连接供液干管、油冷却器9和回液干管，并通过多对三通及支路供热电磁阀18并联连接和控制多组多效结冰脱盐塔15的顶部末效融冰排管19，而在回液干管设置供热循环泵20，组成载冷剂供热回路；