闭式溶液循环零排放蒸发浓缩系统及其方法技术方案

一种闭式溶液循环零排放蒸发浓缩系统及其方法，属于蒸发浓缩领域。本系统包括溶液泵、脱湿器、冷凝器、加湿器、循环泵、蒸发结晶器、搅拌斧、离心机、节流阀、鼓风机、压缩机、引风机等。系统利用空气温度不同携带水分能力不同的特点，通过对空气加湿脱湿，实现低温常压下蒸发浓缩；采用低沸点工质循环实现热量从低温向高温转移，无需利用外在热源加热溶液，也无需采用外在冷源即可实现浓溶液的冷却结晶，只需提供少量电能即可保证系统连续工作，节能效果显著。同时，系统中溶液为闭式循环，通过冷却结晶降低溶液含盐量，实现溶液的零排放，环保优势明显。

Closed solution circulation zero discharge evaporation concentration system and method thereof

The utility model relates to a closed solution circulation zero discharge evaporation concentration system and a method thereof, belonging to the field of evaporation and concentration. The system includes solution pump, dehumidifier, condenser, humidifier, circulating pump, evaporative crystallizer, mixing axe, centrifuge, throttling valve, blower, compressor, fan and so on. The system is air temperature of different water carrying capacity of different characteristics, through the air humidification dehumidification, the atmospheric pressure and low temperature evaporation; low boiling refrigerant cycle to achieve heat transfer from low to high, without using external heating solution, without using external cooling crystallization of concentrated solution in the cold source. Only provide a small amount of electrical energy to ensure continuous work, energy-saving effect is remarkable. At the same time, the solution in the system is closed cycle, reducing the salt content of the solution by cooling crystallization, realizing the zero discharge of the solution, and having obvious advantages of environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
闭式溶液循环零排放蒸发浓缩系统及其方法
一种闭式溶液循环零排放蒸发浓缩系统及其方法，属于溶液淡化领域。
技术介绍
淡水及矿产资源是人类赖以生存的物质基础，随着工业文明的发展，淡水及矿产资源短缺问题日益严重，世界经验证明溶液蒸发浓缩是解决这一问题的重要途径。传统溶液浓缩方法包括多级闪蒸、多效蒸发、反渗透等方法。多级闪蒸、多效蒸发过程需要消耗大量的蒸汽，多与发电厂联合工作，化石燃料燃烧排放的废气造成环境污染；反渗透法需要消耗高品质的电能，且运行维护复杂，成本较高。传统溶液浓缩方法将溶液盐度浓缩至6%以上即直接排入环境，忽略了长此以往高盐度溶液对周围海域生态环境产生的影响。由此可见，传统溶液浓缩方法能耗高、污染大，研发低能耗、低成本、污染零排放的溶液浓缩工艺具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种低能耗、低成本、污染零排放的闭式溶液循环零排放蒸发浓缩系统及其方法。一种闭式溶液循环零排放蒸发浓缩系统，其特征在于包括溶液泵、脱湿器、冷凝器、加湿器、循环泵、蒸发结晶器、搅拌釜、离心机、节流阀、鼓风机、压缩机和引风机；原料溶液入口通过溶液泵与脱湿器溶液入口相连，脱湿器溶液出口与冷凝器冷侧入口相连，冷凝器冷侧出口与加湿器顶端溶液入口相连，加湿器底端溶液出口通过循环泵与蒸发结晶器热侧入口相连，蒸发结晶器热侧出口与搅拌釜溶液入口相连：搅拌釜晶浆出口与离心机晶浆入口相连，离心机母液出口与脱湿器溶液入口相连；搅拌釜溶液出口与脱湿器溶液入口相连；空气通过鼓风机与加湿器底端空气入口相连，加湿器顶端空气出口与脱湿器空气入口相连，脱湿器空气出口通过引风机与环境相连；蒸发结晶器冷侧出口与压缩机入口相连，压缩机出口与冷凝器热侧入口相连，冷凝器热侧出口通过节流阀与蒸发结晶器冷侧入口相连；一种闭式溶液循环零排放蒸发浓缩系统的工作方法，包括以下过程：原料溶液经过溶液泵进入脱湿器溶液侧，吸收其空气侧释放的热量后进入冷凝器冷侧，吸收其热侧低沸点工质放出的热量后变成高温溶液，高温溶液进入加湿器，与空气直接接触降温后从其底端溶液出口排出，然后通过循环泵进入蒸发结晶器热侧，向其冷侧的低沸点工质释放热量后变成过饱和溶液，进入搅拌釜：搅拌釜底部形成的晶浆进入离心机分离，分离出的晶体从搅拌釜晶体出口排出，分离出的母液与原料溶液混合一起进入脱湿器底端溶液入口；同时，搅拌釜上部形成的饱和溶液从溶液出口排出，也与原料溶液混合一起进入脱湿器底端溶液入口；空气在鼓风机的吹力作用下，从加湿器底端空气入口进入加湿器，与来自加湿器顶端的热溶液传热传质，变成高温高湿度的热空气，然后进入脱湿器，向溶液释放热量后降温减湿，析出水分，形成的淡水从脱湿器淡水出口排出，低温低湿的空气在引风机吸力的作用下排入环境；低沸点工质在蒸发结晶器冷侧吸收其热侧的热量后变成低压蒸汽，低压蒸汽经压缩机压缩后，变成高温高压蒸汽，然后进入冷凝器，向其冷侧的溶液释放热量后冷凝成液体，再通过节流阀节流降压后进入蒸发结晶器冷侧，如此循环工作。本专利技术所述的闭式溶液循环零排放蒸发浓缩系统，其特征在于：加湿器采用高分子填料结构。与现有技术相比，本专利技术至少具有如下优点：本专利技术系统利用空气温度不同携带水分能力不同的特点，通过对空气加湿脱湿，实现低温常压下溶液浓缩；采用低沸点工质循环实现热量从低温向高温转移，无需利用外在热源加热溶液，也无需采用外在冷源即可实现浓溶液的冷却结晶，只需提供少量电能即可保证系统连续工作，节能效果显著。同时，系统中溶液为闭式循环，通过冷却结晶降低溶液含盐量，实现浓溶液零排放，环保效果显著。附图说明图1一种闭式溶液循环零排放蒸发浓缩系统图;附图标号：1-溶液泵；2-脱湿器；3-冷凝器；4-加湿器；5-循环泵；6-蒸发结晶器；7-搅拌釜；8-离心机；9-节流阀；10-鼓风机；11-压缩机；12-引风机。具体实施方式下面参照图1说明闭式溶液循环零排放蒸发浓缩系统图的工作过程。原料溶液经过溶液泵进入脱湿器溶液侧，吸收其空气侧释放的热量后进入冷凝器冷侧，吸收其热侧低沸点工质放出的热量后变成高温溶液，高温溶液进入加湿器，与空气直接接触降温后从其底端溶液出口排出，然后通过循环泵进入蒸发结晶器热侧，向其冷侧的低沸点工质释放热量后变成过饱和溶液，进入搅拌釜：搅拌釜底部形成的晶浆进入离心机分离，分离出的晶体从离心机晶体出口排出，分离出的母液与原料溶液混合一起进入脱湿器底端溶液入口；同时，搅拌釜上部形成的饱和溶液从溶液出口排出，也与原料溶液混合一起进入脱湿器底端溶液入口；空气在鼓风机的吹力作用下，从加湿器底端空气入口进入加湿器，与来自加湿器顶端的热溶液传热传质，变成高温高湿度的热空气，然后进入脱湿器，向溶液释放热量后降温减湿，析出水分，形成的淡水从脱湿器淡水出口排出，低温低湿的空气在引风机吸力的作用下排入环境；低沸点工质在蒸发结晶器冷侧吸收其热侧的热量后变成低压蒸汽，低压蒸汽经压缩机压缩后，变成高温高压蒸汽，然后进入冷凝器，向其冷侧的溶液释放热量后冷凝成液体，再通过节流阀节流降压后进入蒸发结晶器冷侧，如此循环工作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种闭式溶液循环零排放蒸发浓缩系统，其特征在于:包括溶液泵（1）、脱湿器（2）、冷凝器（3）、加湿器（4）、循环泵（5）、蒸发结晶器（6）、搅拌釜（7）、离心机（8）、节流阀（9）、鼓风机（10）、压缩机（11）和引风机（12）；原料溶液入口通过溶液泵（1）与脱湿器（2）溶液入口相连，脱湿器（2）溶液出口与冷凝器（3）冷侧入口相连，冷凝器（3）冷侧出口与加湿器（4）顶端溶液入口相连，加湿器（4）底端溶液出口通过循环泵（5）与蒸发结晶器（6）热侧入口相连，蒸发结晶器（6）热侧出口与搅拌釜（7）溶液入口相连，搅拌釜（7）晶浆出口与离心机（8）晶浆入口相连，离心机（8）母液出口与脱湿器（2）溶液入口相连；搅拌釜（7）溶液出口与脱湿器（2）溶液入口相连；空气通过鼓风机（10）与加湿器（4）底端空气入口相连，加湿器（4）顶端空气出口与脱湿器（2）空气入口相连，脱湿器（2）空气出口通过引风机（12）与环境相连；蒸发结晶器（6）冷侧出口与压缩机（11）入口相连，压缩机（11）出口与冷凝器（3）热侧入口相连，冷凝器（3）热侧出口通过节流阀（9）与蒸发结晶器（6）冷侧入口相连。

【技术特征摘要】
1.一种闭式溶液循环零排放蒸发浓缩系统，其特征在于:包括溶液泵（1）、脱湿器（2）、冷凝器（3）、加湿器（4）、循环泵（5）、蒸发结晶器（6）、搅拌釜（7）、离心机（8）、节流阀（9）、鼓风机（10）、压缩机（11）和引风机（12）；原料溶液入口通过溶液泵（1）与脱湿器（2）溶液入口相连，脱湿器（2）溶液出口与冷凝器（3）冷侧入口相连，冷凝器（3）冷侧出口与加湿器（4）顶端溶液入口相连，加湿器（4）底端溶液出口通过循环泵（5）与蒸发结晶器（6）热侧入口相连，蒸发结晶器（6）热侧出口与搅拌釜（7）溶液入口相连，搅拌釜（7）晶浆出口与离心机（8）晶浆入口相连，离心机（8）母液出口与脱湿器（2）溶液入口相连；搅拌釜（7）溶液出口与脱湿器（2）溶液入口相连；空气通过鼓风机（10）与加湿器（4）底端空气入口相连，加湿器（4）顶端空气出口与脱湿器（2）空气入口相连，脱湿器（2）空气出口通过引风机（12）与环境相连；蒸发结晶器（6）冷侧出口与压缩机（11）入口相连，压缩机（11）出口与冷凝器（3）热侧入口相连，冷凝器（3）热侧出口通过节流阀（9）与蒸发结晶器（6）冷侧入口相连。2.根据权利要求1所述的闭式溶液循环零排放蒸发浓缩系统的工作方法，包括以下过程：原料溶液经过溶液泵（1）进入脱湿器（2）溶液侧，吸收其空气侧释放的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何纬峰，韩东，黄玲，岳晨，蒲文灏，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32