[发明专利]一种无载冷剂的高效节能制冷系统

说明书

技术领域

本发明涉及化工制冷技术领域，具体地说是一种无载冷剂的高效节能制冷系统。

背景技术

在化工生产过程中，许多物料是根据其溶解度随温度的变化而结晶析出，有的是通过热结晶，即加热蒸发浓缩，如无水硫酸钠、氯化钠等；有的是冷结晶，即通过降温冷冻，如芒硝、七水硫酸镁、七水硫酸亚铁等。目前工业冷结晶都是采用冷冻剂冷却载冷剂，载冷剂再与被冷却物料换热达到降温目的，这种冷却方式存在工艺流程长，冷却速度慢，列管易堵塞、制冷效率低、能耗高等缺点。

发明内容

本发明主要目的就是要解决现有冷结晶技术中所存在的一些技术问题，提供一种不需载冷剂，制冷效率高，能耗低，降温效果好，换热列管不堵塞的应用于冷结晶的制冷技术。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种无载冷剂的高效节能冷冻系统，它主要包括原料罐、预冷器、真空结晶器、表面冷凝器、冷冻机、离心机、低温母液罐。原料液与来自低温母液槽的母液在预冷器中进行换热，降低温度后进入真空结晶器，真空状态下沸腾蒸发产生水蒸汽，进入表面冷凝器，直接与冷冻机出来的制冷剂液氨在表面冷凝器中进行换热，水蒸汽冷凝为冷凝水，液氨吸热气化为气氨后进入冷冻机进行压缩。原料液在真空结晶器中蒸发消耗热量使温度进一步降低，析出固体结晶物，分离后母液返回预冷器预冷原料液。

本发明的有益效果为：与现有技术相比，本发明的优点在于：冷冻机出来的冷冻剂液氨直接与需要被冷却的水蒸汽在表面冷凝器中进行换热，省去了制取低温载冷剂这一工序，大大地提高制冷效率；在表面冷凝器中与冷冻剂进行换热的是水蒸汽，不是传统的被冷却的物料，有效地解决了物料因降温析出结晶而堵塞列管，提高了换热效率。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细描述。

图1示出了本发明一种无载冷剂的高效节能制冷系统的结构示意图。它包括原料罐1、1^#原料泵2、预冷器3、2^#原料泵4、真空结晶器5、表面冷凝器6、冷冻机7、料液泵8、离心机9、低温母液罐10、低温母液泵11。原料罐1通过1^#原料泵2与预冷器3连通，低温母液罐10通过低温母液泵11与预冷器3连通，预冷器3通过2^#原料泵4与真空结晶器5连通，真空结晶器5与表面冷凝器6连通，冷冻机7与表面冷凝器6连通，真空结晶器5通过料浆泵8与离心机9连通，离心机9与母液罐10连通。

所述的预冷器3内共设置有两种管路，一路为原料液通路，一端通过1^#原料泵2与原料罐连通，一端通过2^#原料泵4与真空结晶器5连通，被低温母液冷却后进入真空结晶器5；一路为低温母液的回路，通过低温母液泵11与预冷器3连通，回收冷量后去母液储罐。

所述的表面冷凝器6内共设置有两种管路，一路为与冷冻机7连通的冷冻剂氨的回路；一路为水蒸汽的回路，一端与真空结晶器5连通，在表面冷凝器6被冷却后去冷凝水罐。

芒硝生产过程中，一般在大田，冬季自然冷冻，生产受自然条件制约。为保证工厂全年生产芒硝要求，可利用一种无载冷剂的高效节能冷冻系统生产芒硝。25℃--30℃原料卤水与来自低温母液槽的2℃--10℃芒硝母液在预冷器中进行换热，温度降为20℃--25℃后进入真空结晶器，真空状态下沸腾蒸发产生水蒸汽，水蒸汽进入表面冷凝器，与冷冻机出来的0℃制冷剂液氨在真空结晶器中进行换热，水蒸汽冷凝为冷凝水，液氨吸热气化为0℃气氨后进入冷冻机进行压缩。原料卤水在真空结晶器中蒸发水分，消耗热量使温度进一步降低至2--10℃，结晶析出固体芒硝，离心分离后芒硝母液返回预冷器预冷原料液。该冷冻系统：一，水蒸汽替换物料与制冷剂在列管中进行换热，有效解决了物料因降温结晶析出堵塞换热管而影响换热效率这一难题。二，省去了传统制冷工艺中，制冷剂液氨与载冷剂换热，制取低温载冷剂，低温载冷剂再去冷却物料这一工序，减少冷冻换热中间环节，极大地提高了制冷效率，具备节能降耗的优点。

利用一种无载冷剂的高效节能冷冻系统生产七水硫酸镁。25℃--30℃原料卤水与来自低温母液槽的10℃--15℃硫酸镁母液在预冷器中进行换热，温度降为20℃-25℃后进入真空结晶器，真空状态下沸腾蒸发产生水蒸汽，水蒸汽进入表面冷凝器，与冷冻机出来的5℃制冷剂液氨在真空结晶器中进行换热，水蒸汽冷凝为冷凝水，液氨吸热气化为5℃气氨后进入冷冻机进行压缩。原料卤水在真空结晶器中蒸发水份，消耗热量使温度进一步降低至10℃--15℃，结晶析出固体七水硫酸镁，离心分离后硫酸镁母液返回预冷器预冷原料液。该制冷系统与传统的生产工艺比较，具有制冷效率高，冷却速度快，能耗低，物料不堵塞列管等优点。