[实用新型]一种实现结晶工艺过程能量梯级利用的装置

说明书

本实用新型提供一种实现结晶工艺过程能量梯级利用的装置，包括结晶主机、分离器和能源梯级利用装置，结晶主机和分离器通过设置于结晶主机和分离器之间的管路相连通，分离器顶部设置有冰晶输送管，能源梯级利用装置包括换热器A、固液换热装置、换热器B和冰池，换热器A上设置有原液进料口，固液换热装置的内管一端设置有冰晶进口，另一端设置有冰晶出口，固液换热装置的外管一端设置有原液进口，另一端设置有原液出口；固液换热装置的冰晶进口与冰晶输送管连接，固液换热装置的冰晶出口与冰池相连。本实用新型提出的实现结晶工艺过程能量梯级利用的装置有效利用冰晶融化产生的冷量，分阶段升温，梯级利用上述冷量。

技术领域：

本实用新型属于热能综合利用技术领域，具体涉及一种实现结晶工艺过程能量梯级利用的装置。

背景技术：

冷冻浓缩过程，溶液的部分水被冻结成冰，溶液得到浓缩；冷冻结晶过程，伴随着盐结晶析出也可能有冰晶析出。这些冰晶通常不是最终需要的产物，需要融化成水，排放掉或回用。这些冰晶融化能够吸收大量的热量，若能够利用好冰晶融化吸热的能力，将降低结晶工艺过程的能源消耗。

能源梯级利用是能源合理利用的一种常见方式，按照能源品位由高到低逐级利用，例如高温蒸汽用来发电，温度降低后，用来向住宅供热；再例如液化天然气冷能利用，低温用来破碎橡胶、塑料等，温度升高后用于冷冻食品，温度再高用于空调。

现存的通常方法是冰晶融化成水再利用其冷量，例如某浓缩过程产生-20℃冰晶，将冰晶融化成0℃或更高一些的水，再用这些水去预冷原液，这样的方法可以提供的冷量没有减少，但冷量的品位降低了，从-20℃降到了0℃，-20℃到0℃之间的高品位冷量得不到利用，也会出现大量低品位的冷量因无处可用，白白浪费的情况。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种实现结晶工艺过程能量梯级利用的装置，本实用新型提出的实现结晶工艺过程能量梯级利用的装置有效利用冰晶显热升温及融化产生的冷量，且该装置结构简单，便于大规模工业化生产。

本实用新型的目的是提供一种实现结晶工艺过程能量梯级利用的装置，包括结晶主机、分离器和能源梯级利用装置，所述的结晶主机和分离器通过设置于结晶主机和分离器之间的管路相连通，所述的分离器顶部设置有冰晶输送管，所述的能源梯级利用装置包括换热器A、固液换热装置、换热器B和冰池，所述的换热器A上设置有原液进料口，所述的固液换热装置的内管一端设置有冰晶进口，另一端设置有冰晶出口，所述的固液换热装置的外管一端设置有原液进口，另一端设置有原液出口；所述的固液换热装置的冰晶进口与冰晶输送管连接，所述的固液换热装置的冰晶出口与冰池相连，冰晶通过固液换热装置后进入冰池中，所述的冰池中的冰水依次流经换热器A和换热器B后，一部分冰水回到冰池，另一部分冰水从排水管排出，原液经过换热器A上的原液进料口进入换热器A进行一级预冷，再经过固液换热装置的原液进口进入固液换热装置进行二级预冷，二级预冷后的原液通过分离器进料管进入分离器，分离器内的原液通过管路进入结晶主机。

按照上述装置，结晶工艺过程能量梯级利用的方法，包括如下步骤：

(1)将分离器内的原液通过使原液冷冻降温的结晶主机，得到固液两相流体，将固液两相流体通过分离器，从分离器中分离得到固相和液相，其中固相包括冰晶和盐，固相中的冰晶输送至能源梯级利用装置，固相中的盐排出；

(2)能源梯级利用装置包括固液换热装置、换热器A、换热器B和冰池，步骤(1)中得到的冰晶通过固液换热装置后进入冰池，冰池内的冰水依次流经换热器A和换热器B后，一部分冰水回到冰池，另一部分冰水从排水管排出；待处理原液经过换热器A一级预冷，再经过固液换热装置二次预冷后，进入分离器，与分离器内的原液混合进入结晶主机，重复步骤(1)中的操作。