结晶的场所，吸收器212是溴化锂溶液吸收水蒸气的场所。挡液板213位于结晶室211和吸收室212的上部空间之间，使水蒸气可从结晶室211流到吸收室212，同时避免浓盐水液滴进入吸收室212。吸收室212上部装有喷淋管214，用于雾化溴化锂溶液，强化吸收过程。吸收室212的上部与抽气装置连接，以排除不凝性气体。分离器22用于对来自结晶-吸收器21的盐浆进行液、固分离，得到含水量低于3%的固体盐，同时排出苦卤。干燥器23用于对固体盐进一步干燥，最终得到含水量低于0.5%的海盐产品；所用干燥介质是来自溶液再生子系统3的热空气。
[0029]所述溶液再生子系统3包括发生器31、溶液换热器32、第I空气冷却器33、第2空气冷却器34、第3空气冷却器35、风机36、泵37、泵38、泵39，用于将深度浓缩子系统I排出的溴化锂稀溶液浓缩再生为浓溶液，同时回收过程热能、获得热空气。发生器31中，驱动热源加热稀溶液，得到浓溶液和水蒸气。溶液换热器32用于加热溴化锂稀溶液以减小发生器31的热负荷，同时冷却浓溶液以增大其吸收能力。第I空气冷却器33、第2空气冷却器34、第3空气冷却器35都是为降低溴化锂溶液温度、进而增大吸收能力而设置的，回收的热能用于加热空气；所得热空气用作干燥器23的干燥介质。
[0030]所述冷凝子系统4包括盐水预热器41、冷凝器42、泵43、阀44。盐水预热器41用于预热原料浓盐水，以提高蒸发室111中的水蒸气压力，从而增大传质推动力。为减小腐蚀，预热温度宜低于40°c。阀44用于调节进入盐水预热器41的水蒸气流量；剩余的水蒸气在冷凝器42中冷凝，释放出高于55°C的热能。冷凝器42的上部与抽气装置连接，以排除不凝性气体。盐水预热器41和冷凝器42排出的冷凝水即为产品淡水。
[0031]下面结合图1，叙述本实用新型的基于海水淡化浓盐水深度浓缩的淡水海盐热能三联产系统的具体工作过程。
[0032]1、盐水浓缩与结晶过程。原料浓盐水在盐水预热器41中预热后，经喷淋管115喷入蒸发室111，一部分闪发为蒸汽，剩余的浓盐水落于蒸发室111下部，继续汽化、浓缩。溴化锂溶液经喷淋管116喷入吸收室112，吸收来自蒸发室111的部分水蒸气后，落于吸收室112下部，继续吸湿、稀释。热管换热器114将热能由吸收器112中的溴化锂溶液传递给蒸发室111中的浓盐水。经一级浓缩后的盐水被盐水泵13加压后，进入蒸发室121，经二级浓缩，得到饱和盐水。在结晶-吸收器21中的结晶室211中，饱和盐水继续汽化成为过饱和盐水，之后部分结晶，所得盐浆在分离器22中经离心分离，得到固体盐和苦卤。苦卤排出，固体盐则进入干燥器23，被热空气干燥后成为产品海盐。
[0033]2、溶液吸湿与浓缩再生过程。来自发生器31的溴化锂浓溶液经溶液泵39加压、第3空气冷却器35降温后，喷入结晶-吸收器21的吸收室212中，吸收来自结晶室211的水蒸气，溶液温度升高、浓度降低；该溶液经溶液泵26加压、第2空气冷却器34降温后，喷入第2蒸发-吸收器12的吸收室122中，吸收来自蒸发室121的水蒸气，溶液温度升高、浓度进一步降低；该溶液经溶液泵38加压、第I空气冷却器33降温后，喷入第I蒸发-吸收器11的吸收室112中，吸收来自蒸发室111的水蒸气，溶液温度升高、浓度进一步降低。所得稀溶液经溶液泵37加压、溶液换热器32预热后，进入发生器31，经驱动热源加热，分离为水蒸气和浓溶液。
[0034]3、空气加热与吸湿过程。来自环境的空气经风机36加压，然后依次在第I空气冷却器33、第2空气冷却器34、第3空气冷却器35中被溴化锂溶液加热，所得热空气进入干燥器23，吸收海盐中的水分后，排向环境。
[0035]4、水蒸气产生与冷凝过程。溶液的吸湿、再生过程实际上也是水蒸气的产生过程:在结晶-吸收器21、第2蒸发-吸收器12和第I蒸发-吸收器11中，盐水汽化产生的水蒸气被溴化锂溶液吸收，在发生器31中又被汽化为水蒸气。水蒸气在盐水预热器41和冷凝器42中冷凝成为淡水。
[0036]经过上述过程，可以得到盐分浓度低于0.003% (30ppm)的优质淡水、水分含量低于0.5%的海盐、温度高于55°C的热能，该热能可用于驱动低温多效海水淡化过程或其他热过程。另外，系统排出的苦卤可作为进一步提取或生产化工品的原料液。本实用新型亦可借鉴用于除海水淡化浓盐水外的其它盐水的深度处理。
[0037]本实用新型利用溴化锂溶液对水蒸气的强吸收特性实现浓盐水的深度浓缩和结晶。设置蒸发-吸收器，浓盐水和溴化锂溶液在其中进行热、质交换，溴化锂溶液吸收水蒸气，浓盐水部分汽化；通常经过二级浓缩，就可将盐分浓度约7%的盐水浓缩为盐分浓度高于26%的饱和盐水。设置结晶-吸收器，借助溴化锂溶液的吸收作用，使饱和盐水继续汽化成为过饱和盐水，之后产生海盐晶体。
[0038]本实用新型利用内回热型蒸发-吸收器将溶液的部分吸收热用于浓盐水汽化。在蒸发-吸收器的蒸发室和吸收室之间设置热管换热器，换热器的放热段浸于蒸发室的浓盐水中，吸热端浸于吸收室的溴化锂溶液中。系统运行时，吸收室中的溴化锂溶液温度高于蒸发室中的浓盐水，这一方面与设计参数的选择有关，另一方面还因为:吸收过程是放热过程，会使溴化锂溶液温度升高；蒸发过程是吸热过程，会使浓盐水温度降低。内回热型热管换热器的设置可降低溴化锂溶液温度、增大其吸收能力，同时加热浓盐水，加快其汽化、浓缩过程。
[0039]本实用新型采用盐水顺流、溶液逆流的布置方式，保证浓缩和结晶过程的传质推动力。在本实用新型所述系统中，第一级蒸发-吸收器、第二级蒸发-吸收器、结晶-吸收器串联；盐水顺流布置，依次进入第一级蒸发-吸收器、第二级蒸发-吸收器、结晶-吸收器；溴化锂溶液逆流布置，先进入结晶-吸收器，然后是第二级蒸发-吸收器、第一级蒸发-吸收器。这样布置是依据匹配原则:在第一级蒸发-吸收器中，盐分浓度较低、水蒸气压力较高的盐水与浓度较低、吸收能力较弱的溴化锂溶液相匹配；在结晶-吸收器中，盐分浓度高、水蒸气压力低的盐水与浓度高、吸收能力强的溴化锂溶液匹配；这样可以保证各过程都有足够的传质推动力。
[0040]本实用新型利用空气冷却溴化锂溶液以增大溶液的吸收能力，所得热空气用作海盐的干燥介质。同样浓度下，溴化锂溶液的温度越低，其表面水蒸气压力越低、溶液吸收能力越强。因此在系统中设置空气冷却器，用于冷却进入蒸发-吸收器和结晶-吸收器的溴化锂溶液；所得热空气用于干燥海盐，在提高海盐品质的同时，使系统能量得到更充分的利用。
【主权项】
1.一种淡水海盐热能三联产系统，其特征在于设有深度浓缩子系统、制盐子系统、溶液再生子系统、冷凝子系统； 所述深度浓缩子系统设有至少I级蒸发-吸收器，用于将海水淡化后的浓盐水浓缩为饱和盐水，所述蒸发-吸收器设有蒸发室、吸收室、挡液板、热管换热器、浓盐水喷淋管、蒸发-吸收器溴化锂溶液喷淋管，蒸发室用于浓盐水汽化，吸收室用于溴化锂溶液吸收水蒸气，挡液板位于蒸发室与吸收室的上部空间之间；热管换热器的放热端浸于蒸发室的浓盐水中，热管换热器的吸热端浸于吸收室的溴化锂溶液中；浓盐水喷淋管装在蒸发室上部；蒸发-吸收器溴化锂溶液喷淋管装在吸收室上部； 所述制盐子系统设有结晶-吸收器、分离器、干燥器，制盐子系统用于从深度浓缩子系统排出的饱和盐水中制取固体海盐；所述结晶-吸收器设有结晶室、吸收室、挡液板，结晶室用于将饱和盐水汽化至过饱和并形成结晶，吸收室用于溴化锂溶液吸收水蒸气；挡液板位于结晶室与吸收室的上部空间之间；吸收室上部装有结晶-吸收器溴化锂溶液喷淋管，所述分离器用于对来自结晶-吸收器的盐浆进行液固分离，所述干燥器用于将固体盐进一步干燥，干燥器用的干燥介质是来自溶液再生子系统的热空气； 所述溶液再生子系统设有发生器、溶液热交换器、空气冷却器，溶液再生子系统用于将深度浓缩子系统排出的溴化锂稀溶液浓缩再生为浓溶液，同时回收循环热能、获得热空气；在发生器中，驱动热源加热稀溶液，得到浓溶液和水蒸气；在溶液热交换器中，溴化锂稀溶液被加热，浓溶液被冷却；空气冷却器用于降低溴化锂溶液温度，回收的热能用于加热空气; 所述冷凝子系统设有盐水预热器和冷凝器，在盐水预热器中，部分来自溶液再生子系统的发生器的蒸汽冷凝，冷凝热用于预热原料浓盐水，剩余的水蒸气在冷凝器中冷凝，放出热能，盐水预热器和冷凝器排出的冷凝水即淡水。
【专利摘要】一种淡水海盐热能三联产系统，涉及浓盐水处理。提供一种高效、节能、结构紧凑、经济性好的基于海水淡化浓盐水深度浓缩的淡水海盐热能三联产系统。设有深度浓缩子系统、制盐子系统、溶液再生子系统、冷凝子系统；所述深度浓缩子系统设有至少1级蒸发-吸收器，蒸发-吸收器设有蒸发室、吸收室、挡液板、热管换热器、浓盐水喷淋管、蒸发-吸收器溴化锂溶液喷淋管，所述制盐子系统设有结晶-吸收器、分离器、干燥器，结晶-吸收器设有结晶室、吸收室、挡液板，所述溶液再生子系统设有发生器、溶液热交换器、空气冷却器，所述冷凝子系统设有盐水预热器和冷凝器。
【IPC分类】F25B15-06, C01D3-06, C02F1-04, F25B27-02
【公开号】CN204384911
【申请号】CN201420850845
【发明人】王永青, 何宏舟
【申请人】集美大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年12月29日