[发明专利]热质同传蒸发结晶系统及其工作方法

权利要求书

1.一种热质同传蒸发结晶系统，其特征在于：

该系统包括清母液循环泵（1）、加热器（2）、传热传质罐（5）、结晶罐（9）、养晶罐（10）、晶浆泵（11）、密度计（12）、晶浆循环泵（13）、晶浆罐（14）、离心机（15）、晶体罐（16）、母液泵（17）、压缩机（18）、膨胀阀（19）；其中传热传质罐（5）包括布置在其上部的喷淋装置（3）、中部的填料（4）和下部的布气装置（6）；

传热传质罐（5）包括上部空气出口、上部溶液入口、下部空气入口和下部溶液出口；结晶罐（9）包括溶液入口、上部清母液出口和下部浓溶液出口；养晶罐（10）包括浓溶液入口、上部晶浆入口、下部晶浆出口、冷侧入口和冷侧出口；密度计（12）包括晶浆入口、合格晶浆出口和不合格晶浆出口；离心机（15）包括晶浆入口、晶体出口和母液出口；加热器（2）包括热侧入口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口；

物料入口（21）与加热器（2）冷侧入口相连，加热器（2）冷侧出口与传热传质罐（3）上部溶液入口相连，传热传质罐（5）下部溶液出口与结晶罐（9）溶液入口相连，结晶罐（9）上部清母液出口通过清母液循环泵（1）与加热器（2）冷侧入口相连，结晶罐（9）下部浓溶液出口与养晶罐（10）浓溶液入口相连，养晶罐（10）下部晶浆出口经过晶浆泵（11）后与密度计（12）晶浆入口相连，密度计（12）不合格晶浆出口通过晶浆循环泵（13）与养晶罐（10）上部晶浆入口相连，密度计（12）合格晶浆出口与晶浆罐（14）入口相连，晶浆罐（14）出口与离心机（15）晶浆入口相连，离心机（15）晶体出口与晶体罐（16）相连，离心机（15）母液出口通过母液泵（17）与加热器（2）冷侧入口相连；

养晶罐（10）冷侧出口通过压缩机（18）与加热器（2）热侧入口相连，加热器（2）热侧出口通过膨胀阀（19）与养晶罐（10）冷侧入口相连。

2.根据权利要求1所述的热质同传蒸发结晶系统，其特征在于：

系统还包括与传热传质罐（5）下部空气入口相连的鼓风机（8），或/和与传热传质罐（5）上部空气出口相连的引风机（7）。

3.根据权利要求1所述的热质同传蒸发结晶系统，其特征在于：养晶罐（10）中设置搅拌器（20）。

4.根据权利要求1所述的一种热质同传蒸发结晶系统的工作方法，其特征在于，包括以下工作过程：

空气从传热传质罐（5）的下部空气入口流入，与自上而下喷淋的低浓度溶液发生传热传质后，从传热传质罐（5）的上部空气出口排入环境；

物料从物料入口（21）流入系统，与清母液循环泵（1）出口的清母液和母液泵（17）出口的母液混合后形成低浓度溶液，低浓度溶液流入加热器（2）的冷侧，吸收其热侧低沸点工质放出的热量后，从传热传质罐（5）上部溶液入口流入，并在喷淋装置（3）的作用变成细小液滴，然后在填料（4）中与自下而上流动的空气发生传热传质，水分减少温度降低后从传热传质罐（5）下部溶液出口流出，进入结晶罐（9）中静置：结晶罐（9）上部的清母液通过清母液循环泵（1）流入加热器（2）冷侧；结晶罐（9）下部的浓溶液流入养晶罐（10），向其冷侧的低沸点工质放热后析出晶体，形成晶浆，晶浆通过晶浆泵（11）流向密度计（12）：当晶浆密度不符合条件时，晶浆通过晶浆循环泵（13）再次流入养晶罐（10）；当晶浆密度符合条件时，晶浆流入晶浆罐（14），晶浆罐（14）中的晶浆流入离心机（15）进行固液分离：离心机（15）分离出的晶体储存在晶体罐（16）中；离心机（15）分离出的母液通过母液泵（17）流入加热器（2）的冷侧，如此循环；

低温低沸点工质从养晶罐（10）冷侧入口流入，吸收其中溶液放出的热量后变成低温蒸汽，低温蒸汽经压缩机（18）升温升压后，从加热器（2）热侧入口流入，向其冷侧低浓度溶液出热量，然后经膨胀阀（19）膨胀，降温降压，变成初始低温状态，如此循环工作。

5.根据权利要求4所述的热质同传蒸发结晶系统的工作方法，其特征在于，还包括以下工作过程：系统还包括与传热传质罐（5）下部空气入口相连的鼓风机（8），和与传热传质罐（5）上部空气出口相连的引风机（7）；空气在鼓风机（8）吹力和引风机（7）吸力的双重作用下，流过传热传质罐。