[发明专利]水溶液的冷冻浓缩

摘要

本发明为基于冰晶体转化的水溶液冷冻浓缩的高效物理方法,它导致很高的冰晶成长速率,产生没有内部夹带的、粒状的、聚合的大冰晶,并且避免了冷冻时刮削冰晶而节省能量。方法主要由以下过程组成将溶液冷却至过冷状态而无成核或在传热表面无冰形成;将过冷溶液瞬间成核以产生细小冰晶并使溶液浓缩;借助于在吸－放热平衡良好控制的环境下冰晶的成长、转化及聚合高速率地生产大的、粒状或球状冰晶。单级和多级操作均可用于本方法并且主要步骤可灵活安排。实施本方法的设备,主要包括致冷换热器、成核器、过滤器以及多功能结晶器,它们各具其特点以满足方法的要求。

主权项

1.一种冷冻浓缩水溶液的方法，该方法主要包括以下步骤：(A)将一水溶液(由步骤(E)获得的母液，或待处理的原始溶液，或过程中获得的任何其它溶液)与部分由步骤(D)获得的浓缩液相混合，产生一个混合水溶液；(B)将水溶液冷却，产生过冷溶液；(C)使过冷溶液成核并结晶，产生含有细小冰晶及浓缩液的浆料；(D)将浆料分离为细小冰晶及浓缩液；(E)使冰晶成长、转化及聚合并将冰晶从母液中分离以产生大冰晶及母液；该方法还包括以下步骤：(F)将大冰晶洗涤，产生洗过大冰晶及洗液以回收溶质；(G)如果必要的话，将步骤(E)获得的冰晶表层的冰融化，产生纯净冰晶及溶液以进一步回收溶质；(H)将水溶液预冷，产生预冷溶液。