一种界面渐进冷冻浓缩方法

摘要

本发明涉及一种用封闭式热泵循环技术实现高效节能的界面渐进冷冻浓缩方法，包括进料水溶液、浓溶液输送与排放、融化水输送与排放、冰层洗涤、热泵循环、辅助制冷及控制七个工作步骤，构成七个子系统与两个结冰水箱相互连通构成实现水溶液界面渐进冷冻浓缩的系统装置；按设定工序往复循环实现水溶液冷冻浓缩；将封闭式热泵循环系统的蒸发器、冷凝器与界面渐进冷冻浓缩系统有机结合，通过四通阀实现蒸发器与冷凝器的功能互换，实现从换热器表面去除冰层和回收冷量；其工艺过程简单可靠，使用装置结构简单，节能效果好，运行成本低，易于实现商业化生产，可广泛应用于各种水溶液的浓缩过程，特别适用于热敏性或含挥发性成分的水溶液浓缩过程。

主权项

1、一种界面渐进冷冻浓缩方法，将热泵节能技术应用于水溶液界面渐进冷冻浓缩系统，其特征在于包括进料水溶液、浓溶液输送与排放、融化水输送与排放、冰层洗涤、热泵循环、辅助制冷及中央控制七个工作步骤并分别构成七个子系统，与两个结冰水箱相互连通构成实现水溶液界面渐进冷冻浓缩的系统装置；两个结冰水箱上下布置，构成高位结冰水箱和低位结冰水箱，封闭式热泵循环系统的蒸发器与冷凝器分别放置在二个结冰水箱中，辅助制冷子系统的蒸发器与高位结冰水箱的换热器有机组合为一个换热器，按照设定的运行工序往复循环形成水溶液浓缩系统；二个结冰水箱内分别安装有结冰过程所需要的带肋片的换热器，肋片结构将结冰面积扩大，快速除去热量，尽快形成冰层；进料水溶液将水溶液送入高位结冰水箱，同时回收排出系统的浓溶液和融化水的冷量；浓溶液输送与排放将两个结冰水箱的浓溶液排出；融化水输送与排放将两个结冰水箱的融化水送到融化水箱；冰层洗涤回收冰层表面的浓溶液；热泵循环通过热泵系统的蒸发器实现水溶液中溶剂水结冰而浓缩溶液，同时利用其冷凝器实现冰层的融化形成融化水，再利用四通阀的换向作用，使高位结冰水箱与低位结冰水箱的冷冻浓缩过程有机结合起来，实现高效节能的冷冻浓缩过程；辅助制冷在高位结冰水箱中形成冰层，完成第一次浓缩过程，使热泵循环子系统的冷冻浓缩过程开始，而在热泵循环子系统工作后，使辅助制冷子系统工作，补充损失的冷量，使冷冻浓缩量稳定；中央控制使各子系统或步骤按时间顺序有机组合，同时控制热泵循环系统及辅助制冷系统的蒸发温度。