冷却设备制造技术

本发明专利技术涉及将溶液引入蒸发冷却装置（１４）的冷却方法和冷却设备，所述方法包括：ａ）将选择性渗透膜（１６）安装在第一溶液（１８）和第二溶液（２０）之间，所述第二溶液（２０）的溶质浓度高于所述第一溶液（１８），以致溶剂从所述第一溶液（１８）流过所述选择性渗透膜（１６）以稀释所述第二溶液（２０）；ｂ）将所述第二溶液引入蒸发冷却装置（１４），在蒸发冷却装置（１４）中，利用蒸发作用将溶剂从所述第二溶液（２０）中除去；以及ｃ）将所述第二溶液（２０）从步骤ｂ）再循环到步骤ａ），以从所述第一溶液（１８）中汲取溶剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将溶液引入冷却装置的方法和设备。具体来说，本专利技术涉及从热源移除热量的方法和设备，但并非局限于此。
技术介绍
热交换器常用于从工业过程中移除过剩的热量。典型的热交换器包括管壳式热交换器，这种热交换器具有部分地封闭在外罩或外壳内的一段管路。将携带过剩热量的工业过程流体引入所述管路，同时使例如水等冷却剂通过隔开的入口和出口流经所述外壳。水从所述过程流体中移除过剩的热量。这样，离开所述外壳的水的温度高于进入所述外壳的冷却剂的温度。将被加热的水流在冷却塔中冷却，然后将其再循环返回并通过所述外壳。由此可以连续进行除热。大多数冷却塔中装有多孔的填充材料，这些填充材料称为铺料(decking)或填料(packing)。将水引入到冷却塔顶部并且通过铺料滴落，同时将空气吹过所述铺料，从而使部分水蒸发。蒸发作用(蒸发冷却)导致的热量损失降低了余下的水的温度。将冷却了的水再循环至热交换器。发生蒸发时，例如溶解的固体等杂质在再循环的水中累积。由于例如生物的生长、结垢、腐蚀和/或淤渣沉积，这样的杂质会引起淤塞。可以通过从该系统中排出一部分再循环水来降低杂质含量。以这种方式进行的排水称为“泄料”。引入补给水以补充系统中的总水量的损失。补给水用例如防垢剂、缓蚀剂、生物杀灭剂和分散剂来处理。这些添加剂往往较为昂贵，并且必须将其连续加入补给水中，从而增加了整个过程的成本。冷却系统的水质对冷却塔和热交换器的热效率和寿命有显著影响。在空气冷却器中，来自周围环境的热空气吹过湿铺料或填料。空气的热量传递给湿铺料，导致包含在铺料中的水蒸发。结果，从冷却器出来的空气的温度低于引入冷却器的空气的温度。水蒸发时，水中的杂质会沉积在铺料上。这类沉积物对空气冷却器的热效率和寿命有不良影响。
技术实现思路
本专利技术提供一种将溶液引入蒸发冷却装置的方法，所述方法包括a)将选择性渗透膜安装在第一溶液和第二溶液之间，所述第二溶液的溶质浓度高于所述第一溶液，以致溶剂从所述第一溶液流过所述选择性渗透膜以稀释所述第二溶液；b)将所述第二溶液引入蒸发冷却装置，在所述蒸发冷却装置中，利用蒸发作用将溶剂从所述第二溶液中除去；以及c)将所述第二溶液从步骤b)再循环到步骤a)，以从所述第一溶液中汲取溶剂。所述蒸发冷却装置优选为冷却塔或空气冷却器。适合的空气冷却器包括家用和工业用的空气冷却器。所述膜的选择性可防止所述第一溶液中的不需要的溶质和其他杂质进入所述第二溶液。所述第一溶液可以是混有杂质的水流，例如为海水、微咸水、河水和来自例如工农业生产过程的废水流。当使用这样的溶液时，使水有选择地通过所述的膜来稀释所述第二溶液。第二溶液可以包括海水、微咸水和工业过程流体。适合的工业过程流体可以来自例如淡化工厂(例如热淡化工厂和/或反渗透工厂)的含盐残余物；以及含水排出物，例如通常用作传统的冷却塔的补给水的含水排出物。可以在使用前将所用的海水、微咸水和工业过程流体浓缩。作为替代或在此基础上，可以在本专利技术的处理过程中将所用的海水、微咸水和/或工业过程流体浓缩，从而使得与步骤a)中的膜接触的溶液的溶质(总溶解盐)浓度高于所述第一溶液的溶质浓度。例如，可以使用所述蒸发冷却装置通过蒸发作用来从所述第二溶液中除去溶剂，从而产生浓缩的第二溶液，所述浓缩的第二溶液可以在步骤a)中用于从第一溶液中汲取溶剂。通过在步骤a)和b)之间在封闭环路中再循环第二溶液，可以将溶解在所述第二溶液中的溶质“固定”。这样，在这种封闭环路中，可以循环使用包含例如不良杂质(诸如有毒的和放射性物质)的工业过程流体，所述封闭环路将所述杂质与周围环境隔离。当将海水、微咸水和工业过程流体用作所述第二溶液时，希望加入添加剂，例如防垢剂、缓蚀剂、生物杀灭剂或分散剂，以减小或避免在所述过程中的淤塞和腐蚀。当所述第二溶液在步骤a)和步骤b)之间在封闭环路中再循环时，可以将这些添加剂“固定”在该系统中。这样，可以不必将这类添加剂不断地加入所述第二溶液中。所述第二溶液可以具有已知的组成。例如，在一个实施方案中，通过将已知量的溶质引入已知量的溶剂中，从而形成所述第二溶液。这样，所述第二溶液可以基本上由溶解在选定溶剂中的选定溶质组成。可以在步骤a)之前形成该第二溶液。通过以这种方式形成所述第二溶液，可以产生基本上洁净的溶液。这样，可以使所述第二溶液中会淤塞冷却系统的悬浮粒子、生物物质和/或其他成分的浓度较低。所述第二溶液更优选基本上不含这类成分。在一个实施方案中，在所述第二溶液中包含诸如防垢剂、缓蚀剂、生物杀灭剂和/或分散剂等添加剂。可以在封闭环路中再循环所述第二溶液，使得例如可以在步骤a)和b)中将其连续地再利用。在这样的实施方案中，所述第二溶液的成分被有效地“固定”在所述环路中。这样，一旦形成所述第二溶液，可以不必进一步添加溶质和/或诸如防垢剂、缓蚀剂、生物杀灭剂和/或分散剂等添加剂。在所述第二溶液中的溶剂优选为水。在所述第二溶液中的溶质(渗透剂)优选为水溶性溶质，例如水溶性盐。适合的盐包括铵盐和金属盐，例如碱金属(例如，Li、Na、K)和碱土金属(例如，Mg和Ca)盐。所述盐可以是氟化物、氯化物、溴化物、碘化物、硫酸盐、亚硫酸盐、硫化物、碳酸盐、碳酸氢盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氮化物、磷酸盐、铝酸盐、硼酸盐、溴酸盐、碳化物、高氯酸盐、次氯酸盐、铬酸盐、氟硅酸盐、氟硫酸盐、硅酸盐、氰化物和氰酸盐。可以使用一种以上的盐。在一个优选的实施方案中，所述第二溶液的溶质为钠盐和/或钾盐。这样，可以通过将已知量的钠盐和/或钾盐溶解在水中，从而形成所述第二溶液。在一个实施方案中，通过将氯化钠溶解在水中来形成所述第二溶液。在进一步的优选实施方案中，所述第二溶液可以是氨和二氧化碳的溶液，其中含有所形成的水成物质碳酸铵、碳酸氢铵和氨基甲酸铵(参见WO 02/0608025)。最初用于步骤a)的第二溶液的溶质或总溶解盐(TDS)浓度可高于第一溶液的溶质或总溶解盐浓度。在本专利技术的步骤a)中，将第一溶液置于半透膜的一侧。将具有较高溶质浓度(因此而具有较低溶剂浓度)的第二溶液置于所述膜的另一侧。结果，溶剂通过所述膜从低溶质浓度的一侧(高溶剂浓度)流向高溶质浓度(低溶剂浓度)的一侧。流动沿着浓度梯度进行。这样，不需要高压来引起溶剂流动。然而，可以在所述膜的两侧施加压力差，以便例如提高水的通量。即使当不施加压力来使溶剂从所述第一溶液流向所述第二溶液时，溶剂(例如水)从所述第一溶液流进所述第二溶液后，所述第二溶液的压力也会升高(当水用作溶剂时，为渗透压)。这是因为溶剂从所述第一溶液进入所述第二溶液的流动沿着浓度梯度发生。可以使用这种压力来促进所述第二溶液向本专利技术的后续处理步骤转移。例如在没有泵的协助下，这种压力足可以将所述第二溶液转移至后续处理步骤。在一个实施方案中，过剩的压力被转变为机械功。这样，在所述第二溶液中产生的压力(例如，渗透压)可以用于减小能耗和/或提高整个过程的传热效率。在一个实施方案中，来自于步骤a)的稀释的第二溶液可以与另外的选择性渗透膜的一侧接触，同时将溶质浓度高于所述稀释的第二溶液的第三溶液与该膜的另一侧接触。由于所述第二溶液的溶剂浓度高于所述第三溶液，所以溶剂从所述第二溶液流过所述膜以稀释所述第三溶液。像所述第二溶液那样，所述第三溶液可以基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将溶液引入蒸发冷却装置的方法，所述方法包括：ａ）将选择性渗透膜安装在第一溶液和第二溶液之间，所述第二溶液的溶质浓度高于所述第一溶液，以致溶剂从所述第一溶液流过所述选择性渗透膜以稀释所述第二溶液；ｂ）将所述第二溶液引入蒸发 冷却装置，在所述蒸发冷却装置中，利用蒸发作用将溶剂从所述第二溶液中除去；以及ｃ）将所述第二溶液从步骤ｂ）再循环到步骤ａ），以从所述第一溶液中汲取溶剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿卜杜勒萨拉姆阿勒马亚齐，阿德尔沙里夫，
申请(专利权)人：萨里水溶剂科技有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]