一种运作冷却塔（１０）的方法，所述方法包括：将进料液引入冷却塔中；使溶剂从所述进料液中蒸发以形成浓缩液；取出所述浓缩液的一部分作为泄料；使所述泄料的至少一部分通过纳米过滤单元（１４）中的第一膜，以使所述泄料中的至少部分溶质作为浓缩的泄料溶液保留在所述第一膜的渗余物侧；使所述浓缩的泄料溶液（４２）的至少一部分与第二膜（１２）的一侧接触，并使溶质浓度低于合并的浓缩的泄料溶液和来自所述冷却塔的返回液的溶质浓度的溶液与所述第二膜的另一侧接触，使得溶剂通过直接渗透作用流过所述第二膜从而稀释所述浓缩的泄料溶液；和将被稀释的所述泄料溶液再次引入所述冷却塔中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及运作冷却塔的方法。热交换器常用于从工业过程中除去多余的热量。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。将携带多余热量的工业工艺流体引入所述管路，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。水从所述工艺流体中除去多余的热量。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，然后将其再次引入所述外壳。由此可以连续进行除热。大多数冷却塔中装有称为铺板(decking)的多孔填充材料。将水引入到冷却塔顶部并且使其滴落通过铺板，同时将空气吹过所述铺板，从而使部分水蒸发。蒸发导致的热量损失(蒸发冷却)降低了余下的水的温度。将经冷却的水再循环至热交换器。随着蒸发的发生，例如溶解的固体等污染物在再循环的水中累积。由于例如生物生长、结垢、腐蚀和/或淤渣沉积，这样的污染物可能引起淤塞。可以通过从该系统中排出一部分再循环水来降低污染物水平。以这种方式进行的排水称为泄料。为补偿系统的水量损失，将补给水引入冷却塔。已经进行了各种尝试来处理这种补给水以减少淤塞的风险。在WO 2005/120688中，例如，通过在海水与具有比海水更高的溶质浓度的氯化钠清洁溶液之间布置选择性渗透膜来生成补给水。渗透压差使水由所述膜的海水侧流过所述膜从而稀释氯化钠溶液。被稀释的该氯化钠溶液基本上不含通常存在于海水中的生物污染物，可以用抗腐蚀剂、防垢剂和防淤塞剂处理然后作为补给水用于系统。根据本专利技术，提供一种运作冷却塔的方法，所述方法包括将进料液引入冷却塔中，使溶剂从所述进料液中蒸发以形成浓缩液，取出所述浓缩液的一部分作为泄料，使所述泄料的至少一部分通过第一膜，以使所述泄料中的至少部分溶质作为浓缩的泄料溶液保留在所述第一膜的渗余物侧，使所述浓缩的泄料溶液的至少一部分与第二膜的一侧接触，并使溶质浓度低于浓缩的泄料溶液的溶质浓度的溶液与所述第二膜的另一侧接触，使得溶剂通过直接渗透作用流过所述第二膜从而稀释所述浓缩的泄料溶液，和将被稀释的所述泄料溶液再次引入所述冷却塔中。在优选的实施方式中，所述方法还包括在源溶液与具有比所述源溶液更高的溶质浓度的吸取溶液之间布置膜，以致所述源溶液中的溶剂流过该膜而稀释所述吸取溶液，将被稀释的所述源溶液作为所述进料液引入所述冷却塔中，使溶剂从所述进料液中蒸发以形成浓缩的进料液，和可选地将所述浓缩的进料液的至少一部分再次用作所述吸取溶液。所述源溶液可以是水流。所述水流优选为含有杂质的水流，例如海水、河水、湖水、 雨水、微咸水和来自工业过程流的水。合适的工业过程流可以来自例如淡化装置(例如热淡化装置和/或反渗透装置)的含盐残余物。也可以使用含水排出物，例如通常用作传统的冷却塔的补给水的那些。具有比所述源溶液更高的溶质浓度的任何适宜的溶液都可以用作所述吸取溶液。 所述吸取溶液可具有已知的组成。例如，在一个实施方式中，所述吸取溶液是通过将已知量的至少一种溶质引入已知量的溶剂中而形成。因此，所述吸取溶液可以基本上由溶解在所选溶剂(如水)中的所选溶质组成。通过以这种方式形成吸取溶液，可制得基本上清洁的溶液。因此，所述吸取溶液可具有较低浓度的可能导致冷却系统淤塞的悬浮颗粒、生物物质和/或其他成分。在优选的实施方式中，所述吸取溶液基本上不含可能导致冷却系统淤塞的悬浮颗粒、生物物质和/或其他成分。在一个实施方式中，吸取溶液中包含例如防垢剂、缓蚀剂、抗微生物剂和/或分散剂等添加剂。通过使一部分吸取溶液再循环通过冷却系统，可以重复使用这些添加剂。优选的是，吸取溶液的主体在封闭环路中再循环，以使吸取溶液的大部分成分保留在所述环路中。因此，一旦形成吸取溶液，则可不必向该溶液中连续地添加新溶质和/或添加剂。所述吸取溶液中的溶质(或渗透剂)优选为水溶性盐。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式中，所述第二溶液的溶质为处于水中的钾盐、镁盐或钠盐。如上所述，将所述源溶液置于膜的一侧，同时将所述吸取溶液置于所述膜的另一侧。由于溶液间存在渗透压差，溶剂经直接渗透通过所述膜而稀释吸取溶液。流动沿着浓度梯度进行。这样，不需要高压来引起溶剂流动。不过，可以施加跨膜的压力差，以便例如提高溶剂的流量。直接渗透步骤中可以使用任何适宜的选择性膜。也可以使用膜阵列。适宜的膜包括乙酸纤维素(CA)和三乙酸纤维素(CTA)(例如在McCutcheon et al.，Desalination 174(2005) 1-11中描述的那些材料)以及聚酰胺(PA)膜。所述膜可以为平面状或采取管状或中空纤维的形态。特别是当未施加高压以引发溶剂由第一溶液流向第二溶液时，可以采用薄膜。如果需要，可以将所述膜担载在例如网状支撑体等支撑结构上。在一个实施方式中，可以在外罩或外壳中配置一个或多个管状膜。可以将源溶液导入外罩中，同时可以将吸取溶液导入管路中。由于源溶液的溶剂浓度高于吸取溶液的溶剂浓度，溶剂将透过膜从源溶液扩散进入吸取溶液中。可以由管路内部将稀释的吸取溶液回收，同时可以将浓缩的第一溶液由外罩中移除(或者反之)。当采用平面膜时，可以将该片材卷绕，使得在截面上形成螺旋状。膜的孔径可根据需要分离的溶剂分子的大小来选择。可以使用具有允许两种以上不同种类的溶剂分子通过该膜的孔径的膜。膜的孔径优选对于水的通过具有选择性。 优选将膜的孔径选择为防止溶质和其他污染物由源溶液流向吸取溶液。典型的孔径为 IA 100 A，优选5 A 50 A，如10 A 40 A。可以使用任何适宜的技术来推断孔径。溶剂穿过膜的流动通常受热状态的影响。因而，如果需要，可以对膜的任一侧的溶液进行加热或冷却。可以将溶液加热至40°c 90°C的较高的温度，例如60°C 80°C。作为选择，也可以将溶液冷却至-20V 40°C，例如5°C 20°C。可以对膜一侧的溶液进行加热，同时对另一侧的溶液进行冷却。也可以独立地对每种溶液进行加热或冷却。如果需要， 也可以在膜的任一侧进行化学反应。为提高渗透步骤的效率，可以对吸取溶液和/或源溶液进行处理以减少膜的淤塞和结垢。从而，可以将防垢剂和/或防淤塞剂添加至一种或两种溶液中。尽管并不要求， 但可以对膜的第一溶液侧施加压力以增大水通过膜的流速。例如，可以施加IXio5I3a 5X IO5Pa的压力，优选 2X IO5Pa 4X 105Pa的压力。另外或作为选择，可以减小膜的第二溶液侧的压力。例如，压力可以小于lXl(^Pa，优选小于 0. 5 X IO5Pa 。为增大通过膜的流速，也可以改变源溶液和/或吸取溶液的粘度。例如，可以使用粘度调节剂。本专利技术的方法还可包括从源溶液中除去污染物(例如悬浮颗粒和生物物质)的预处理步骤。另外或作为选择，可以向第一溶液中添加控制结垢的阈值抑制剂。而且可以采用改变第一溶液PH的预处理步骤。当将海水用作源溶液时，本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种运作冷却塔的方法，所述方法包括：将进料液引入冷却塔中，使溶剂从所述进料液中蒸发以形成浓缩液，取出所述浓缩液的一部分作为泄料，使所述泄料的至少一部分通过第一膜，以使所述泄料中的至少部分溶质作为浓缩的泄料溶液保留在所述第一膜的渗余物侧，使所述浓缩的泄料溶液的至少一部分与第二膜的一侧接触，并使溶质浓度低于合并的浓缩的泄料溶液和来自所述冷却塔的返回液的溶质浓度的溶液与所述第二膜的另一侧接触，使得溶剂通过直接渗透作用流过所述第二膜从而稀释所述浓缩的泄料溶液，和将被稀释的所述泄料溶液再次引入所述冷却塔中。
【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：P·尼科尔，
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
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