冷却装置制造方法

冷却装置制造方法
【专利摘要】一种用于冷却液体的冷却装置，具有垂直冷却塔，待冷却的液体在上部区域供入，冷却过的液体从下部区域放出。其中所述液体在所述冷却塔内通过从底部流向顶部的冷却气体冷却。由所述冷却气体流经的所述冷却塔的气体空间内设置至少一个用于导流所述液体的装置。各装置包括至少一个液体通道，所述液体通道通过两侧的蒸汽能透而液体不透的膜式壁至少部分地与所述冷却塔的所述气体空间分离。
【专利说明】冷却装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于冷却液体尤其是水的冷却装置，具有垂直冷却塔。进一步涉及具 有多级膜蒸馏器和这种冷却装置的膜蒸馏设备。

【背景技术】
[0002] 使用湿式冷却塔如用于发电厂的湿式冷却塔，待冷却的水被滴流于尽可能薄的薄 膜的大表面。为了实现水在滴流表面尽可能好的分布，可向水中加入润湿剂。
[0003] 在自然通风冷却塔中，在上部区域供向冷却塔的热水产生逆风，并在它向下的路 径上由蒸发作用而冷却。在这方面，具有环境参数--压力、温度和湿度--的空气从下面 流入冷却塔。在饱和度极限时，空气离开冷却塔的上部区域。
[0004] 在先前的惯用冷却塔中，由于湿热表面的存在，在冷却塔中会发生有机物质的生 长。在某些操作条件下，尤其会生长军团菌属（legionella)，这仅能通过使用消毒剂或通过 pH的明显转变来预防。
[0005] 引入冷却塔的自然水含有如矿物质这样的成分。在某些情况下，与自然水一起 引入的成分的浓度应达到尽可能高，以减少新鲜水的需求并维持排放水的量小，这对于为 了不允许冷却塔水的水成分浓度增加到超过具体极限值是必须的。在这方面，所谓生垢 (scaling)--即形成矿物质沉淀--的风险，决定了浓度的极限值。现在诚然可以通过使 用阻垢剂来向上移置该极限值。然而，排放水又会被这种阻垢剂污染。这适用于自然通风 冷却塔和诱导通风湿式冷却塔二者。
[0006] 所谓间接冷却塔也已知，其中水不与空气直接接触，而是由隔断壁如管子与空气 分开。这种冷却塔总是具有诱导通风，即依靠干燥表面上的风扇鼓吹空气。这种冷却塔难 以达到通过蒸发作用冷却的湿式冷却塔的较低温度。由于没有随蒸发作用而来的相变产生 的温度改变，其表面依然较大。


【发明内容】

[0007] 本发明的根本目的在于提供一种开头所称的那种改进的冷却装置，这种冷却装置 使先前陈述的问题得以消除。在这方面，热交换程序发生于尽可能干燥的表面，其中尽管是 干燥的热交换表面，也能实现传统的湿式冷却塔的热表面性能。此外，提供一种膜蒸馏设 备，其具有这种冷却装置，其中有利地使用该冷却装置。
[0008] 根据本发明，通过具有权利要求1所述特征的冷却装置实现上述目的。根据本发 明，提供一种用于冷却液体尤其是水的冷却装置，其包括垂直冷却塔，其中待冷却的液体在 上部区域供入，而冷却过的液体从下部区域放出。在这方面，液体在冷却塔内通过冷却气体 尤其是从底部流向顶部的空气冷却。由冷却气体流经的冷却塔的气体空间内设置至少一个 用于导流液体的装置。在这方面，各装置包括至少一个液体通道，该液体通道通过两侧的蒸 汽能透而液体不透的膜式壁至少部分地与冷却塔的气体空间分离。
[0009] 这能确保，在一方面，由于这种构造热交换程序发生在干燥表面；然而，在另一方 面，尽管是这些干燥表面，也能实现传统的湿式冷却塔的热表面性能。一个或多个装置用作 蒸发器，其表面将向下流动的液体与从底部到顶部流动的冷却气体分离开。
[0010] 在用作蒸发器的装置表面的生物生长得以避免。装置的限定表面容易进行直接的 化学清洗。由于装置的所有表面按照定义的方式都易于达到，可保持低水平的化学品使用， 确保各种化学清洁剂的最佳均匀分布。由于可进行化学清洁以避免在限定表面生垢的风 险，可能使用较高浓度的冷却塔液体。
[0011] 特别地，多个装置被设置在由冷却气体流过的冷却塔的气体空间内，它们垂直地 并且连续地一个接着另一个连接。
[0012] 至少一个装置优选地包括多个并排连接的液体通道，并且优选地每个液体通道基 本垂直地延伸。在这方面，并排连接的液体通道尤其可以被设置为水平地互相挨着排列。
[0013] 根据本发明的冷却装置的一个优选实施方案，至少一个装置被设置为包括多个液 体通道，多个液体通道并排连接，水平地互相挨着排列，并且每个液体通道由膜式壁尤其是 扁平膜在至少两个相互对置侧从冷却塔的气体空间分离开，各对水平邻近的液体通道具有 互相面向的膜式壁尤其是扁平膜，膜式壁侧面限定出气体通道，作用于气体空间的冷却气 体流中的冷却气体流经该气体通道。
[0014] 在这方面，各装置可有利地包括多个互相连接的框架元件，以这种框架元件的形 式设置液体通道和气体通道的功能单元。
[0015] 框架元件优选地设置有网状结构，并通过这些网状结构彼此连接。
[0016] 每个框架元件可设置有间隔，尤其是格子状间隔。
[0017] 各液体通道和与其邻近的各气体通道之间设置的膜式壁，优选地与两个互相邻近 的框架元件中的一个联合。
[0018] 将单个框架元件彼此连接起来的网状结构可以是，例如，焊接的网状结构或胶粘 结构，通过这些结构框架元件彼此被焊接或结合起来。在焊接的网状结构的情况下，例如， 为了连接框架元件，可采用摩擦焊接工艺、激光焊接工艺和/或发热元件焊接工艺。
[0019] 优选地，垂直地一个接着另一个并连续连接的装置彼此连接起来，以便它们的每 一个液体通道都完全地被液体充满。
[0020] 现在诚然可以通过例如阻止液体外流和建立水头（head of water)的方式而实现 这一点。然而，水头将产生的结果是，由于较高的静力压力，在冷却塔下部区域的各膜将被 置于比冷却塔上部区域更高的压力负荷下。
[0021] 根据依据本发明的冷却装置的一种优选实施方式，尤其为了降低该压力负荷，垂 直地邻近的装置通过转向通道（return passage)彼此连接起来，转向通道设置在液体出口 和液体入口之间，所述液体出口设置于沿液体流动方向观察的前一个装置的液体通道的下 部区域，所述液体入口设置于后一个装置的液体通道的上部区域，并且转向通道在从前一 个装置的液体出口起始后首先被向上导向至少达到这个装置的最高可能的液面处。
[0022] 通过在前一个装置的液体出口向上导向转向通道至少达到这个装置的最高可能 的液面处，来确保各装置的每个液体导流用液体通道均被液体充满。
[0023] 在这方面，转向通道可以特别被配置成U型管的形式。在这方面，被配置成U型管 形式的转向通道的流出部分的上部区域，优选地包括通道部，该通道部至少部分地由另一 个膜式壁优限定出，该膜式壁仍然优选为双侧是蒸汽能透而液体不透的，该膜式壁一方面 与液体接触，另一方面与冷却塔的气体空间接触。这确保自由流出液体并同时避免液体堵 塞超过冷却塔的各装置的冷却塔高度，冷却塔装置的液体头（head of liquid)高度总是使 各膜式壁负荷最大。
[0024] 因此，例如流经由至少一个膜式壁限定出的各液体通道后，在U型管设备内引导 冷却塔液体是可能的，其中U型管设备包括具有180°偏转的向上导流管、向下管和疏水多 孔膜。
[0025] 流出各冷却塔装置的液体向上导流至如此远，以致冷却塔装置的各液体通道总是 完全充满液体，其中液体通道至少由一个膜限定出。向下管按所需尺寸制作，以便它们绝不 完全被液体充满，并且没有从冷却塔装置顶部到底部的额外的流体静力学压力。以便在停 工期向下管能够排空，U型管设备的上部区域特别装配有一块多孔疏水膜，它是蒸汽能透、 尤其是空气能透性的。这确保切断待冷却液体时向下管排空，并且反过来，运行中不会产生 气体垫（gas cushion)或空气垫（air cushion),因为气体或空气都通过膜流入和流出。
[0026] 根据本发明的膜蒸馏设备由权利要求14的特征来表征。根据本发明，膜蒸馏设备 设置有多级膜蒸馏器，该多级膜蒸馏器包括用于浓缩液体的蒸发器、多个浓缩和蒸发站以 及冷凝器，膜蒸馏设备并具有根据本发明权利要求1至13任一项的冷却装置。在这方面， 待浓缩的液体被提供给包含膜蒸馏器的冷凝器和冷却装置的系统。冷却装置连接在膜蒸馏 器上游，用于预浓缩液体。在预浓缩期间被冷却的液体被提供给冷凝器作为来自冷却装置 的冷却流体。
[0027] 根据本发明的膜蒸馏设备的一个优选实施例，膜蒸馏器的冷凝器包括蒸汽空间和 冷却流体通道，冷却流体通道由浓缩壁从蒸汽空间隔出，并且是预浓缩期间冷却剂回路的 一部分，冷却剂回路包括一个或多个装置，在冷却剂回路中待浓缩的液体作为冷却剂循环。
[0028] 特别是液体的冷却和浓缩与冷却塔装置的组合可能产生新工艺。在这方面，尤其 是使用湿式冷却塔并使用干燥表面作为预浓缩器进行含盐的水的浓缩是很有利的。
[0029] 包括蒸发器、多个浓缩和蒸发站以及用于浓缩液体的冷凝器的多级膜蒸馏器是已 知的，例如，可从W0 2007/054311获知。
[0030] 使用这种膜蒸馏器，用热能再次蒸发和浓缩液体。蒸发液体时，各成分在特定温度 和由该温度决定的蒸汽压力下蒸发，使得个别成分被浓缩。蒸发过的液体通过多孔的、蒸汽 能透但液体不透的膜从蒸汽空间分离开。由于待浓缩的液体和蒸汽空间之间的温差和蒸汽 压力差，穿过膜的蒸汽发生在待浓缩的液体与膜之间的边界表面。
[0031] 各后续浓缩和蒸发站的蒸汽空间可以特别地直接邻近前一个浓缩和蒸发站的膜 式壁，以降低待浓缩液体和蒸汽的流动，其中膜式壁将前一个浓缩和蒸发站的液体通道与 后一个浓缩和蒸发站的蒸汽空间分离开。例如，蒸发器可包括加热液体通道、用于待浓缩的 液体的液体通道、将加热液体通道从液体通道隔离开的交换壁以及在交换壁对侧限定出液 体通道的膜式壁，其中第一个浓缩和蒸发站的蒸汽空间可直接邻近蒸发器的膜，因此该膜 式壁可将蒸发器的液体通道从第一个浓缩和蒸发站的蒸汽空间分离开。
[0032] 如已经陈述的，例如冷凝器可包括蒸汽空间、冷却液体通道和将蒸汽空间从冷却 液体通道分离开的浓缩壁。冷凝器的蒸汽空间可有利地直接邻近最后一个浓缩和蒸发站的 膜式壁，以便该膜式壁将最后一个浓缩和蒸发站的液体通道从冷凝器的蒸汽空间分离开。
[0033] 在各后续浓缩和蒸发站而不是在前面的浓缩和蒸发站中，在没有惰性气体并在较 低压力和温度水平下，浓缩和蒸发至少基本上能发生。待浓缩的液体可通过真空降低其绝 对压力，膜蒸馏器的各液体通道内待浓缩的液体的绝对压力降到相应于该液体通道内液体 温度的沸腾蒸汽压。浓缩和蒸发站以及冷凝器的蒸汽空间可通过真空降低其绝对压力至环 境压力以下。根据膜蒸馏器的一个优选实施例，各蒸汽空间的绝对压力可至少基本上降低 至待浓缩的液体的蒸汽压，经邻近的膜式壁邻近待浓缩的液体，并又通过压差导致蒸汽流 经邻近的膜式壁。因此各蒸汽空间的真空至少基本上相当于经邻近的膜式壁邻近的待浓缩 的液体的蒸汽压，通过压差增加真空导致蒸汽流经膜式壁，必须考虑增加的真空相当于降 低的绝对压力。
[0034] 在另一方面，例如，膜蒸馏器可配置成如W0 2007/054311中所描述的那样。

【专利附图】

【附图说明】
[0035] 下面通过参考实施例和附图，更详细地说明本发明。附图中：
[0036] 图1是冷却装置的一个示例性实施例的示意图；
[0037] 图2是冷却塔的一个示例性装置的示意图，具有多个并排连接的液体通道，液体 通道优选基本垂直地延伸；
[0038] 图3是冷却塔的一个示例性装置的示意图，具有以U型管形式配置的转向通道；
[0039] 图4是框架元件的一个示例性实施例的正面示意图，其可用作液体框架；
[0040] 图5是框架元件的一个示例性实施例的正面示意图，其可用作冷却气体框架；
[0041] 图6是冷却塔的装置的一个示例性实施例的透视性展开示意图，包括多个框架元 件，例如根据图4和图5的框架元件；
[0042] 图7是供给例如冷却气体框架使用的格子状间隔的一个示例性实施例的透视示 意图；和
[0043] 图8是膜蒸馏设备的一个示例性实施例的示意图，包括多级膜蒸馏器和一个冷却 装直。

【具体实施方式】
[0044] 图1示出了用于冷却液体12例如水的冷却装置10的一个示例性实施例的示意 图，具有垂直冷却塔14,待冷却的液体12'在上部区域16供向冷却塔14,冷却过的液体 12"从下部区域18放出冷却塔14。
[0045] 在冷却塔14内，液体12被冷却气体20,例如从底部到顶部流动的空气冷却。在这 方面，例如流入的空气和/或环境空气可以在下部区域供向冷却塔14。然后流出的空气或 增湿的空气相应地从冷却塔14的上部区域出来。为了增加冷却能力，在冷却塔14的下部 区域可设置一个或多个风扇90,其产生诱导通风。
[0046] 至少一个导流液体12的装置24设置于冷却塔14的气体空间22,气体空间22由 冷却气体20流过。在这方面，各装置24包括至少一个液体通道26,液体通道26至少部分 地由两侧的蒸汽能透而液体不透的的膜式壁28从冷却塔14的气体空间22隔离开。
[0047] 参考图1可以看出，在由冷却气体20流过的冷却塔14的气体空间22内可设置多 个装置24,它们垂直地一个接着另一个并且连续连接。
[0048] 图2示出了冷却塔14的一个示例性装置24的示意图。相应地，各装置24可以包 括多个液体通道26,它们并排连接，并且优选基本垂直地延伸。在这方面，液体通道26如图 所示，尤其可以水平互相挨着排列。
[0049] 如图2所示，相应的装置24可以尤其包括多个液体通道26,它们并排连接，水平地 互相挨着排列，并且由膜式壁28,尤其是扁平膜（仍参考图1)在至少两个互相对置侧，从冷 却塔14的气体空间22分离开。在这方面，各对水平邻近的液体通道26具有互相面向的膜 式壁28,尤其是扁平膜，膜式壁28侧面限定出气体通道30,作用于气体空间22的冷却气体 流中的冷却气体20流经气体通道30 (仍参考图1)。
[0050] 因此，待冷却的热液体12'可从上面被提供给冷却塔14,并被提供给第一个液体 通道26或膜式元件。冷却气体尤其是空气，从底部向上穿过形成液体通道26的膜式元件， 反着液体12的流动方向流动。在向上流动过程中，冷却气体被加热并负载水分，导致密度 降低并形成增加的冷却气体流或空气流。
[0051] 优选地导流从顶部到底部流动的液体12,以使在冷却塔14的装置24内，液体12 从上部区域的热温到下部区域的冷温过程具有恒定的温度变化。
[0052] 液体有利地从顶部到底部供应，以便并非待冷却的液体的整个液体头负载于膜式 壁28,尤其是沿流动方向的下部膜式壁。这一点将在下面参考图3更详细的解释。
[0053] 装置24可由单个的元件组成。在这方面，这些单个的元件可以是，例如，矩形或正 方形框架元件。这种框架元件可以由蒸汽能透而液体不透的膜式壁28在至少一侧缚住。这 些框架元件可以以各自垂直定向安装，例如，在各装置24内彼此水平地相随。液体12从底 部到顶部流经框架元件。框架元件组合在一起后形成液体通道26和气体通道30。
[0054] 蒸汽能透而液体不透的膜式壁28可以是，例如，多孔疏水膜，如由PTFE组成。
[0055] 因此，各装置24可包括多个互相连接的框架元件32,以这种框架元件32的形式设 置液体通道26和气体通道30各自的功能单元。
[0056] 框架元件32可设置有网状结构34,并可通过这些网状结构34互相连接起来（参 考图4至图6)。
[0057] 此外，每个框架元件32可设置有间隔36,尤其是格子状间隔，尤其用于支持膜式 壁28 (特别参考图4至图7)。
[0058] 各液体通道26和与其邻近的各气体通道30之间设置的膜式壁28,可以与两个互 相邻近的框架元件32中的一个联合。
[0059] 参考图2可以看出，待冷却的液体通过流入38各装置24的第一个框架元件32而 供应，然而冷却过的液体通过从装置24的最后一个框架元件32流出40而移除。
[0060] 垂直地一个接着另一个并连续连接的装置24尤其一个接着另一个连接，以便它 们的每个液体通道26都完全充满液体12。
[0061] 例如，参考图3可以看出，为此目的，垂直地邻近的装置24可通过转向通道42彼 此连接起来，转向通道42设置在液体出口 44和液体入口 38之间，所述液体出口设置于沿 液体12流动方向观察（参考图2)的前一个装置的液体通道26的下部区域，所述液体入口 设置于后一个装置24的液体通道26的上部区域，并且转向通道在从前一个装置24的液体 出口 44起始后首先被向上导向并至少达到这个装置24的最高可能的液面处。
[0062] 被配置成U型管形式的转向通道42的流出部分48的上部区域，包括通道部50,该 通道部50至少部分地由另一个膜式壁52限定出，该膜式壁仍然优选为双侧是蒸汽能透而 液体不透的，该膜式壁一方面与液体12接触，另一方面与冷却塔14的气体空间22接触。 [0063] 因此，流经液体通路后冷却塔中的液体可在例如U型管器件内被导流，该U型管器 件可包括向上的前端管、180°的偏转、向下管和尤其疏水多孔膜。流出冷却塔装置的液体 在这方面被向上导流，以便冷却塔装置的液体通道总是完全充满液体。向下管或流出部分 可按尺寸制作，以便它们绝不完全被液体充满，并且没有从冷却塔装置顶部到底部的额外 的流体静力学压力。以便在停工期向下管能够排空，U型管器件的上部区域特别装配有一 块多孔疏水膜，它是例如两侧蒸汽能透而液体不透的。这确保切断待冷却液体时向下管排 空，并且反过来，运行中不会产生气体垫或空气垫，因为气体或空气都通过膜流入和流出。
[0064] 例如，从图4至图6可以看出，冷却塔14的各装置24可特别配置成具有多个框架 元件32的模块化流动系统。在这方面，例如，液体通道26和气体通道30的不同的功能单 元可设置成这种框架元件32的形式。
[0065] 框架元件优选地设置有网状结构34,通过网状结构34它们可特别彼此连接起来 形成各装置24的液体通道26和气体通道30。在这方面，不同的框架元件可以例如通过网 状结构34彼此被焊接或结合起来。如果，例如使用焊接的网状结构时，可采用摩擦焊接工 艺、激光焊接工艺和/或发热元件焊接工艺连接框架元件。
[0066] 每个框架元件32包括内部区域56,其由外部框架54包围，并且优选地设置有特别 是格子状间隔36。
[0067] 图4示出了可用作液体框架的框架元件32的一个示例性实施例的正面示意图。 框架元件32在间隔36的两边由膜式壁分别缚住，并且在冷却塔14内从顶部到底部导流液 体12。在框架元件32内设置有用于液体12的入口 58和出口 60。参考图4可以看出，各 入口 58可例如设置在框架元件32的两个上部拐角区域，并且各出口 60可设置在框架元件 32的两个下部拐角区域。膜式壁不是必须设置在该液体框架。它们可选择设置在例如图5 所示的冷却气体框架。也可以设想，每个框架仅在具有膜式壁的一侧缚住。重要的是，各液 体通道和与其相邻的各冷却气体通道由这种膜式壁彼此分离开。
[0068] 图5示出了框架元件32的一个示例性实施例的正面示意图，其可用作冷却气体框 架。在该情况下，框架元件32在底部和顶部都开口，以在下部区域形成入口 62并在上部区 域形成用于冷却气体或用于空气的出口 64。
[0069] 例如，在框架元件32的两个上部拐角区域设置有用于待冷却液体12'的通道口 66。例如，在两个下部拐角区域设置有用于冷却过的液体12〃的通道口 68。
[0070] 这种冷却气体框架在冷却塔14内从底部到顶部导流气体流。插入物如间隔36支 持邻近的膜式壁，该膜式壁可与邻近的框架元件或与该冷却气体框架元件联合。尤其格子 状间隔36产生冷却气体诱导涡流，并产生从膜到空气的更好的蒸汽透性。如已经提及的， 用于待冷却液体或用于冷却的液体的通道口 66和68设置在顶部和底部。
[0071] 图6示出了冷却塔14的装置24的一个示例性实施例的透视性展开示意图，包括 多个框架元件32。在这方面，例如图4和图5示出的那种液体框架32'和冷却气体框架 32"可以一个接着另一个地交替安装。在这方面，冷却气体20和液体12沿相反方向流动。
[0072] 图7示出了供给例如冷却气体框架使用的格子状间隔36的一个示例性实施例的 透视示意图。
[0073] 例如，这种格子状间隔36可因此安置在气体通道30内。在这方面，冷却气体可例 如沿着图7中水平延伸网的方向流动。图7中正交并垂直的网72有两个功能。它们支持 堆叠结构中朝向气体通道的膜并连续地破坏气体流中冷却气体到膜的边界层，通常克服了 在膜上形成空气的温度和浓度极化。
[0074] 图8示出了膜蒸馏设备76的一个示例性实施例的示意图，包括多级膜蒸馏器74 和一个冷却装置14。在这方面，冷却装置14可，例如，配置成先前描述的那样，尤其参考图 1至图7。
[0075] 用作浓缩液体12的多级膜蒸馏器74包括蒸发器或蒸汽发生器78、多个浓缩和蒸 发站80和冷凝器82。
[0076] 待浓缩的液体12'被提供给包括膜蒸馏器74的冷凝器82和冷却装置14的系统。 冷却装置10连接在膜蒸馏器74的上游，用作预浓缩液体12。在预浓缩期间，来自冷却装置 10的冷却的液体12"作为冷却流体被提供给冷凝器82。
[0077] 膜蒸馏器74的冷凝器82可包括蒸汽空间84和冷却流体通道88,冷却流体通道 88由浓缩壁86从蒸汽空间84隔出，并且是冷却剂回路的一部分，冷却剂回路包括预浓缩期 间的冷却装置10的一个或多个装置24,在冷却剂回路中待浓缩的液体作为冷却剂循环。
[0078] 因此，用这种具有冷却塔并具有连在下游的浓缩过程的膜蒸馏设备76可实现多 级浓缩过程，冷却塔具有根据本发明的用于预浓缩的装置。来自例如用于输送非常规气体 到适当位置的钻孔的液体，可被提供给冷却塔和冷凝器的系统以预浓缩。如果液体或溶液 12'在低于浓缩出口温度的温度下进入该系统，溶液可按照图8右下角的变量1供应，即流 出冷却塔14以后。如果待浓缩的液体或溶液12'的温度相同于或高于浓缩出口温度，待浓 缩的溶液12'按照变量2 (参见图8右上角）在冷凝器82之后和冷却塔14之前供应。
[0079] 通过从待浓缩的溶液中蒸发水分，溶液的浓度增加。可由预先确定的具体浓度，从 冷却塔的溶液循环过程除去所谓的排放水。
[0080] 排放水被提供给进一步浓缩过程。可使用蒸发器发生进一步浓缩。这些蒸发器可 以尤其是多级闪蒸蒸发器。如开头描述的，膜蒸馏器可尤其是真空多效膜蒸馏器。
[0081] 在冷却塔内预浓缩的溶液，在蒸发器内尽可能多地浓缩以致饱和。在正常运行状 态下，浓缩后，浓缩的溶液比设备的环境更热，因此泵出浓缩的溶液后一部分包含的盐已经 在冷却到例如环境温度时结晶。这些盐结晶可分离出来，并且剩余的溶液可再次全部或部 分地供于浓缩。浓缩的溶液的剩余部分也可以全部或部分地供于在结晶器内进一步浓缩， 例如，分离盐结晶以后。
[0082] 附图标记列表
[0083] 10 冷却装置
[0084] 12 液体
[0085] 12'待冷却的液体
[0086] 12〃冷却过的液体
[0087] 14 冷却塔
[0088] 16 冷却塔的上部区域
[0089] 18 冷却塔的下部区域
[0090] 20 冷却气体
[0091] 22 气体空间
[0092] 24 装置
[0093] 26 液体通道
[0094] 28 膜式壁
[0095] 30 气体通道
[0096] 32 框架元件
[0097] 32'液体框架
[0098] 32〃冷却气体框架
[0099] 34 网状结构
[0100] 36 间隔
[0101] 38 流入，流入
[0102] 40 流出
[0103] 42 转向通道
[0104] 44 液体出口
[0105] 46 液体入口
[0106] 48 流出部分
[0107] 50 通道部
[0108] 52 膜式壁
[0109] 54 外部框
[0110] 56 内部区域
[0111] 58 入口
[0112] 60 出口
[0113] 62 入口
[0114] 64 出口
[0115] 66 通道口
[0116] 68 通道口
[0117] 70 网
[0118] 72 网
[0119] 74 多级膜蒸馏装置
[0120] 76 膜蒸馏设备
[0121] 78 蒸发器
[0122] 80 浓缩和蒸发站
[0123] 82 冷凝器
[0124] 84 蒸汽空间
[0125] 86 浓缩壁
[0126] 88 冷却流体通道
[0127] 90 风扇
【权利要求】
1. 一种用于冷却液体（12)的冷却装置（10)，具有垂直冷却塔（14)，待冷却的液体 (12'）在上部区域（16)供入，冷却过的液体（12''）从下部区域（18)放出，其中所述液体 (12)在所述冷却塔（14)内通过从底部流向顶部的冷却气体（20)冷却；由所述冷却气体 (20)流经的所述冷却塔（14)的气体空间（22)内设置至少一个用于导流所述液体（12)的 装置（24);并且各装置（24)包括至少一个液体通道（26)，其通过两侧的蒸汽能透而液体不 透的膜式壁（28)至少部分地与所述冷却塔（14)的所述气体空间（22)分离。
2. 根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，多个装置（24)被设置在由所述冷却 气体（20)流过的所述冷却塔（14)的所述气体空间（22)内，它们垂直地并且连续地一个接 着另一个连接。
3. 根据权利要求1或2所述的冷却装置，其特征在于，至少一个装置（24)包括多个并 排连接的液体通道（26)，每个液体通道（26)基本垂直地延伸。
4. 根据权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，所述并排连接的液体通道（26)被设 置为水平地互相挨着排列。
5. 根据权利要求4所述的冷却装置，其特征在于，至少一个装置（24)被设置为包括多 个液体通道（26)，所述多个液体通道（26)并排连接、水平地互相挨着排列并且每个液体通 道由所述膜式壁（28)尤其是扁平膜在至少两个相互对置侧从所述冷却塔（14)的所述气体 空间（22)分离开，各对水平邻近的液体通道（26)具有互相面向的膜式壁（28)尤其是扁平 膜，膜式壁侧面限定出气体通道（30)，作用于所述气体空间（22)的冷却气体流中的冷却气 体（20)流经所述气体通道。
6. 根据权利要求5所述的冷却装置，其特征在于，各装置（24)包括多个互相连接的框 架元件（32)，以这种框架元件（32)的形式设置液体通道（26)和气体通道（30)的功能单 J Li 〇
7. 根据权利要求6所述的冷却装置，其特征在于，所述框架元件设置有网状结构（34)， 并通过这些网状结构（34)彼此连接。
8. 根据权利要求6或7所述的冷却装置，其特征在于，每个所述框架元件（32)设置有 间隔（36)，尤其是格子状间隔。
9. 根据权利要求6至8任一项所述的冷却装置，其特征在于，各液体通道（26)和与其 邻近的各气体通道（30)之间设置的所述膜式壁（28)与两个互相邻近的框架元件（32)中 的一个联合。
10. 根据前述任一权利要求所述的冷却装置，其特征在于，垂直地一个接着另一个并连 续连接的装置（24)彼此连接起来，以便它们的每一个液体通道（26)都完全被液体（12)充 ?两。
11. 根据权利要求10所述的冷却装置，其特征在于，垂直地邻近的装置（24)通过转向 通道（42)彼此连接起来，所述转向通道（42)设置在液体出口（44)和液体入口（38)之间， 所述液体出口设置于沿液体流动方向（12)观察的前一个装置（24)的液体通道（26)的下 部区域，所述液体入口设置于后一个装置（24)的液体通道（26)的上部区域，并且所述转向 通道在从前一个装置（24)的液体出口（44)起始后首先被向上导向并至少达到这个装置 (24)的最商可能的液面处。
12. 根据权利要求11所述的冷却装置，其特征在于，所述转向通道（42)被配置成U型 管的形式。
13. 根据权利要求12所述的冷却装置，其特征在于，被配置成U型管形式的转向通道 的流出部分（48)的上部区域，包括通道部（50)，该通道部至少部分地由另一个膜式壁（52) 限定出，该膜式壁仍然优选为双侧是蒸汽能透而液体不透的，该膜式壁一方面与所述液体 (12)接触，另一方面与所述冷却塔（14)的所述气体空间（22)接触。
14. 一种膜蒸馏设备（76)，其特征在于，具有多级膜蒸馏器（74)，所述多级膜蒸馏器包 括蒸发器（78)、多个浓缩和蒸发站（80)以及冷凝器（82)，用于浓缩液体，具有根据前述任 一权利要求所述的冷却装置（10)，其中待浓缩的液体（12'）供向于包含膜蒸馏器（74)的冷 凝器（82)和冷却装置（14)的系统；其中冷却装置（14)连接在膜蒸馏器（74)上游，用于预 浓缩液体（12);并且预浓缩期间被冷却的液体（12''）供向冷凝器（82)作为来自冷却装置 (10)的冷却流体（12' '）。
15. 根据权利要求14所述的膜蒸馏设备（76)，其特征在于，所述膜蒸馏器（74)的所述 冷凝器（82)可包括蒸汽空间（84)和冷却流体通道（88)，所述冷却流体通道（88)由浓缩 壁（86)从蒸汽空间隔出，并且是冷却剂回路的一部分，所述冷却剂回路包括预浓缩期间的 一个或多个所述装置（24)，在冷却剂回路中待浓缩的液体作为冷却剂循环。
【文档编号】B01D61/36GK104105937SQ201380007441
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年1月9日 优先权日:2012年1月11日
【发明者】沃尔夫冈·赫恩佐 申请人:Aaa水技术公司