专利名称：冷却设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及将溶液引入冷却装置的方法和设备。具体来说，本发明涉及从热源移除热量的方法和设备，但并非局限于此。
背景技术：
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。
发明内容
本发明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，可以在本发明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。
在本发明的步骤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发明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上由溶解在选定的溶剂中的选定的溶质组成。这样，通过重复步骤a)一次或多次，可以更好地控制引入冷却塔的溶液的组成。
所述第三溶液和/或后续溶液可以由与所述第二溶液相关的任何上述溶液形成。这样，所述第三溶液和/或后续溶液中的溶剂优选为水。
在所述第三溶液和/或第二溶液中的溶质(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。这些盐可以是氟化物、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，所述第三溶液和/或后续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，从而形成所述第三溶液和/或后续溶液。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三溶液和/或后续溶液。在另一实施方案中，所述第三溶液和/或后续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 02/060825)。
所述第三溶液和/或后续溶液可以包含与所述第二溶液相同的溶质和溶剂。作为所述第二溶液、第三溶液和/或后续溶液，也可以使用不同的溶液。
在一个实施方案中，在所述第三溶液和/或后续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。如后文所详述的那样，可以在封闭环路中将所述第三溶液和/或后续溶液再循环，使得例如在步骤a)和步骤b)中将其连续地再利用。在这样的实施方案中，将所述第三溶液和/或后续溶液的成分有效地“固定”在所述环路中。这样，一旦形成所述第三溶液和/或后续溶液，就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。
在步骤b)中，将所述第二溶液引入蒸发冷却装置中。所述冷却装置优选包含溶剂(例如水)可以从其上蒸发的载体材料。所述载体材料优选为多孔的，并且有利的是可以具有大的表面积。所述载体材料可以由塑料、金属、陶瓷和诸如木材等天然材料制造。
在使用中，将所述第二溶液与所述载体材料接触。然后可以使诸如空气等气体通过湿润的载体材料，从而使所述第二溶液的溶剂蒸发。根据所述溶液和所述气体的相对温度的差异，蒸发冷却的结果使得所述溶液或所述气体的温度降低。所述冷却的溶液或气体可以用作冷却剂，用以例如从热源移除热量或冷却周围的空气。
由步骤b)流出的溶液再循环到步骤a)。来自步骤b)的第二溶液可以直接再循环至步骤a)以汲取第一溶液中的溶剂。作为选择，第二溶液也可以在一个或多个中间步骤之后再循环至步骤a)。例如，来自步骤b)的第二溶液可在再循环至步骤a)之前用于移除热源的热量。在一个实施方案中，第二溶液在再循环至步骤a)之前被用作热交换器中的冷却剂。可以例如在封闭环路中使第二溶液再循环。需要的话，可以在环路中加入附加成分，所述附加成分为例如溶质、溶剂和选自例如防垢剂、缓蚀剂、生物杀灭剂和/或分散剂等添加剂。
适宜的蒸发冷却装置的实例包括冷却塔和诸如家用及工业用的空气冷却器等空气冷却器。
空气冷却器通常包括装有多孔性填充材料(例如铺料或填料)的外罩。第二溶液被导入空气冷却器中并润湿填充材料。当来自周围环境的热空气吹过填充材料时，第二溶液的部分溶剂(例如水)蒸发。由于蒸发(蒸发冷却)造成热量损失而使空气的温度降低。因而，流出空气冷却器的空气的温度低于导入空气冷却器中的空气的温度。流出空气冷却器的空气可以用作例如热交换器的冷却剂。作为选择，流出的空气也可以用来冷却例如房间等封闭空间。
冷却塔通常包括多孔性填充材料，该多孔性填充材料称为铺料(填料)。将第二溶液导入冷却塔的顶部并使其通过铺料滴落，同时使诸如空气等冷却剂吹过铺料，导致第二溶液的部分溶剂蒸发。由于蒸发(蒸发冷却)造成热量损失而使剩余的第二溶液的温度降低。
进行蒸发时，第二溶液的浓度变大。如果第二溶液中存在污染物，则可以通过除去进入冷却塔中的部分第二溶液(例如，作为排出液)而至少除去部分污染物。这种脱除被称为泄料。
在本发明的方法中可以使用任何适宜的冷却塔。适宜的冷却塔的实例包括自然通风冷却塔和机械通风冷却塔。
步骤a)之后，第二溶液可用于从热源移除过剩的热(步骤d)。因而，根据本发明的优选实施方案，本发明提供从热源移除热量的方法。假定步骤d)中使用的第二溶液的温度低于热源的温度，则可以在步骤b)的将第二溶液导入蒸发冷却装置之前和/或之后实施步骤d)。在一个实施方案中，可以在步骤b)的将第二溶液在冷却塔中冷却之前和/或之后实施步骤d)。
在一个实施方案中，第二溶液用作热交换器中的冷却剂，以从例如来自发电厂的蒸汽等工业过程流体中移除热量。例如，热交换器可以是管壳式热交换器，该热交换器具有部分封闭在外罩或外壳中的一段管路。将工业过程流体导入该管路中，同时使第二溶液经隔开的入口和出口流经外壳。第二溶液从该过程流体中移除过剩的热量。因而，流出外壳的第二溶液的温度比进入外壳的第二溶液的温度高。
一旦第二溶液在移除热量的步骤d)中被加热，就可以在步骤a)中再次使用。然而，如果在步骤a)中再次使用第二溶液，则应当使与选择性渗透膜接触的第二溶液中的溶质的总浓度比第一溶液中的溶质浓度高，从而可以使得第一溶液的溶剂流过选择性渗透膜而进入第二溶液。因此，在一个优选的实施方案中，需要控制第二溶液中的溶剂去除，以确保与选择性渗透膜接触的第二溶液具有所需浓度。在一个实施方案中，第二溶液可以在在步骤a)中再次使用之前被冷却(例如在冷却塔中)。
在步骤c)中，步骤a)、b)和可供选择的步骤d)中所用的溶液可以在封闭环路中循环。根据需要，可以将附加成分加入所述封闭环路中，所述附加成分有例如溶质、溶剂和选自诸如防垢剂、缓蚀剂、生物杀灭剂和/或分散剂的添加剂。
在本发明的方法中可以使用任何适宜的选择性膜。也可以配置一系列的膜。适宜的膜包括乙酸纤维素(CA)和三乙酸纤维素(CTA)(例如在McCutcheon等的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，可以采用薄的膜。如果需要，所述膜可以由例如网状支撑体等支撑结构支撑。
在一个实施方案中，可以在外罩或外壳中配置一个或多个管状膜。可以将第一溶液导入外罩中，同时可以将第二溶液导入管路中。当第一溶液的溶剂浓度高于第二溶液的溶剂浓度时，溶剂将透过膜从第一溶液扩散进入第二溶液中。于是，第二溶液将被逐渐稀释，而第一溶液将被逐渐浓缩。可以由管路内部将稀释的第二溶液回收，同时可以将浓缩的第一溶液由外罩中移除。
当采用平面状膜时，可以将该片材卷绕，使得在横断面上形成螺旋线形状。
膜的孔隙直径的选择取决于需要分离的溶剂分子的大小。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隙直径的膜。膜的孔隙直径优选对于水的通过具有选择性。更为理想的是，选择膜的孔隙直径，以防止溶质和其他污染物由第一溶液流向第二溶液。典型的孔隙直径为1～100，优选5～50，如10～40。
溶剂透过选择性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℃～90℃的较高的温度，例如60℃～80℃。作为选择，也可以将溶液冷却至-20℃～40℃，例如5℃～20℃。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。也可以单独对每种溶液进行加热或冷却。而且如果需要，可以在膜的任一侧进行化学反应。
为提高渗透步骤的效率，可以对第一和/或第二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/或防淤塞剂添加至这两种溶液之一或这两种溶液中。尽管并不要求，但可以对膜的第一溶液侧施加压力以增大通过膜的水流速度。例如，可以施加1×105Pa～5×105Pa[1bar～5bar]的压力，优选2×105Pa～4×105Pa[2bar～4bar]的压力。与此同时或作为选择，可以减小膜的第二溶液侧的压力。例如，压力可以小于1×105Pa[1bar]，优选小于0.5×105Pa
。
为增大通过膜的流速，也可以改变第一溶液和/或第二溶液的粘度。例如，可以使用粘度调节剂。
本发明的方法还可包括从第一溶液中除去污染物(例如悬浮颗粒和生物物质)的预处理步骤。与此同时或作为选择，可以向第一溶液中添加控制结垢的阈值抑制剂(threshold inhibitor)。而且可以采用改变第一溶液pH的预处理步骤。当海水用作原料时，优选使用从深海抽吸的海水，这是因为深海海水通常含有较少的污染物。
本发明的另一实施方案提供一种将溶液导入蒸发冷却装置中的设备，所述设备包括外罩，该外罩包括选择性渗透膜，所述选择性渗透膜用于隔离第一溶液和溶质浓度比第一溶液更高的第二溶液，所述膜的构造使得溶剂有选择地由所述膜的第一溶液侧流入所述膜的第二溶液侧，蒸发冷却装置，和从外罩中移除第二溶液的单元，和将所述第二溶液导入所述蒸发冷却装置的单元。
本发明的设备还可以包括热交换器。
现在将参考附图对本发明的这些方面和其他方面进行说明，在附图中图1是本发明的第一实施方案的设备的示意图，图2是本发明的第二实施方案的设备的示意图，图3是本发明的第三实施方案的设备的示意图，和图4是本发明的第四实施方案的设备的示意图。
具体实施例方式
参考图1，图1提供了用于产生冷空气流的设备10。
设备10包括外罩12和空气冷却器14。外罩12包括选择性渗透膜16，所述选择性渗透膜16用于隔离海水18和通过将已知量的氯化钠溶解在水中而形成的溶液20。
使用时，海水18穿过外罩12在膜16的一侧循环，同时氯化钠溶液20穿过外罩12在膜16的相反一侧循环。与膜16接触的氯化钠溶液20具有比海水18更高的总溶解盐(溶质)浓度。因而，水通过渗透作用由膜16的海水侧流向膜16的溶液侧。
水通过膜16的流动稀释了氯化钠溶液20。将稀释的溶液20由外罩12中移除并导入空气冷却器14中。空气冷却器14包括多孔性填充材料(未示出)。溶液20被导入空气冷却器14的顶部并润湿多孔性材料。
当来自周围环境的热空气22吹过湿润的多孔性材料时，空气22的热传递至湿润的多孔性材料，导致溶液20中的水蒸发。结果，由冷却器14流出的空气24的温度比导入冷却器14中的空气22的温度低。流出的空气24可以用来冷却例如房间等封闭空间。
随着水从溶液20中蒸发，溶液20变得更浓。将该浓缩的溶液20经管线26从空气冷却器14中移出，并且在封闭环路中再循环到外罩12中的膜16的溶液侧。与膜16接触的溶液20的浓度比膜16另一侧的海水18的浓度高。
图2的设备与图1的设备类似。为此，相同的标记表示相同的部件。然而，与图1的设备不同的是，图2的设备包括串联使用的两个外罩12a和12b。
第一外罩12a包括选择性渗透膜16a，所述选择性渗透膜16a用于隔离海水18和通过将已知量的氯化钠溶解在水中而形成的溶液20a。第二外罩12b包括选择性渗透膜16b，所述选择性渗透膜16b用于隔离来自第一外罩12a的溶液20a和通过将已知量的氯化钠溶解在水中而形成的溶液20b。
使用时，海水18穿过外罩12a在膜16a的一侧循环，同时氯化钠溶液20a穿过外罩12a在膜16a的相反一侧循环。与膜16a接触的氯化钠溶液20a具有比海水18更高的总溶解盐(溶质)浓度。因而，水通过渗透作用由膜16a的海水侧流向膜16a的溶液侧。
水通过膜16a的流动稀释了氯化钠溶液20a。稀释的溶液20a穿过外罩12b在膜16b的一侧循环，同时氯化钠溶液20b穿过外罩12b在膜16b的相反一侧循环。与膜16b接触的氯化钠溶液20b具有比溶液20a更高的总溶解盐(溶质)浓度。因而，水通过渗透作用流过膜16b而稀释氯化钠溶液20b。将稀释的溶液20b以参考图1所描述的方式导入空气冷却器14中。随着水通过渗透作用流过膜，氯化钠溶液20a逐渐变浓并再循环至外罩12a中。
图3提供了用于从工业过程流体中移除热量的设备100。
设备100包括外罩110、热交换器112和冷却塔114。外罩110包括选择性渗透膜116，所述选择性渗透膜116用于隔离海水118和通过将已知量的氯化钠溶解在水中而形成的溶液120。
使用时，海水118穿过外罩110在膜116的一侧循环，同时氯化钠溶液120穿过外罩110在膜116的相反一侧循环。与膜116接触的氯化钠溶液120具有比海水118更高的总溶解盐(溶质)浓度。因而，水通过渗透作用由膜116的海水侧流向膜116的溶液侧。
水通过膜116的流动稀释了氯化钠溶液120。将该稀释溶液120导入冷却塔114中。冷却塔114包括多孔性填充材料，该多孔性填充材料称为铺料(未示出)。将溶液120导入冷却塔114的顶部并使其通过铺料滴落，同时使冷空气126吹过铺料，导致溶液120中的部分水蒸发。由于蒸发(蒸发冷却)造成热量损失而使剩余的溶液120的温度降低。然而，由于蒸发导致了水的损失，剩余溶液的浓度比进入冷却塔114中的溶液的浓度大。
将冷却的溶液120导入热交换器112中。在热交换器112中，溶液120用作冷却剂以将工业过程流体124中的热量移除。工业过程流体124的热量通过热交换器112的壁传递至溶液120。因而，溶液120的温度升高。
将溶液120经管线128从热交换器112中抽出并再次导入至封闭环路中的膜116的溶液侧。与膜116接触的溶液120的浓度比膜116的另一侧的海水118的浓度高。
图4的设备与图3的设备类似。因而，相同的标记表示相同的部件。然而，与图3的设备不同的是，在将来自外罩110的溶液120导入冷却塔114之前先将其导入热交换器112中。
权利要求
1.一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。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤c)中，通过至少步骤a)和步骤b)将所述第二溶液在封闭环路中再循环。
3.如权利要求1所述的方法，所述方法包括步骤d)在步骤a)之后，使所述第二溶液与热源接触以从所述热源移除热量。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述第二溶液用作热交换器中的冷却剂以从所述热源移除热量。
5.如权利要求3或4所述的方法，其中，在步骤(c)中，通过至少步骤a)、b)和d)将所述第二溶液在封闭环路中再循环。
6.如权利要求3～5中任一项所述的方法，其中在步骤b)之后进行步骤d)。
7.如权利要求1或2所述的方法，其中所述蒸发冷却装置包括空气冷却器。
8.如权利要求1～6中任一项所述的方法，其中所述蒸发冷却装置包括冷却塔。
9.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述第一溶液为海水、微咸水、河水和/或废水。
10.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述第二溶液包括海水、微咸水和/或来自工业过程的水。
11.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中通过将至少一种溶质引入至少一种溶剂中从而形成所述第二溶液。
12.如权利要求11所述的方法，其中引入所述第二溶液中的所述溶质为水溶性溶质。
13.如权利要求11或12所述的方法，其中引入所述第二溶液中的所述溶质为铵盐、碱金属盐和/或碱土金属盐。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述盐为氟化物、氯化物、溴化物、碘化物、硫酸盐、亚硫酸盐、硫化物、碳酸盐、重碳酸盐、氨基甲酸盐、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/或氰酸盐。
15.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一溶液和/或第二溶液包含添加剂，所述添加剂选自防垢剂、缓蚀剂、生物杀灭剂或分散剂中的至少一种物质。
16.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将在步骤a)中由溶剂通过所述膜的流动而产生的压力用于促进所述第二溶液转移到步骤b)。
17.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过以下方式进行步骤a)i)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；和ii)将选择性渗透膜安装在被稀释的第二溶液和另一种溶液之间，所述另一种溶液的溶质浓度高于所述被稀释的第二溶液，以致所述被稀释的第二溶液的溶剂流过所述选择性渗透膜以稀释所述另一种溶液。
18.一种将溶液引入蒸发冷却装置的设备，所述设备包括外罩，该外罩包括选择性渗透膜，所述选择性渗透膜用于隔离第一溶液和溶质浓度比第一溶液更高的第二溶液，所述膜的构造使得溶剂有选择地由所述膜的第一溶液侧流入所述膜的第二溶液侧，蒸发冷却装置；和从所述外罩移除第二溶液的单元，和将所述第二溶液导入所述蒸发冷却装置的单元。
19.如本文所述并参考附图得出的方法。
20.如本文所述并参考附图得出的设备。
全文摘要
本发明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。
文档编号F28F25/00GK1980727SQ200580020626
公开日2007年6月13日 申请日期2005年6月10日 优先权日2004年6月11日
发明者阿卜杜勒萨拉姆·阿勒-马亚齐, 阿德尔·沙里夫 申请人:萨里大学