基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型一種基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)，包括換熱器、具有液體入口和液體出口的冷卻塔，補(bǔ)水器，其中，換熱器包括供第一換熱流體通過(guò)的第一換熱通道和供第二換熱流體通過(guò)的第二換熱通道，第二換熱通道以從第一換熱流體中吸熱的方式與第一換熱通道熱耦合。補(bǔ)水器具有空腔和位于空腔中的正滲透膜，正滲透膜將空腔分隔為接收第二換熱流體的第一腔室和容納原料液以通過(guò)所述正滲透膜向第一腔室中的第二換熱流體補(bǔ)水的第二腔室。第一腔室具有供經(jīng)補(bǔ)水后的第二換熱流體排出的出口，該出口與冷卻塔的液體入口流體連通，冷卻塔的液體出口與第二換熱通道的入口流體連通。上述基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)中的冷卻塔受腐蝕程度低且雜質(zhì)積累少。
【專利說(shuō)明】基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)電廠、燃料化工型煉油廠和許多其他工業(yè)流程中包括大量需要消耗大量的水冷卻的設(shè)備。通常，將上述設(shè)備中的熱量通過(guò)換熱器釋放到冷水中，將冷水加熱成熱水，然后該部分熱水進(jìn)入冷卻塔中冷卻后，又變?yōu)槔渌h(huán)進(jìn)入換熱器。在該循環(huán)過(guò)程中，必須不斷地將水添加到冷卻塔中，以彌補(bǔ)蒸發(fā)損失。其中，所添加的水多為諸如自來(lái)水等含有雜質(zhì)的水。在循環(huán)的過(guò)程中，冷卻塔中會(huì)出現(xiàn)諸如鹽的雜質(zhì)的積累。一方面，該積累會(huì)影響冷卻塔的冷卻效果，另一方面，雜質(zhì)會(huì)腐蝕冷卻塔和相關(guān)設(shè)備。在現(xiàn)有技術(shù)中，工作人員需要定期清理冷卻塔，由此造成了繁重的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)。此外，在飲用水量緊張的今天，使用自來(lái)水一方面成本很高，另一方面也造成了資源的浪費(fèi)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種其中的冷卻塔受腐蝕程度低且雜質(zhì)積累少的基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)，包括:換熱器，包括供第一換熱流體通過(guò)的第一換熱通道和供第二換熱流體通過(guò)的第二換熱通道，第二換熱通道以從第一換熱流體中吸熱的方式與第一換熱通道熱耦合；冷卻塔，具有液體入口和液體出口 ；還包括:補(bǔ)水器，具有空腔和位于空腔中的正滲透膜，正滲透膜將空腔分隔為接收第二換熱流體的第一腔室、和容納原料液以通過(guò)正滲透膜向第一腔室中的第二換熱流體補(bǔ)水的第二腔室；其中，第一腔室具有供經(jīng)補(bǔ)水后的第二換熱流體排出的出口，該出口與冷卻塔的液體入口流體連通；冷卻塔的液體出口與第二換熱通道的入口流體連通。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型，還包括:流體連通在第一腔室的出口和冷卻塔的液體入口之間的除鹽裝置。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型，除鹽裝置為除鹽水泵。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型，除鹽裝置為電滲析器。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型，在冷卻塔的液體出口和第二換熱通道的入口之間設(shè)置有泵。
[0009]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果為:
[0010]本實(shí)用新型的基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)，第二換熱流體在流過(guò)換熱器中的第二換熱通道時(shí)，吸收來(lái)自第一換熱通道中的第一換熱流體的熱量而升溫，升溫后的第二換熱流體進(jìn)入補(bǔ)水器的第一腔室中，補(bǔ)水器的第二腔室中的原料液通過(guò)中的水通過(guò)正滲透膜進(jìn)入第一腔室中以向位于第一腔室中的第二換熱流體補(bǔ)水。補(bǔ)水后的第二換熱流體流出第一腔室并進(jìn)入冷卻塔，部分水蒸發(fā)排出冷卻塔，而冷卻塔中剩余的第二換熱流體循環(huán)進(jìn)入第一換熱通道。由此，補(bǔ)水器補(bǔ)充了第二換熱流體在隨后在冷卻塔中將要損失的水分。一方面，所加入第二換熱流體的水是由正滲透膜滲透出的水，具有較少的雜質(zhì)(雜質(zhì)的來(lái)源包括水自身中的鹽的雜質(zhì)以及來(lái)自空氣中的灰塵和污染和來(lái)自冷卻塔系統(tǒng)的腐蝕的雜質(zhì))，可減少甚至避免對(duì)于冷卻塔的腐蝕以及減少甚至避免雜質(zhì)沉積在冷卻塔中所帶來(lái)的清理問(wèn)題，以及減少甚至避免冷卻塔的腐蝕和雜質(zhì)沉積對(duì)整個(gè)基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)的冷卻效果的影響，從而獲得冷卻效果好的基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)。另一方面，補(bǔ)充第二換熱流體在冷卻塔中損失的水分的水的來(lái)源不局限于現(xiàn)有技術(shù)中的自來(lái)水，可優(yōu)選的使用其他需要脫水的廢液等，既降低了使用該基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)的成本，又達(dá)到了為其他廢液脫水的功能進(jìn)而同時(shí)降低了其他工藝的成本。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的第一個(gè)實(shí)施例的示意圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型的第二個(gè)實(shí)施例的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述。
[0014]參照?qǐng)D1，本發(fā)明的基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，包括換熱器1、冷卻塔2和補(bǔ)水器3。
[0015]其中，換熱器I包括第一換熱通道11和第二換熱通道12，第一換熱通道11供第一換熱流體通過(guò)，第二換熱通道12供第二換熱流體通過(guò)。第二換熱通道12以從第一換熱流體中吸熱的方式與第一換熱通道11熱耦合，換言之，第一換熱流體中的熱量傳遞到第一換熱通道11，第一換熱通道11將該熱量傳遞給第二換熱通道12，該部分熱量加熱第二換熱通道12中的第二換熱流體。由此，降低了第一換熱流體的溫度，起到了冷卻的作用。優(yōu)選地，第一換熱流體在第一換熱通道11中的流動(dòng)方向與第二換熱流體在第二換熱通道12中的流動(dòng)方向相反。
[0016]補(bǔ)水器3具有空腔和位于空腔中的正滲透膜31，正滲透膜31將空腔分隔為第一腔室和第二腔室33。其中，第一腔室32的入口通過(guò)第一管路6與第二換熱通道12的出口流體連通，從而第二換熱通道12中被加熱的第二換熱流體通過(guò)第一管路6進(jìn)入到第一腔室32中。即，第一腔室32接收由第二換熱通道12排出的第二換熱流體。第二腔室33流體連通有第二管路7和第三管路8。原料液通過(guò)第二管路7進(jìn)入第二腔室33中，即在本基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)使用時(shí)，第二腔室33中容納原料液。通過(guò)正滲透膜31，原料液中的水滲透進(jìn)入到第一腔室32中，從而向第一腔室32中的第二換熱流體補(bǔ)水，同時(shí)，脫水后的原料液從第三管路8排出第二腔室33?？衫斫?，原料液提供穿過(guò)正滲透膜向第二換熱流體中補(bǔ)充的水。為使得通過(guò)正滲透膜31原料液中的水能夠滲透進(jìn)入到第一腔室32中，第二換熱流體作為驅(qū)動(dòng)液，原料液的滲透壓低于第二換熱流體的滲透壓。
[0017]冷卻塔2具有液體入口 21、液體出口 22、氣體入口 23和氣體出口 24。其中液體入口 21和氣體出口 24位于冷卻塔2的塔底，液體入口 22位于冷卻塔2的塔底，氣體入口 23位于冷卻塔2的側(cè)壁。
[0018]此外,第一腔室32具有供經(jīng)補(bǔ)水后的第二換熱流體排出的出口。第一腔室32的出口通過(guò)第四管路9與冷卻塔2的液體入口 21流體連通，由此，經(jīng)補(bǔ)水后的第二換熱流體通過(guò)第四管路9流入到冷卻塔2中。經(jīng)補(bǔ)水后的第二換熱流體在冷卻塔2中與由氣體入口23進(jìn)入的空氣換熱，經(jīng)補(bǔ)水后的第二換熱流體溫度下降并且其中部分水會(huì)變成水蒸氣隨空氣由氣體出口 24排出。冷卻塔2的液體入口 22與第二換熱通道12的入口流體連通。可理解，第二換熱流體在換熱器1、補(bǔ)水器3和冷卻塔2中循環(huán)流動(dòng)，并在流動(dòng)的過(guò)程中依次經(jīng)歷:在換熱器I中升溫，在補(bǔ)水器3中補(bǔ)水，在冷卻塔2中降溫并損失部分水、回到換熱器I中。在其中，由于對(duì)第二換熱流體在送入冷卻塔2之前已經(jīng)進(jìn)行了補(bǔ)水操作以彌補(bǔ)隨后在冷卻塔2中的水的損失，基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)中的第二換熱流體的總量維持恒定或在很小的范圍內(nèi)波動(dòng)。
[0019]此外，在冷卻塔2的液體入口 22和第二換熱通道12的入口之間設(shè)置有泵5。
[0020]由此，第一換熱通道11中流過(guò)的第一換熱流體被上述基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)冷卻。其中，一方面，所加入第二換熱流體的水是由正滲透膜31滲透出的水，具有較少的雜質(zhì)，可減少甚至避免對(duì)于冷卻塔2的腐蝕以及減少甚至避免雜質(zhì)沉積在冷卻塔2中所帶來(lái)的清理問(wèn)題，以及減少甚至避免冷卻塔的腐蝕和雜質(zhì)沉積對(duì)整個(gè)基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)的冷卻效果的影響，從而獲得冷卻效果好的基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)。另一方面，補(bǔ)充第二換熱流體在冷卻塔2中損失的水分的水的來(lái)源不局限于現(xiàn)有技術(shù)中的自來(lái)水，可優(yōu)選的使用其他需要脫水的廢液等，既降低了使用該基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)的成本，又達(dá)到了為其他廢液脫水的功能進(jìn)而同時(shí)降低了其他工藝的成本。本實(shí)用新型也無(wú)需間歇性地排出或“排放”一部分冷卻塔2中的第二換熱流體以控制腐蝕且抑制積鹽，進(jìn)而節(jié)約了資源?？衫斫猓緦?shí)用新型的冷卻系統(tǒng)中應(yīng)用了正滲透技術(shù)，即本實(shí)用新型的冷卻系統(tǒng)是基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)。更具體地，本實(shí)用新型的冷卻系統(tǒng)中應(yīng)用正滲透技術(shù)進(jìn)行對(duì)冷卻塔的補(bǔ)水。換言之，本實(shí)用新型的冷卻系統(tǒng)是基于正滲透補(bǔ)水技術(shù)的冷卻系統(tǒng)。
[0021]參照?qǐng)D2，在本實(shí)用新型的第二個(gè)實(shí)施例中，基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)還包括流體連通在第一腔室32的出口和冷卻塔2的液體入口 21之間的除鹽裝置4。滲透進(jìn)入第一腔室32的水被過(guò)濾掉大量雜質(zhì)，但仍可能具有少量的鹽。在具有少量鹽的水補(bǔ)入第二換熱流體后隨之一起進(jìn)入到冷卻塔2之前，先進(jìn)行除鹽處理，以進(jìn)一步減少甚至避免進(jìn)入到冷卻塔2中的補(bǔ)水后的第二換熱流體對(duì)冷卻塔2的腐蝕以及冷卻塔2中鹽的積累。優(yōu)選的除鹽裝置4為除鹽水泵。當(dāng)然不局限于此，在其他可選的實(shí)施例中，除鹽裝置4為電滲析器。
[0022]優(yōu)選地，第二換熱流體為氧化三甲胺、硫代甜菜堿、三甲基甘氨酸、肌氨酸、甘油磷酸膽堿、肌醇、?；撬?、甜菜堿、氨基酸、多元醇、單糖、二糖、多糖、甲胺、甲基衍生化合物、尿素、三乙酸甘油酯、基乙烯醇、新瓊二糖、海藻糖和天然提取物中一種或多種。更具體地，氨基酸可以為組氨酸、丙氨酸、異亮氨酸、精氨酸、亮氨酸、天冬酰胺、賴氨酸、天冬氨酸、蛋氨酸、半胱胺酸、苯丙氨酸、谷氨基酸、蘇氨酸、谷氨酸、色氨酸、甘氨酸、纈氨酸、鳥氨酸、脯氨酸、硒代半胱氨酸、絲氨酸、?；撬岷屠野彼嶂械囊环N或多種，多元醇可以為乙二醇、丙二醇、丙三醇和聚乙二醇中的一種或多種，單糖可以為葡萄糖和果糖中的一種或兩種，二糖可以為蔗糖和乳糖中的一種或兩種；多糖可以為纖維素、聚葡萄糖和淀粉醣中的一種或多種，天然提取物可為皂樹皮和乳酸中的一種或兩種。
[0023]優(yōu)選地，正滲透膜31為纖維素酯膜，薄膜復(fù)合膜(諸如聚酰胺/聚砜、PBI膜和聚醚砜的復(fù)合膜)。并且在使用時(shí)，將正滲透膜31沿垂直方向放置。
[0024]優(yōu)選地，上述兩個(gè)實(shí)施例中所使用的原料液可以為垃圾滲濾液、煉油廢水、紙漿制造和/或造紙廢水、藥品加工廢水、濃縮食品獲得的水、以及濃縮制藥產(chǎn)生的水，或來(lái)自諸如海水的低價(jià)值的水。
[0025]在現(xiàn)有技術(shù)中，通常使用傳統(tǒng)的MBR(膜生物反應(yīng)器)來(lái)處理污水(含有懸浮固體和溶解的固體)。在將上述污水作為原料液應(yīng)用在本實(shí)用新型的基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)中時(shí)，所有的懸浮固體和基本上所有溶解的固體被阻止通過(guò)上述正滲透膜31。通過(guò)上述正滲透膜31的水比通過(guò)膜生物反應(yīng)器中的微過(guò)濾提取的水具有高得多的純度，并且結(jié)垢速率的數(shù)量級(jí)低于膜生物反應(yīng)器的微過(guò)濾的結(jié)垢速率。
[0026]另外，第一換熱通道11可連接任何需要提供冷源的設(shè)備，即通過(guò)該基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)冷卻第一換熱流體，冷卻后的第一換熱流體作為其他設(shè)備的冷源。
[0027]以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)，包括:換熱器(1)，包括供第一換熱流體通過(guò)的第一換熱通道(11)和供第二換熱流體通過(guò)的第二換熱通道(12)，所述第二換熱通道(12)以從所述第一換熱流體中吸熱的方式與所述第一換熱通道(11)熱耦合；冷卻塔(2)，具有液體入口(21)和液體出口(22)；其特征在于，還包括:補(bǔ)水器(3)，具有空腔和位于所述空腔中的正滲透膜(31)，所述正滲透膜(31)將所述空腔分隔為接收所述第二換熱流體的第一腔室(32)、和容納原料液以通過(guò)所述正滲透膜(31)向所述第一腔室(32)中的第二換熱流體補(bǔ)水的第二腔室(33)；其中，所述第一腔室(32)具有供經(jīng)所述補(bǔ)水后的第二換熱流體排出的出口，該出口與所述冷卻塔(2)的所述液體入口(21)流體連通；所述冷卻塔(2)的所述液體出口(22)與所述第二換熱通道(12)的入口流體連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，還包括:流體連通在所述第一腔室(32)的出口和所述冷卻塔(2)的所述液體入口(21)之間的除鹽裝置⑷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述除鹽裝置(4)為除鹽水泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述除鹽裝置(4)為電滲析器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于正滲透技術(shù)的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，在所述冷卻塔(2)的液體出口(22)和所述第二換熱通道(12)的入口之間設(shè)置有泵(5)。
【文檔編號(hào)】F28F25/02GK204165445SQ201420456522
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】任重, 王飄揚(yáng), 張浩云, 劉建斌 申請(qǐng)人:北京萬(wàn)邦達(dá)環(huán)保技術(shù)股份有限公司