固體製造冷卻塔的製作方法
2023-07-28 06:23:46 1
固體製造冷卻塔的製作方法
【專利摘要】描述了一種聚集固體的冷卻塔，其中所述冷卻塔採用填料以及一組與所述填料毗鄰布置的格柵。所述冷卻塔還採用了永久性地附接至該冷卻塔的積聚預防系統。所述積聚預防系統被布置為毗鄰所述填料並且被配置為減少填料上的和格柵組中的格柵上的固體積聚。
【專利說明】固體製造冷卻塔
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種冷卻塔。更具體地，本發明涉及一種蒸發冷卻塔，所述蒸發冷卻塔作用於積聚溶解性固體並且對所述溶解性固體進行聚集。
【背景技術】
[0002]現代冷卻塔用作將廢熱排放到大氣中。當冷卻塔以這種模式工作時，關注的是冷卻塔「排汙」(即，從系統中排水以便控制循環水中的鹽聚集物或其它雜質)。排汙維持水中的固體濃度使得不在水池中、填料中或格柵上產生固體析出物，所述格柵通常位於塔的主要乾濕交界面處。在現代的「淨」水冷卻系統中，固體濃度範圍為0-2000ppm總溶解固體(total dissolved solids, TDS)。
【發明內容】
[0003]本發明的實施例有益地提出了一種冷卻塔，所述冷卻塔包括:填料；一組與所述填料毗鄰布置的格柵；以及附接至所述冷卻塔的積聚預防系統，其中，所述積聚預防系統被布置為與填料毗鄰並且被配置為減少填料的至少一部分上的固體積聚和所述格柵組中的至少一些格柵上的固體積聚中的至少一處的固體積聚。
[0004]在本發明的另一實施例中，提出了一種聚集液體中的溶解物質的方法，所述方法包括步驟:使第一液體對著熱傳遞促進填料流動；使空氣能夠流動穿過所述填料；使用格柵促進穿過填料的空氣均勻流動；以及通過利用永久性地附接至所述冷卻塔的積聚預防系統來減少所述填料的至少一部分上的以及所述格柵中的至少一些上的固體積聚，其中，所述積聚預防系統被布置為與所述填料毗鄰。
[0005]在本發明的另一實施例中，提出了一種冷卻塔，所述冷卻塔包括:轉移裝置，所述轉移裝置用於從液體中轉移熱量；促進裝置，所述促進裝置用於促進穿過所述轉移裝置的大致均勻的氣體流動，其中，所述轉移裝置被布置為毗鄰所述轉移裝置；以及預防裝置，所述預防裝置用於防止所述轉移裝置的至少一部分上的固體積聚以及所述促進裝置的至少一部分上的固體積聚，所述預防裝置永久性地附接至所述冷卻塔，其中，所述預防裝置被布置為毗鄰所述轉移裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1為根據本發明的某些實施例的冷卻塔的透視圖；
[0007]圖2為圖1所示的冷卻塔的透視圖，其中殼體側面板被移除；
[0008]圖3為圖1所示的冷卻塔的透視圖，其中殼體側面板和入口格柵被移除；
[0009]圖4為填料和積聚預防系統的一部分的透視圖；
[0010]圖5為填料和積聚預防系統的一部分的側視圖；
[0011]圖6為填料和積聚預防系統的一部分的前視圖；
[0012]圖7為積聚預防系統的上部的透視圖；[0013]圖8為積聚預防系統的上部的放大圖；
[0014]圖9為積聚預防系統的下部的放大圖；
[0015]圖10為積聚預防系統的透視圖；
[0016]圖11為包括在積聚預防系統中的噴嘴陣列的透視圖；
[0017]圖12為繪出圖11中的噴嘴陣列的較寬視野的透視圖。
【具體實施方式】
[0018]圖1為根據本發明的某些實施例的冷卻塔10的透視圖。如圖1所示，冷卻塔10被包含在殼體22之內。圖2為圖1所示的冷卻塔10的透視圖，其中殼體22的側面板被移除。冷卻塔10被配置為:冷卻塔10可以起到在其中流動的循環水中的固體的聚集器或積蓄器的作用。圖3為冷卻塔10的透視圖，其中，格柵14和殼體22的側面板被移除。圖4為填料16和積聚預防系統的一部分的透視圖。圖5為填料16和積聚預防系統的一部分的側視圖。圖6為填料16和積聚預防系統的一部分的前視圖。圖7為積聚預防系統的上部的透視圖。圖8為積聚預防系統的上部的放大圖。圖9為積聚預防系統的下部的放大圖。圖10為積聚預防系統的透視圖。圖11為包括在積聚預防系統中的噴嘴28的陣列的透視圖。圖12為繪出圖11中的噴嘴28的陣列的較寬視野的透視圖。
[0019]如圖所示，冷卻塔10包括熱水池12、外部空氣入口格柵14、填充材料(fillmaterial)16 (B卩，填料(fill))、風扇護罩20、冷水收集池24、充氣入口清洗系統30、噴淋管道32、噴淋管道孔口 34以及噴淋管道入口 36。格柵14組被布置為與填料16毗鄰。清洗系統26包括噴嘴28和噴淋管道32，所述清洗系統26也被布置為與填料16毗鄰。根據本發明的某些實施例，清洗系統26起積聚預防系統的作用並且被配置為減少所有的固體積聚或至少減少填料16的至少一部分處和/或格柵14組中的一些格柵14處的固體積聚。
[0020]熱水池12位於最上方，或至少在填料16的一部分的上方。當塔10在工作時，熱水池12中的水向下流出所述熱水池12，穿過填料16並且進入到對其進行收集的冷水池24中。冷水池12位於最下方，或至少在填料16的一部分的下方。
[0021]風扇18和圍繞其的護罩20都至少位於填料16的一部分的上方。在工作中，風扇使氣流加速穿過塔10。
[0022]如上所述，清洗系統26包括以陣列形式布置的噴嘴28。通常，噴嘴28實際上是一種水平組件，該水平組件被構造為沿大致水平的方向朝向填料16的最靠近噴嘴28的一側噴灑液體(例如，帶有少量或微量溶解在其中的可溶性物質的水)。如此，填料16的整個最靠近清洗系統側部或至少該側部的一部分被噴灑液體，並且液體還被噴灑至完全穿過所述填料16或至少深入到所述填料16的至少一部分之中。被布置在噴嘴28和填料16之間的格柵14通常也被噴灑。
[0023]還應注意，在附圖所示的塔10中，上述的經由噴嘴28噴灑的液體通過經由清洗系統入口 30進入清洗系統26來到達所述噴嘴28。液體於是繼續行進穿過清洗系統26中的位於入口 30和各個噴嘴28之間的不同管道。
[0024]同樣如上所述的是，清洗系統26包括噴淋管道32;根據本發明的某些實施例，所述噴淋管道32是既水平地(至少大致水平地)延伸並且平行於填料的最靠近噴嘴28的一側的上部的管道。在工作中，液體(例如，在其中溶解有少量或微量可溶性物質的水)經由噴淋管道入口 36進入噴淋管道32並且經由噴淋管道孔口 34中的一個或多個(通常經由所有或大致所有噴淋管道孔口 34)離開噴淋管道32。如此，根據本發明的某些實施例，噴淋管道32的功能如同被構造為沿大致豎直的方向排出液體且至少與填料16的一部分毗鄰的豎直組件。
[0025]來自噴淋管道32和噴嘴的水溶解積聚在填料16和/或格柵14中的固體，或者所述水將所述固體向下衝刷至冷水池24。一旦進入所述下部水池24，固體可被收集並且從塔10中排出。替代性地，一旦水池24的水中的固體達到所要求的濃度，冷水池24中的水可從塔10中排出。可選地，新的液體可被引入至塔10中以替代被排出的液體和/或固體。還在另一實施例中，冷水池24中可包括底部出口(未示出)(例如，排水管)。根據本發明的某些實施例，所述出口可用於允許相對方便排出形成在或收集在冷水池24中的固體。舉例而言，可通過機械裝置或移動穿過冷水池24的流體使這些固體朝著底部出口快速移動。
[0026]根據本發明的某些實施例，在塔10的外部或內部具有液體調節系統。舉例而言，所述液體調節系統可包括傳感器和電子器件，所述傳感器和電子器件隨時監控容納在塔10內的水中的溶質的濃度。所述調節系統還可包括例如被用作操作傳統冷卻塔的(即，當前可得到的)任何現有技術已知的組件(例如，驅動器，閥等)。根據本發明的某些實施例，所述調節系統被配置為:當液體調節系統感測到固體積聚超過額定量時，將外部液體引入至冷卻塔中。
[0027]根據本發明的某些實施例，可被使用的另一調節系統被配置為管理和/或改變冷卻塔10中的空氣/水的比例。舉例而言，這種改變可用於根據塔10所在地理位置處的氣候環境來增強或甚至最大化蒸發。基於實施本發明的實施例，領域內的技術人員能夠清楚所使用的任何該種調節系統。
[0028]根據本發明的另一某些實施例，提出了濃縮第一流體(B卩，從熱水池12流出並且穿過填料16的水)中的溶解物質(即，溶質)的方法。根據一些實施例，濃度達到使溶解物質形式的固體產生析出的高水平。舉例而言，可促進這種析出，但是允許相對大量的空氣或少量第一液體進入所述塔10並且/或者引入微量或僅相對少量的額外的液體(例如，水)。固體形式的溶解物質(例如，析出物)隨後可被收集並從塔10中排出。替代性或附加地，一定量的濃縮的第一液體(例如，其中的溶解物質濃度相對高的液體)可被從塔10中排出(同樣，通常從收集池24排出)。
[0029]根據一些方法，使第一液體對著熱傳遞促進填料(例如，填料16)流動。在塔10中，通常使用重力來引起這種流動。
[0030]根據本發明的某些實施例，當第一液體的上述流動發生時，使空氣能夠流動穿過填料，實際上，有時風扇(例如，風扇18)工作於毗鄰填料的一部分處以便促進這種空氣流動。在塔10中，所述空氣流動大致垂直於來自於熱水池12的水的流動並且加速所述水的蒸發的速率。
[0031]本文中所討論的一些方法還包括使用格柵(例如，格柵14)促進穿過填料的空氣均勻流動。所述格柵常常還提供額外的好處:即控制或減少水的濺出。
[0032]通過使用例如之前所述的噴嘴28，根據本發明的某些方法包括沿大致水平的方向朝著填料的一部分(例如，填料的最接近格柵面的部分)噴射第二液體(例如，帶有少量或微量溶解在其中的可溶性物質的水或「淨」水)。基於實施本發明，領域內的技術人員將清楚的是，利用上述的積聚預防系統可以減少固體在整個填料或至少一部分填料上的積聚以及減少固體在整個格柵或至少一些格柵上的積聚。換言之，「淨」水可被用於溶解積聚在格柵上和/或填料中的固體。
[0033]通過使用例如之前所述的噴淋管道32，根據本發明的某些方法包括步驟:在毗鄰填料的一部分(例如，格柵面)處沿大致豎直的方向排放第二液體(例如，「淨」水)。當塔10中的噴嘴處於工作時，額外的「淨」水被有效地轉移至填料16中和/或格柵14上並且幫助溶解積累的固體。
[0034]根據本發明的某些實施例第一液體中的溶解物質的溶度水平被維持為超過能使溶解物質從第一液體中析出的濃度水平。在一些例子中，在第一液體行進穿過所有或大部分填料之後達到增高的濃度水平，因此使得析出發生在冷水收集池24中或發生在冷水收集池24附近。根據一些實施例，第一液體中總的溶解物質的濃度水平被維持在超過2500ppm。根據一些實施例，第一液體中總的溶解物質的濃度水平被維持在超過lOOOOOppm。根據另一些實施例，第一液體中總的溶解物質的濃度水平被維持在超過200000ppm。
[0035]正如領域內技術人員通過實施本發明將清楚的，根據本發明的冷卻塔及其操作方法具有許多優於現用冷卻塔及其操作方法的優點。例如，如果水處理或水體修復受到限制和/或昂貴，則塔10的操作方式尤為令人滿意。填料中和/或格柵上的固體積聚將最終導致蒸發性能退化並且最後使冷卻塔停止工作，根據本發明的冷卻塔不會產生所述固體積聚而會顯著減小所需的水量。根據本發明的一些冷卻塔還消除了或至少極大的減少了對格柵和/或填料的格柵面進行手動加壓清洗的需求。
[0036]總的來說，所述冷卻塔10的各個實施例具體被設計為固體聚集器並且適用於積聚溶解性固體至其析出極限或積聚溶解性固體至超出其析出極限。優選地，冷卻塔10達到析出極限以實際使用蒸發裝置蒸發最大數量的水，進而留下很少的待通過輔助乾燥處理清除的水，輔助乾燥處理通常不利於節能。冷卻塔的所述固體濃度水平被規定為充分超過蒸發冷卻塔的實際的或典型的長期工作限制。因此，上述的清洗系統通過噴射或「清洗」蒸發填充媒介的溼/幹分界面(第一析出的位置)來實現或促進高的固體濃度效果，尤其是從所述分界面移走或衝走固體。所述的去除或清洗使得冷卻塔的持續工作或長時間工作成為可倉泛。
[0037]對於清洗系統中採用的噴嘴，所述噴嘴優選被布置為使得能夠噴射填料的整個溼/幹交界面區域，並且在本發明的一個實施例中所述噴嘴位於一個固定的位置。在本發明的一個實施例中，噴嘴提供了全錐式的噴射形態，但是替代性地，也可提供方形的形態。在另一優選的實施例中，噴嘴為大角度噴射(例如，大於90度)。此外，噴嘴可被置於大約12"的中心距。上述的布置和幾何結構使得噴嘴陣列能夠被布置為距格柵面大約6"。此外，噴嘴的中心線可以從水平旋轉至角度大約等于格柵的角度。噴嘴還優選地設計並且使得按照設置的時間順序持續噴射，根據需要從每小時多次到每天多次，從而達到防止固體積聚的預期效果。噴射的壓力可被控制以防止對蒸發冷卻塔的填料(通常是薄規格的塑料)造成損壞。因此優選地，取決於噴嘴的數量以及所需的總流量，水壓在5至25磅/平方英寸(psig)的範圍內。
[0038]如上所述，固體在其飽和極限處迅速地積聚，影響溼/幹分界面處的狀況，並且因此在對固體的生長速度的控制中的將周期性清洗系統和/或臨時性噴射系統的作用降低至較小。這種不經常的清潔將顯著限制或阻止氣流穿過單元填料。所述氣流對蒸發過程是必不可少的。
[0039]通過詳細的說明，本發明的許多特徵和優點更為清楚，並且因此所附的權利要求覆蓋本發明的所有落入本發明真實精神和範圍的特徵和優點。此外，領域內的技術人員能夠輕易地做出多種修改和變形，這不意味將本發明限制於所示的以及所述的精確的結構和操作，並且因此所有合適的修改和等價物都在本發明的範圍之內。
【權利要求】
1.一種冷卻塔，包括: 填料； 一組與所述填料毗鄰布置的格柵；以及 積聚預防系統，所述積聚預防系統永久性地附接至所述冷卻塔，其中，所述積聚預防系統被布置為與所述填料毗鄰並且被配置為減少以下兩處固體積聚中至少一處的固體積聚，所述兩處固體積聚為所述填料的至少一部分上的固體積聚和所述格柵組中的至少一些格柵上的固體積聚。
2.根據權利要求1所述的冷卻塔，進一步包括: 位於所述填料的至少一部分上方的水池。
3.根據權利要求1所述的冷卻塔，進一步包括: 位於所述填料的至少一部分下方的水池。
4.根據權利要求1所述的冷卻塔，進一步包括: 位於所述填料的至少一部分上方的風扇。
5.根據權利要求1所述的冷卻塔，其中，所述積聚預防系統包括水平組件，所述水平組件被配置為沿大致水平 的方向朝向所述填料的一側的至少一部分噴射液體。
6.根據權利要求5所述的冷卻塔，其中，所述水平組件包括噴嘴陣列。
7.根據權利要求1所述的冷卻塔，其中，所述積聚預防系統包括豎直組件，所述豎直組件被配置為毗鄰於所述填料的一側的至少一部分沿大致豎直的方向排出液體。
8.根據權利要求7所述的冷卻塔，其中所述豎直組件包括: 大致水平地延伸且平行於所述填料的所述側的上部的管道。
9.根據權利要求7所述的冷卻塔，進一步包括: 液體調節系統，所述液體調節系統被配置為:當所述液體調節系統感測到所述固體積聚超過額定量時，將外部液體引入至所述冷卻塔中。
10.一種聚集液體中的溶解物質的方法，所述方法包括: 使第一液體對著熱傳遞促進填料流動； 使空氣能夠流動穿過所述填料； 使用格柵促進穿過所述填料的空氣均勻流動；以及 通過利用永久性地附接至所述冷卻塔的積聚預防系統，來減少所述填料的至少一部分上的固體積聚並減少所述格柵中的至少一些上的固體積聚，其中，所述積聚預防系統被布置為與所述填料毗鄰。
11.根據權利要求10所述的方法，進一步包括: 使所述第一液體中的溶解物質的濃度水平維持在高於使溶解物質從所述第一液體中析出的濃度水平。
12.根據權利要求10所述的方法，進一步包括: 使所述第一液體中總的溶解物質的濃度水平維持在高於2500ppm。
13.根據權利要求10所述的方法，進一步包括: 使所述第一液體中總的溶解物質的濃度水平維持在高於lOOOOOppm。
14.根據權利要求10所述的方法，進一步包括: 使所述第一液體中總的溶解物質的濃度水平維持在高於200000ppm。
15.根據權利要求10所述的方法，其中，所述減少步驟包括: 對著所述填料的所述部分沿大致水平的方向噴射第二液體。
16.根據權利要求10所述的方法，其中，所述減少步驟包括: 在毗鄰所述填料的所述部分的位置處沿大體豎直的方向排放第二液體。
17.根據權利要求10所述的方法，進一步包括: 去除一定量的濃縮的液體。
18.根據權利要求10所述的方法，進一步包括: 促進固體形式的溶解物質的析出；以及 收集並去除所述固體形式的溶解物質。
19.根據權利要求10所述的方法，進一步包括: 通過操作毗鄰所述填 料的一部分的風扇來促進空氣流動穿過所述填料。
20.—種冷卻塔，包括: 轉移裝置，所述轉移裝置用於從液體中轉移熱量； 促進裝置，所述促進裝置用於促進穿過所述轉移裝置的大致均勻的氣體流動，其中，所述轉移裝置被布置為毗鄰所述轉移裝置；以及 預防裝置，所述預防裝置用於防止所述轉移裝置的至少一部分上的固體積聚和所述促進裝置的至少一部分上的固體積聚，所述預防裝置永久性地附接至所述冷卻塔，其中，所述預防裝置被布置為毗鄰所述轉移裝置。
【文檔編號】B01D47/06GK103842050SQ201280049308
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年9月27日 優先權日:2011年10月6日
【發明者】湯姆·路易森格, 肯·莫坦森, 布魯斯·威克斯 申請人:Spx冷卻技術公司