[發明專利]包括諸如泡罩塔冷凝器的冷凝裝置的系統

有效

• 申請號: 201480050314.0
• 申請日: 2014-09-12
• 公開（公告）號: CN105636661B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 普拉卡什·納拉揚·戈文丹;史蒂文·拉姆;馬克西莫斯·G·圣約翰
• 申請（專利權）人: 格雷迪安特公司
• 主分類號: B01D5/00
• 分類號: B01D5/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 魏金霞,楊穎

相關申請

本申請根據美國法典第35卷第119(e)節要求于2013年9月12日提交的題為“Systems Including a Bubble Column Condenser(包括泡罩塔冷凝器的系統)”的美國臨時專利申請No.61/877,032、于2013年11月8日提交的題為“Systems including a Bubble Column Condenser(包括泡罩塔冷凝器的系統)”的美國臨時專利申請No.61/901,757以及于2013年11月22日提交的題為“Systems Including a Bubble Column Condenser(包括泡罩塔冷凝器的系統)”的美國臨時專利申請No.61/907,629的優先權，每個所述申請通過引用被通用地全部合并到本文中。

技術領域

本文所述的實施方式大體上涉及冷凝裝置(例如泡罩塔冷凝器)及其在各種熱質交換系統中的用途。

背景技術

隨著人類消耗、灌溉和/或工業用途對于淡水的需求繼續增加，淡水短缺在世界各地正在變成日益嚴重的問題。多種脫鹽方法能夠從海水、苦咸水、回流水、從油或氣提取過程產生的水、和/或廢水來產生淡水。例如，加濕-除濕(HDH)處理涉及在加濕器中使鹽溶液與干空氣接觸，使得空氣變熱和變濕。然后，使加熱和加濕的空氣與除濕器(例如冷凝器)中的冷水接觸，產生凈水和除濕的空氣。

然而，HDH處理通常包含一些缺點。例如，由于在HDH系統中使用載氣，所以大比例的非可冷凝氣體(例如空氣)常常存在于冷凝流中，這會使除濕器中的傳熱與傳質速率非常低。此外，非可冷凝氣體的存在可以增大蒸汽在冷的表面上冷凝的熱阻，從而減小表面冷凝器的效率。另外，除濕器有時會需要大量的能量以進行操作。因此，期望具有改善的性能例如降低的功耗和/或在存在非可冷凝氣體的情況下的高的傳熱與傳質速率的冷凝器。

發明內容

公開了冷凝裝置例如泡罩塔冷凝器以及它們在各種熱質交換系統中的用途。在一些情況下，本發明的主題涉及相關的產品、特定問題的替選解決方案以及/或者一個或更多個系統和/或物品的多個不同用途。

某些實施方式涉及脫鹽系統。在一些實施方式中，脫鹽系統包括加濕器，該加濕器包括：流體連接至含鹽水的供給源的加濕器液體進口；流體連接至載氣的供給源的加濕器氣體進口；以及加濕器出口。在某些情況下，加濕器被構造成產生與從氣體進口接收的氣體相比富含水蒸汽的含蒸汽加濕器出口流。在一些實施方式中，脫鹽系統包括泡罩塔冷凝器，該泡罩塔冷凝器包括：流體連接至加濕器出口的冷凝器進口；冷凝器氣體出口；以及冷凝器水出口。在某些實施方式中，泡罩塔冷凝器被構造成從加濕器出口流移除水蒸汽的至少一部分以產生與加濕器出口流相比貧水的冷凝器氣體出口流、以及冷凝器水出口流。在一些實施方式中，脫鹽系統包括熱交換器，該熱交換器與泡罩塔冷凝器相分離并且流體連接至冷凝器水出口并且被構造成從冷凝器水出口流移除熱。

在一些實施方式中，脫鹽系統包括加濕器，該加濕器包括流體連接至含鹽水的供給源的加濕器液體進口、流體連接至氣體的供給源的加濕器氣體進口、以及加濕器出口，其中，加濕器被構造成產生與從氣體進口接收的氣體相比富含水蒸汽的含蒸汽加濕器出口流。在某些實施方式中，脫鹽系統包括泡罩塔冷凝器，該泡罩塔冷凝器包括流體連接至加濕器出口的冷凝器進口、冷凝器氣體出口以及冷凝器水出口，其中，泡罩塔冷凝器被構造成從加濕器出口流中移除水蒸汽中的至少一部分以產生與加濕器出口流相比貧水的冷凝器氣體出口流、以及冷凝器水出口流。在一些實施方式中，脫鹽系統包括流體連接至冷凝器水出口并且被構造成從冷凝器水出口流移除熱的熱交換器。在某些情況下，氣流的一部分從加濕器中的至少一個中間位置被提取并且從所述至少一個中間位置中的每一個被給送至泡罩塔冷凝器中的對應的中間位置。

某些實施方式涉及包括泡罩塔冷凝器的冷凝器系統，所述泡罩塔冷凝器包括容器，容器包括出口以及與包括蒸汽相可冷凝流體的氣體的供給源流體連通的進口，其中，容器包含有包括一定量可冷凝流體的液層，并且泡罩塔冷凝器被構造成從氣體中移除可冷凝流體的至少一部分以產生包括液相可冷凝流體的泡罩塔冷凝器出口流。在一些實施方式中，冷凝器系統還包括熱交換器，該熱交換器被定位在容器的外部并且流體連接至容器以接收泡罩塔冷凝器出口流并且從泡罩塔冷凝器出口流移除熱。