[發(fā)明專利]高效的用于質量傳遞的系統(tǒng)和設備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580085763.3
• 申請日: 2015-12-17
• 公開（公告）號: CN108700318A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設計）人: 魯本·拉莫斯·特·拉富恩特
• 申請（專利權）人: 阿爾多·阿道夫·米斯拉伊·阿克西約特;卡洛斯·希加瑞達·華雷斯;魯本·拉莫斯·特·拉富恩特
• 主分類號: F24F6/10
• 分類號: F24F6/10;A61L9/03;B01D47/02
• 代理公司: 北京成創(chuàng)同維知識產(chǎn)權代理有限公司 11449
• 代理人: 蔡純

本發(fā)明涉及一種方法、裝置和設備，通過該方法、裝置和設備系統(tǒng)，可以通過被潤濕的固體表面以及供給的空氣流控制液體的溫度，并且通過與水源接觸獲取濕氣，所述水源以及所述固體表面具有冷卻的趨勢，通過這種方式，避免因濕度調節(jié)過程中引入的液體的溫度的降低而導致該設備或基于相同規(guī)律和/或現(xiàn)象影響的任意設備損失效率。

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于將蒸氣分子從液體轉移到氣流的系統(tǒng)、方法和設備。特別地，它涉及一種用于增強空氣和水污染物的加濕和過濾效果以及增加溶解在水中的溶質的系統(tǒng)和設備。具體地，描述了一種用于將水的質量傳遞到特定空氣流的、具有固體表面和/水膜的系統(tǒng)和設備。本發(fā)明描述了一種增強質量傳遞的系統(tǒng)，其中液體(水)分子在接觸液體和所述固體表面時通過質量傳遞的方式轉移到氣流(空氣)中。

背景技術

液體具有一種叫做蒸氣壓力的物理化學性質。這種性質決定了液體的液相和氣相之間的平衡。通過這種性質，液體總是傾向于在液相和氣相之間建立平衡。

蒸發(fā)現(xiàn)象發(fā)生在由于液相和氣相之間達到平衡而產(chǎn)生蒸氣之時。如果與液相平衡的蒸氣被氣流吸收，則會產(chǎn)生新的蒸氣以重新建立液相和氣相之間的平衡。

質量傳遞是一種現(xiàn)象，它有許多應用，如應用在脫鹽設備或環(huán)境控制系統(tǒng)中，這里僅僅列舉了幾個示例。

脫鹽設備用于將鹽分從海水中分離并去除以獲得飲用水。海水含有溶解在其中的礦物鹽，不適合人類飲用。飲用大量海水甚至會導致死亡。地球上大約有97.5％的水是含鹽的，只有不足1％的水適合人類飲用，因此使海水可飲用是解決飲用水短缺的多種可行方案之一。一段時間以來，尤其是在中東國家，用于生產(chǎn)飲用水的脫鹽設備已經(jīng)被實現(xiàn)，然而，這種工藝成本昂貴，相對來說較少使用。目前全世界每天脫鹽水的產(chǎn)量超過2400萬立方米。現(xiàn)有的脫鹽設備的主要缺點是，在從水中提取鹽分的過程中，產(chǎn)生了危害植物和動物的鹽類殘留物和污染物。然而，這種脫鹽工藝的主要問題是通過反滲透、蒸餾、冷凍、閃蒸、水合物形成或電滲析中的任一種工藝都會產(chǎn)生高能耗成本。眾所周知，采用最有效的脫鹽工藝生產(chǎn)出每立方米飲用水的平均成本約為5至5美元。

在這方面，有許多與脫鹽工藝和設備相關的專利。例如，一個中國專利申請描述了一種采用電磁分離法的電滲析海水脫鹽裝置，該脫鹽裝置具有與磁極連接的上下電極和允許水流過管道的垂直出口連接管。

另一方面，中國實用新型CN203922783U涉及一種除鹽電磁裝置，包括設置有罐體的蒸發(fā)罐和連接到罐體上的控制器，罐體上設置有蒸氣出口端，其中蒸氣出口端連接到兩個管道單元。這個文獻的缺點在于沒有在蒸發(fā)過程中對為此目標而采用的質量傳遞的勢能進行利用。

在質量傳遞過程中，空氣流遇到與液相平衡的蒸氣，平衡被打破，并產(chǎn)生新的蒸氣以恢復所述平衡，這里產(chǎn)生的空氣是潮濕的空氣。

所述質量傳遞過程應用于一些蒸發(fā)式濕度調節(jié)器中。

然而，一些濕度調節(jié)器應用了使用潮濕的材料的其他工藝，缺點是所述材料會成為真菌、藻類和需氧菌的產(chǎn)生源頭。

美國專利號為US5,945,038涉及了一種包含吸收性材料的蒸發(fā)式濕度調節(jié)器，其中吸收性材料的一部分被淹沒，而位于上面的部分暴露在空氣中，這個專利還描述了采用浮球閥對水的供應進行控制。

沸騰式濕度調節(jié)器將空氣流與沸水中獲得的蒸氣流混合。

所述蒸發(fā)器具有能夠消除各種微生物的優(yōu)點，但是這種蒸發(fā)器會產(chǎn)生一種“白色粉末”，該白色粉末由來自蒸氣流夾帶的水中的不溶性鹽和礦物質組成。另一方面，蒸發(fā)式濕度調節(jié)器的缺點是需要消耗大量的能量以將水煮沸。此外，所述濕度調節(jié)器沒有提供用于消除包含在空氣流中的污染物的方法。

暖霧式濕度調節(jié)器對處在露點附近的蒸氣進行操作。蒸氣在快要與空氣流接觸時被冷卻，從而獲得蒸氣、小水滴和空氣的氣體混合物。因此，這種設備具有保留空氣中污染物的缺點。這種噴霧式濕度調節(jié)器同樣沒有提供用于去除存在于空氣流中的污染物的方法。