TWI518323B - 用於使冷卻塔系統中之腐蝕、積垢及水耗損最小化之方法 - Google Patents
用於使冷卻塔系統中之腐蝕、積垢及水耗損最小化之方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI518323B TWI518323B TW098110384A TW98110384A TWI518323B TW I518323 B TWI518323 B TW I518323B TW 098110384 A TW098110384 A TW 098110384A TW 98110384 A TW98110384 A TW 98110384A TW I518323 B TWI518323 B TW I518323B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- water
- ion exchange
- water stream
- controller
- source
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 198
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 75
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims description 26
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims description 26
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title description 44
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 51
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 42
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 27
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 21
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 claims description 21
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 19
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 17
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 15
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 15
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 11
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 11
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 claims description 8
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 7
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 claims description 7
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 4
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 4
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 3
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 16
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 15
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 15
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 12
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 10
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 10
- 239000002585 base Substances 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 8
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 6
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 6
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 6
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 5
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 5
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 4
- -1 Cl - Chemical class 0.000 description 4
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 4
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000012458 free base Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 3
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 2
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 description 2
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 2
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 2
- 239000012492 regenerant Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 208000004434 Calcinosis Diseases 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 229940023913 cation exchange resins Drugs 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 230000002939 deleterious effect Effects 0.000 description 1
- 230000005595 deprotonation Effects 0.000 description 1
- 238000010537 deprotonation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000005588 protonation Effects 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/008—Control or steering systems not provided for elsewhere in subclass C02F
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
- F28F27/003—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus specially adapted for cooling towers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
- C02F2001/422—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange using anionic exchangers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
- C02F2001/425—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange using cation exchangers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/02—Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply
- C02F2103/023—Water in cooling circuits
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/001—Upstream control, i.e. monitoring for predictive control
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/003—Downstream control, i.e. outlet monitoring, e.g. to check the treating agents, such as halogens or ozone, leaving the process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/005—Processes using a programmable logic controller [PLC]
- C02F2209/006—Processes using a programmable logic controller [PLC] comprising a software program or a logic diagram
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/005—Processes using a programmable logic controller [PLC]
- C02F2209/008—Processes using a programmable logic controller [PLC] comprising telecommunication features, e.g. modems or antennas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/05—Conductivity or salinity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/05—Conductivity or salinity
- C02F2209/055—Hardness
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/06—Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/07—Alkalinity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/08—Corrosion inhibition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F25/00—Component parts of trickle coolers
- F28F2025/005—Liquid collection; Liquid treatment; Liquid recirculation; Addition of make-up liquid
Description
大體而言，本發明係關於監測及控制蒸發再循環冷卻水系統中之腐蝕、積垢及水耗損的方法。更特定言之，本發明係關於經由將補給水流暴露於離子交換器件來監測及控制該等特徵之方法。本發明尤其係關於自動方法。
敞開式再循環冷卻水系統為用於自多種過程排除廢熱之廣泛使用的方法。完全有效之敞開式再循環系統將利用所有補給水以供蒸發冷卻且將不具有放水流。實際上，無系統達成此效率水準。水損失始終發生，無論因疏忽所致(諸如因來自冷卻塔之附連水(夾帶)損失所引起之水損失)抑或由洩漏引起。另外，自塔受控移除或「放水」亦發生，此為限制引起系統組件積垢及/或腐蝕之溶解物質積聚所必需。
向系統中注入化學添加劑以降低再循環水之積垢、腐蝕及微生物活性的有害作用。此等添加劑通常以在再循環水中維持相對恆定之濃度所需的速率添加。所需劑量由滿足再循環水之化學、物理及微生物學環境所產生之條件所需的處理強度決定。為達到彼目的，通常控制添加速率以替代再循環系統內耗損及隨放水流移除之添加劑的量。因此，放水流之流量減小降低了維持所需劑量所需之處理化學品的注入速率。
使用水處理方法自補給水移除溶解物質為已知的且描述於文獻中。此等方法涵蓋一系列已知方法，且包括過濾法、沈澱法及薄膜法以及離子交換法，該等方法中之每一者產生具有不同特徵之水。然而，未必需要或甚至不需要自補給水移除所有溶解物質。各種潛在積垢礦物質之溶解度廣泛變化，且一些溶解物質有助於抑制腐蝕。經完全純化之水極具腐蝕性且難以處理。理想預處理方法將減少或消除問題成份且維持或增強所需成份。
自水組成觀點出發，具有補給預處理之冷卻塔系統由三個具有以下條件之區組成：(i)預處理單元之前的原水；(ii)與經濃縮塔水摻合之前的經處理補給水；及(iii)經摻合併濃縮之塔水。原水具有水源水之組成，經處理補給水具有由預處理方法之特徵界定之組成，且經摻合塔水係由冷卻塔系統之總體操作界定。此等流可具有大體積流率且可與易受腐蝕損害之諸如鐵、鍍鋅或銅合金的工程材料接觸。用耐腐蝕材料替代此等大管道通常不切實際，由此使得控制三個區中之每一者中水的腐蝕性變得重要。
在比較具有與不具有預處理方法之冷卻系統中，重要的是在冷卻系統操作之總體考慮中包括預處理系統之操作要求。舉例而言，雖然包括預處理操作可使自冷卻系統之放水減少或消除，但預處理操作可具有其自身的可部分或完全抵消冷卻塔所實現之節水效益的放水要求。大多數預處理操作需要處理及/或再生化學品以供其連續操作。
此領域之先前技術主要由用諸如石灰軟化、薄膜法(諸如逆滲透)及離子交換法之沈澱法所處理之補給水操作冷卻系統組成。沈澱法作為一大類而熟知且廣泛實施。與本發明之方法相比，沈澱法為大型操作，其需要小心控制軟化化學品的添加，產生大體積之固體廢物且通常產生不穩定的形成積垢之水。薄膜法、尤其彼等採用逆滲透之薄膜法亦在此項技術已知用於冷卻水補給預處理。然而，薄膜法易受積垢及堵塞，從而需要通常超過將為使用未經處理之補給水之冷卻塔所需之放水的放水。逆滲透法產生高純度水。此高純度水具有腐蝕性離子少的優點。亦移除抑制性離子，且當此高純度水用於冷卻系統中時，其通常極具腐蝕性且難以處理。如稍後將描述，本發明之方法克服了先前技術之此兩個大類的侷限性。
存在許多先前技術已知之離子交換法。總體而言，其涉及陽離子交換法、陰離子交換法或組合交換法。陽離子交換樹脂及陰離子交換樹脂進一步細分成強酸陽離子及弱酸陽離子以及強鹼陰離子及弱鹼陰離子類別(The Nalco Water Handbook,1998,2-12「Ion Exchange」,McGraw-Hill,1998)。一些此等方法已用於冷卻水補給預處理。冷卻塔之補給水處理的已為熟知且廣泛實施之方法為使用鈉循環軟化以供硬度移除(J.P. Wetherell及N.D. Fahrer,Recent Developments in the Operation of Cooling Tower Systems with Zero Blowdown,Cooling Tower Institute,TP-89-13,1989)。彼方法涉及使原水穿過裝有鈉離子之強酸陽離子(「SAC」)離子交換柱。該方法所產生之水幾乎已由鈉完全替代硬度(例如，Ca+2
、Mg+2
)，使水就諸如CaCO3
及其他之鈣積垢而言不積垢。水之陰離子含量保持不變。當應用於冷卻塔補給處理時，此方法存在一些侷限性及不足。因為腐蝕性陰離子(例如Cl-、SO4 -2)未自補給移除，所以其可在冷卻塔中富集至成問題的含量。
此外，天然水對碳鋼之腐蝕性受水中腐蝕性物質與抑制性物質(例如CO3 -2)之比率強烈影響(T.E.,Larson及R.V.Skold,Laboratory Studies Relating Mineral Quality of Water to Corrosion of Steel and Cast Iron,1958 Illinois State Water Survey,Champaign,IL第[43]-46頁：ill.ISWS C-71)。若比率在水源水中不起促進作用，則處理方法不會將其改良。另一不足在於使樹脂再生所需之大量過量鹽水(通常為吸收硬度之三倍)可產生顯著排放問題。此方法之變型描述於Duke之美國專利第6,929,749 B2號中，其採用高含量矽酸鹽(>200mg/l SiO2)及高pH值(>9.0)以控制腐蝕。
使用弱酸去鹼為用於鍋爐給水處理之熟知處理方法。其亦已用作冷卻水補給預處理之方式(參見Stander之美國專利第6,746,609號及Littmann之第4,532,045號)。此方法涉及使原水穿過含有呈氫或質子化形式之弱酸陽離子交換樹脂(「WAC」)之管柱。原水中之碳酸根及碳酸氫根離子能夠自弱鹼樹脂提取氫離子，從而使碳酸根及碳酸氫根轉化成碳酸(亦即，H2CO3)且在樹脂上產生帶電位點。該等帶電位點接著吸收陽離子，優先吸收二價硬度離子。該方法所產生之水呈微酸性，pH值為3.5至6.5(視管柱之抽空
度而定)，且具有與鹼度移除成比例減小之硬度。抽空後，即用強酸使離子交換柱再生。使用WAC樹脂之優點在於再生更有效，同時需要較少過量再生劑。
彼方法所產生之水對許多常用構造材料極具腐蝕性，且Wilding之美國專利第5,730,879號、Stander之美國專利第6,746,609號及Derham之美國專利第4,931,187號中所揭示之方法教示去鹼系統之受控旁路在冷卻塔中達成所要pH值及鹼度之方法。然而，水仍對處理單元與冷卻塔之間的發生摻合之區域中的金屬極具腐蝕性。Wilding、Stander及美國專利第5,703,879號(Baumann)亦描述出於此目的使用強酸陽離子交換劑。
亦已描述使用陰離子交換樹脂處理冷卻系統補給。Fujita之美國專利第5,820,763號及Otaka之美國專利第5,985,152號及JP 6-158364描述一種由使補給水穿過裝有碳酸氫鹽之強鹼陰離子交換(「SBA」)樹脂組成之方法。該交換方法移除腐蝕性氯離子及硫酸根離子且用抑制性碳酸氫根離子替代該等離子，從而降低水之腐蝕性。抽空後，即用諸如碳酸氫鈉之碳酸氫鹽使樹脂再生。樹脂對Cl-及SO4 -2之選擇性對用於再生之大量過量碳酸氫鈉產生需要。
因此，對自再循環冷卻水系統中之水移除積垢及腐蝕趨勢之改良方法存在需要。尤其重要的是提供處理水以產生離子組份之理想混合物以便無需添加補給水或過量放水的方法。
因此，本揭示案描述一種用於操作冷卻塔系統之改良方法。除降低水之積垢及腐蝕趨勢以外，該方法進一步消除或減少排放或「放水」而不產生因處理方法所致的任何局部腐蝕或積垢狀況。所述量測及控制系統一般包含一量測陣列、一實施控制邏輯之構件及一控制作用陣列。量測可由流率之物理量測、水組成之化學量測及諸如水腐蝕性或積垢趨勢之效能相關量度組成。較佳地，量測包括pH值、傳導性、硬度、鹼度、腐蝕性、積垢趨勢、處理添加劑劑量水平及補給水、經處理補給水及再循環水之處理添加劑殘留中之一或多者。
在一較佳態樣中，本發明包括一種用於操作冷卻系統之方法，其降低系統內之積垢及腐蝕潛力。此等潛力在補給水中與脫氣及濃縮後在冷卻系統中降低，此克服了先前技術之顯著不足。另外，本發明描述調整該方法以優化原水流與濃縮水流之特性的方式及使自冷卻系統之放水或排放最小化之方式。
在一具體實例中，本發明為一種監測及控制蒸發再循環冷卻水系統之方法。該系統典型地包括諸如經再循環水流、補給水源及補給水流之組件。該方法包括一降低補給水流中之硬度及鹼度的構件；一在降低硬度及鹼度之後減小補給水流之腐蝕性的構件；一量測補給水源、補給水流及/或經再循環水流之化學組成及/或效能特徵的構件；一判定所量測之化學組成及/或效能特徵是否屬於最佳範圍的構件；及一調整系統之一或多個操作參數的構件。
在另一態樣中，本發明為一種監測及控制蒸發再循環冷卻水系統之方法。該系統典型地包括諸如經再循環水流、補給水源、補給水流、可選添加劑源之組件及與該等組件中之至少一者通信之控制器。當系統處於操作條件下時，該方法包括量測經再循環水流、補給水流及/或補給水源之一或多個特徵。接著將所量測之特徵傳輸至控制器，該控制器繼而判定所量測之特徵是否滿足預選標準。若所量測之特徵不滿足預選標準，則控制器可操作以執行以下功能中之至少一者：(i)啟動一或多個可操作以使來自補給水源之補給水流與離子交換材料接觸之器件，其中離子交換材料可操作以調整所量測之特徵之子集；(ii)視情況啟動添加劑源以向蒸發再循環冷卻水系統中引入一或多種添加劑；及(iii)視情況啟動一或多個控制作用。
在另一態樣中，本發明為一種用於操作蒸發再循環冷卻水系統之裝置，其中該系統一般包括諸如經再循環水流、補給水源、補給水流及控制器之組件。與控制器通信者為一可操作以監測經再循環水流、補給水流及/或補給水源之一或多個特徵的監測器件。與控制器通信之傳輸器件可操作以將所量測之特徵自監測器件傳輸至控制器。控制器可操作以執行判定所量測之特徵是否滿足預選標準之指令且可操作以起始將指令或資料傳輸至系統中之任何組件或器件。接收器件亦與控制器通信且同樣可操作以接收來自系統中之任何組件或器件之傳輸指令或資料。
根據一較佳具體實例，本發明包括一種與控制器通信之離子交換器件。該離子交換器件包括離子交換材料且能夠經由自控制器接收之傳輸指令啟動以使補給水流與離子交換材料接觸。離子交換材料經選擇以能夠調整特徵之子集。該(該等)特徵亦可經由可操作以調整經再循環冷卻水流中之一或多種添加劑含量之可選添加劑源來調整。
本發明進一步包括用於額外控制作用之可選機構。代表性控制作用包括控制放水線路；調整進入系統中之原水旁路流；調整添加劑注入系統中或自系統移除；調整CO2
或其他含碳物質添加或自系統移除；使原水與補給水摻合；經由添加劑源調整積垢、腐蝕及/或生物控制添加劑之劑量；及其組合。
本發明之一優點在於提供一種達成冷卻系統之有效且可靠操作之裝置及方法。
本發明之另一優點在於經由在冷卻系統中更有效地使用水來克服先前技術之侷限性。
本發明之另一優點在於提供一種降低冷卻系統中之水之腐蝕及積垢趨勢的裝置及方法。
本發明之另一優點在於減少處理化學品隨冷卻系統中之放水流排放。
額外特徵及優點描述於本文中且自以下詳細說明、圖式及實施例將顯而易見。
參看圖式，圖1之示意圖中描繪蒸發再循環冷卻系統之典型元件。冷卻系統100包括連接至補給源(圖中未示)之補給水流102。收集池101功能上包括排熱器件104(統稱為「冷卻單元」)、放水線路106、供給熱交換器112之管道110、再循環管道114、處理添加劑注入器116及添加劑注入點118。再循環水蒸發損失108經由排熱器件104發生。
圖2為本發明之一較佳具體實例之示意圖。冷卻系統200包括上文針對冷卻系統100所述之組件與可操作以執行所述方法且包含本發明之所述裝置的額外組件。控制器202處於直接或間接通信(以虛線204a至204g展示)。應瞭解，任何所述組件間的該通信可經由有線網路、區域網路、廣域網路、無線網路、網際網路連接、微波鏈路、紅外鏈路及其類似物通信。
「控制器」、「控制器系統」及類似術語係指人工操作員或具有諸如處理器、記憶體器件、陰極射線管、液晶顯示器、電漿顯示器、觸控螢幕或其他監測器及/或其他組件之組件的電子器件。在某些情況下，控制器可操作用於與一或多個特殊應用積體電路、程式或演算法、一或多個固線式器件及/或一或多個機械器件整合。一些或所有控制器系統功能可於中央位置(諸如網路伺服器)處以經固線式網路、區域網路、廣域網路、無線網路、網際網路連接、微波鏈路、紅外鏈路及其類似物通信。另外，可包括諸如信號調節器或系統監測器之其他組件以促進信號處理演算法。
在一具體實例中，控制機制為自動的。在另一具體實例中，控制機制為人工或半人工的，其中操作員解釋信號。該實施控制邏輯之構件可為能夠自系統接收且解釋輸入資料陣列，確定適當控制作用且使其與控制致動器通信之任何器件。可用控制作用陣列較佳具有調整系統之先前所述元件之操作以達成所要水化學及特徵的能力。代表性操作調整包括(但不限於)：控制放水線路；調整進入系統中之原水旁路流；調整添加劑注入系統中或自系統移除；調整CO2
或其他含碳物質添加或自系統移除；使原水與補給水摻合；經由添加劑源調整積垢、腐蝕及/或生物控制添加劑之劑量；及其組合。
圖2進一步說明離子交換器件210a及210b(有時統稱為離子交換器件210)。根據此具體實例，首先由離子交換器件210a處理補給水流102以產生硬度及鹼度降低流102a。接著由離子交換器件210b處理流102a以產生腐蝕性降低流102b。根據替代具體實例，冷卻水系統200可包括一個、兩個或兩個以上離子交換器件。離子交換器件210較佳包括至少一種類型之可操作以調整補給水流之所量測特徵之子集的離子交換材料。代表性離子交換材料包括陽離子交換材料、弱酸陽離子交換材料、陰離子交換材料、弱鹼陰離子交換材料及其組合。該等材料在此項技術中已為熟知。控制器202可操作以啟動離子交換器件210(包括210a及/或210b)以使補給水流102與離子交換材料接觸。
降低補給水流中之硬度及鹼度之較佳構件為離子交換系統，視情況包括再生構件。其更佳為含有陽離子交換材料之離子交換系統，具有用於再生為質子化形式之構件。其最佳為含有弱酸陽離子交換介質之離子交換系統，具有用於再生為酸形式之構件。
降低水腐蝕性之構件較佳為增加水之pH值的系統。其更佳為含有降低腐蝕性且能夠吸收腐蝕性陰離子之吸收抑制性材料的陰離子交換系統。其最佳為具有再生構件之含有弱鹼陰離子交換劑的離子交換系統。
上文可藉由參考以下實施例而更好地理解，該等實施例意欲達成說明性目的且不意欲限制本發明之範疇。
實施例1
圖3表示本發明各個階段所產生之水特徵的預示性實施例。流程圖300展示沿蒸發再循環冷卻系統中之各個點改變水特徵之典型路徑。表302表示將用於冷卻系統補給之典型原水源水之組成。使原水穿過管柱304，該管柱304含有已藉由暴露於酸再生劑而變成H+
或質子化形式之弱酸(羧酸官能化)陽離子(「WAC」)交換樹脂。由於羧酸官能基之酸度相對較弱，因此除非氫離子由充當鹼之物質移除，否則樹脂具有極小、甚至無離子交換能力。原水之鹼度(HCO3 -
及CO3 -2
)藉由與羧酸官能基反應且產生CO2
及羰酸根形式之離子交換樹脂來達成彼目的。一旦樹脂因該去質子化而帶電，其即自補給水吸收陽離子溶質。羧酸根樹脂典型地按Ca+2
>Mg+2
>>Na+
之順序對陽離子具有選擇性。
此方法之最終結果為表306中所示之中間水組成，其含有高含量CO2
及來自WAC管柱304之少量無機酸洩漏。其典型地具有3.5至5.5範圍內之pH值，且預期對水管線中常用之鐵及黃銅極具腐蝕性。由用於降低腐蝕性之構件處理藉由暴露於WAC管柱304而產生之如由表306所表示的水。在此實施例中，管柱308含有呈游離鹼形式之弱鹼陰離子(「WBA」)樹脂。WBA樹脂為經弱鹼性基團(典型地為一級胺或二級胺)官能化之水不溶性離子交換材料。呈游離鹼形式之樹脂不帶電且具有最小離子交換能力。游離鹼形式之WBA樹脂與具有表306所表示之組成的水之溶解二氧化碳及無機酸內含物反應，隨之吸收質子，獲得陽離子電荷且留下主要呈碳酸氫根(HCO3 -
)形式之溶解CO2
。質子化後，WBA樹脂即獲得陰離子交換能力且吸收陰離子。實施例中所存在之陰離子的吸收優先順序為SO4 -2
>>Cl-
>HCO3 -
。此方法之水的典型組成展示於表310中。
如隨後實施例中所證明，WBA處理所產生之水具有足夠低的腐蝕性以使之傳輸穿過易腐蝕傳輸管線或管道312至冷卻單元314(如圖1中，冷卻單元314包括收集池及排熱器件)。經由脫氣、蒸發及濃縮過程(在此實施例中10次)，水達成表316中所示之組成，其為用於控制腐蝕及積垢之有利組成。
實施例2
用於控制腐蝕及積垢之最佳水化學可需要補給水之總硬度增加或減小(參見T.E.,Larson及R. V. Skold,Laboratory Studies Relating Mineral Quality of Water to Corrosion of Steel and Cast Iron,1958 Illinois State Water Survey,Champaign,IL第[43]-46頁：ill. ISWS C-71)。根據本發明，此情形將由量測及控制系統偵測且可由以下控制作用中之任一者或作用之組合致動。放水速率(經由冷卻單元314之放水線路315)減小將增加補給水中所有溶解物質之濃度，而放水速率增加將減小濃度。然而，因為放水增加降低了冷卻系統操作效率，所以此可能不為最理想作用。
參看圖4，系統中之硬度亦可由部分旁路流402增加。若需要硬度降低，則適當控制作用將為啟動再循環流404且使其與進入原水摻合，有效增加鹼度與總硬度之比率且從而增加WAC管柱304之效率。WAC管柱304之硬度移除亦可在WAC管柱304之前經由注入管道408自提供(例如)碳酸鈉或碳酸氫鈉之鹼度源406補充注入來增加。在一較佳具體實例中，控制器202經由通信鏈路410a、410b及410c與各個系統組件通信。應瞭解，控制器202可包括一個、兩個或任何合適數目之該等與系統組件之通信鏈路。
實施例3
天然水供應具有可變溶質組成。對冷卻系統處理而言尤其重要的是腐蝕抑制離子與腐蝕促進離子之比率。為在冷卻系統中維持一定範圍之所需水組成同時仍提供軟化設備(亦即，WAC管柱)之有效操作，本發明之量測及控制系統可操作以對此比率之變化作調整。歸因於實施例1中所闡明之原理，WBA陰離子交換劑之操作對此目的而言亦尤其重要。WBA樹脂之離子交換作用係由溶解CO2
致動，該溶解CO2
為原水鹼度與WAC管柱相互作用之產物。若鹼度之濃度小於侵蝕性離子之濃度，則侵蝕性離子(例如，Cl-
及SO4 -2
)的移除可能不充分。相反，若原水之鹼度大於侵蝕性離子之濃度，則一些陰離子交換能力將用於吸收作為控制腐蝕所需之物質的碳酸氫根。根據本發明，控制作用之一為在WAC管柱之後及WBA管柱之前藉由注入或汽提移除或添加CO2
。
實施例4
用處於三種條件之伊利諾斯州內珀維爾市(Naperville,Illinois City)用水(Lake Michigan)對銅及軟鋼試片進行腐蝕測試：(i)自水龍頭放出之原水，(ii)經WAC處理，及(iii)經WAC/WBA處理。將試片暴露於該三種水組成中之每一者隔夜。結果展示於表1中。觀察到原水對碳鋼具適度腐蝕性，經WAC處理之水對碳鋼具重度腐蝕性，且WAC/WBA水對碳鋼之腐蝕性小得多。
實施例5
此實施例說明先前技術之不足。Littman之美國專利第4,532,045號及Stander之美國專利第6,746,609號提出經WAC處理之水與原水摻合可提供可接受之腐蝕控制。然而，表2之資料表明情況並非如此。表2展示經處理水與原水之各種摻合物及其如由測試溶液中之溶解金屬離子量測之腐蝕性。80/20(體積%)原水/經處理水之摻雜物對銅、鋼、黃銅及鍍鋅鋼之腐蝕性甚至顯著增加。
實施例6
本發明之控制作用之一實施例為使經處理水再循環且與原水摻合以增加硬度及陰離子之移除。由WAC材料移除硬度典型地與水中所存在之鹼度的量成比例。若鹼度小於總硬度，則一般將僅移除總硬度之一部分。藉由使經處理水再循環至WAC管柱之前的某一點，經摻合水之鹼度及硬度可更加接近平衡且硬度移除之程度增加。此方法之資料展示於表3中。二次通過為2/1比率之原水與再循環水以大致平衡總硬度及Ca。
實施例7
眾所周知，原水源之溶質組成廣泛不同(Nalco Water Handbook,「Ion Exchange」，第2頁至第12頁，1998)。此實施例說明使本發明之方法能夠適於該等不同水組成之控制作用。控制作用包括在暴露於WAC管柱之前向原水中添加鹼性或酸性添加劑以降低或增加硬度移除之程度。酸性物質可包括一或多種強酸，諸如硫酸、鹽酸、硝酸、有機酸及其類似物。鹼性物質可包括鹼金屬或鹼土金屬碳酸鹽、碳酸氫鹽或氫氧化物。
表4中之結果說明在軟化方法之前添加碳酸氫鈉之作用。頭三個管柱展示典型鹼度不足之水及WAC/WBA方法步驟之結果。最後三個管柱展示添加80ppm(以CaCO3
計)碳酸氫鈉之作用。觀察到硬度與腐蝕性離子移除的顯著改良。
實施例8
冷卻塔水之可變水品質及所要最終組成使得控制WAC與WBA管柱/離子交換材料之效率成為需要。由WBA管柱移除腐蝕性離子及隨後鹼度增強典型地由WAC管柱所產生之溶解CO2
控制。本發明之另一控制作用為添加或移除CO2
以達成所要控制作用。表5中之結果說明此作用。頭三個管柱展示由WAC管柱天然產生之CO2
所產生之處理作用。最後四個管柱說明添加或移除CO2
之作用。經由該控制作用，有可能調整抑制性離子與腐蝕性離子之比率，從而控制該方法產生之水的腐蝕性。在表5中，NC意謂「原生CO2
」；DC意謂「脫二氧化碳」；且FC意謂「完全充滿二氧化碳」。
應瞭解，本文所述之目前較佳之具體實例的各種變化及修改將為熟習此項技術者顯而易見。在不脫離本發明之精神及範疇且不削弱其預期優點的情況下可作出該等變化及修改。因此，希望該等變化及修改為隨附申請專利範圍所涵蓋。
100．．．冷卻系統
101．．．收集池
102．．．補給水流
102a．．．鹼度流
102b．．．腐蝕性流
104．．．排熱器件
106．．．放水線路
110．．．管道
112．．．熱交換器
114．．．再循環管道
118．．．添加劑注入點
200．．．冷卻系統
202．．．控制器
204a-204g．．．與控制器通信
210．．．離子交換器件
210a、210b．．．離子交換器件
300．．．流程圖
302．．．表
304．．．WAC管柱
306．．．表
308．．．管柱
310．．．表
312．．．管道
314．．．冷卻單元
315．．．放水線路
316．．．表
402．．．旁路流
404．．．再循環流
406．．．鹼度源
408．．．注入管道
410a-410c．．．通信鏈路
圖1說明典型蒸發再循環冷卻水系統之示意圖。
圖2為表示本發明之一較佳具體實例之示意圖。
圖3展示由本發明方法在各個階段產生之水特徵之實施例。
圖4說明包括再循環流、旁路流及鹼度源之本發明之另一具體實例。
101．．．收集池
102．．．補給水流
102a．．．鹼度流
102b．．．腐蝕性流
104．．．排熱器件
106．．．放水線路
110．．．管道
112．．．熱交換器
114．．．再循環管道
118．．．添加劑注入點
202．．．控制器
204a-204g．．．與控制器通信
210a、210b．．．離子交換器件
Claims (14)
- 一種監測及控制一蒸發再循環冷卻水系統之方法，其中該系統包括包含一經再循環水流、一補給水源及一補給水流之組件，該方法包含：(a)一用於降低該補給水流中之硬度及鹼度的構件；(b)一用於在該步驟(a)構件處理後降低該補給水流之腐蝕性的構件；(c)一用於量測該補給水源、該補給水流及/或該經再循環水流之化學組成及/或效能特徵的構件；(d)一用於判定該所量測之化學組成及/或該(該等)所量測之效能特徵是否屬於最佳範圍的構件；及(e)一用於調整該系統之一或多個操作參數的構件。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其中該用於降低該補給水流中之硬度及鹼度的構件包括一離子交換器件。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其中該用於量測該補給水源、該補給水流之該化學組成及/或該(該等)效能特徵的構件包括一或多個與一控制器通信之感測器，及/或該等效能特徵係屬於最佳範圍。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其中該化學組成及/或該(該等)效能特徵係選自由以下者組成之群：pH值、傳導性、硬度、鹼度、腐蝕性、積垢趨勢及其組合。
- 一種監測及控制一蒸發再循環冷卻水系統之方法，其中該系統包括包含一經再循環水流、一補給水源、一補給水流、一可選添加劑源之組件及一與該等組件中之至少一者通信之控制器，該方法包含：(a)操作該蒸發再循環冷卻水系統；(b)量測該經再循環水流、該補給水流及/或該補給水源之一或多個特徵；(c)將該(該等)所量測特徵傳輸至該控制器；(d)判定該(該等)所量測特徵是否滿足預選標準；及(e)若該(該等)所量測特徵不滿足該預選標準，則：(i)啟動一或多個可操作以使來自該補給水源之該補給水流與離子交換材料接觸的器件，其中該離子交換材料可操作以調整該(該等)所量測特徵之子集，(ii)視情況啟動該添加劑源以向該蒸發再循環冷卻水系統中引入一或多種添加劑；及(iii)視情況啟動一或多個控制作用。
- 如申請專利範圍第5項之方法，其包括一在該離子交換材料之離子交換能力已降低時使該材料再生的構件。
- 如申請專利範圍第5項之方法，其包括複數種不同離子交換材料，各離子交換材料能夠與該補給水流個別地接觸。
- 如申請專利範圍第5項之方法，其中該離子交換材料係選自由以下材料組成之群：陽離子交換材料、弱酸陽離子交換材料、陰離子交換材料、弱鹼陰離子交換材料及其組合。
- 如申請專利範圍第5項之方法，其中該(該等)控制作用係選自由以下作用組成之群：控制一放水線路；調整進入該系統中之原水旁路流；調整添加劑注入該系統中或自該系統移除；調整CO2 或其他含碳物質添加或自該系統移除；使原水與補給水摻合；經由該添加劑源調整積垢、腐蝕及/或生物控制添加劑之劑量；及其組合。
- 如申請專利範圍第5項之方法，其包括經一網路操作該方法，其中該網路包括一或多個感測器、額外控制器、數位儲存媒體及/或通信構件。
- 如申請專利範圍第10項之方法，其中該網路為一網際網路。
- 一種數位儲存媒體，其上儲存有電腦可執行指令，該等指令可操作以執行如申請專利範圍第1項之方法。
- 一種用於操作一蒸發再循環冷卻水系統之裝置，其中該系統包括包含一經再循環水流、一補給水源、一補給水流及一控制器之組件，該裝置包含：(a)一與該控制器通信之監測器件，該監測器件可操作以量測該經再循環水流、該補給水流及/或該補給水源之一或多個特徵；(b)一與該控制器通信且可操作以將該(該等)所量測特徵自該監測器件傳輸至該控制器的傳輸器件，該控制器可操作以執行判定該(該等)所量測特徵是否滿足預選標準之指令且可操作以起始將指令或資料傳輸至該系統中之任何組件或器件；(c)一與該控制器通信且可操作以接收來自該系統中之任何組件或器件之傳輸指令或資料的接收器件；(d)一與該控制器通信之離子交換器件，該離子交換器件包括離子交換材料且能夠經由自該控制器接收之傳輸指令啟動以使該補給水流與該離子交換材料接觸，其中該離子交換器件可操作以調整該(該等)特徵之子集；(e)視情況一可操作以調整該經再循環冷卻水流中之一或多種添加劑含量的添加劑源；及(f)視情況一或多個用於啟動一或多個控制作用之機構。
- 如申請專利範圍第13項之裝置，其中該離子交換器件包括複數種不同離子交換材料，各材料能夠個別地啟動且與該補給水流接觸。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12/116,677 US20090277841A1 (en) | 2008-05-07 | 2008-05-07 | Method for minimizing corrosion, scale, and water consumption in cooling tower systems |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW200946910A TW200946910A (en) | 2009-11-16 |
| TWI518323B true TWI518323B (zh) | 2016-01-21 |
Family
ID=40934862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW098110384A TWI518323B (zh) | 2008-05-07 | 2009-03-30 | 用於使冷卻塔系統中之腐蝕、積垢及水耗損最小化之方法 |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20090277841A1 (zh) |
| EP (1) | EP2294015A1 (zh) |
| JP (1) | JP5591224B2 (zh) |
| KR (1) | KR101492675B1 (zh) |
| CN (1) | CN102026921B (zh) |
| AR (1) | AR071752A1 (zh) |
| AU (1) | AU2009244243B2 (zh) |
| CA (1) | CA2730920A1 (zh) |
| MY (1) | MY153865A (zh) |
| NZ (1) | NZ588964A (zh) |
| RU (1) | RU2501738C2 (zh) |
| TW (1) | TWI518323B (zh) |
| WO (1) | WO2009137636A1 (zh) |
| ZA (1) | ZA201007798B (zh) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8153010B2 (en) * | 2009-01-12 | 2012-04-10 | American Air Liquide, Inc. | Method to inhibit scale formation in cooling circuits using carbon dioxide |
| US10260761B2 (en) | 2010-05-18 | 2019-04-16 | Energy & Environmental Research Center Foundation | Heat dissipation systems with hygroscopic working fluid |
| US10845067B2 (en) * | 2010-05-18 | 2020-11-24 | Energy & Enviornmental Research Center | Hygroscopic cooling tower for waste water disposal |
| JP2012098011A (ja) * | 2010-11-05 | 2012-05-24 | Osakafu Keisatsu Kyokai Osaka Keisatsu Byoin | 冷却塔 |
| CN102167455B (zh) * | 2011-03-08 | 2012-08-22 | 北京科净源科技股份有限公司 | 循环水系统水处理工艺的构建方法 |
| JP5895626B2 (ja) * | 2012-03-15 | 2016-03-30 | 三浦工業株式会社 | 水処理システム |
| CN102681452B (zh) * | 2012-05-18 | 2014-05-28 | 河北省电力公司电力科学研究院 | 一种循环水系统控制方法 |
| EP2754644A1 (en) * | 2013-01-15 | 2014-07-16 | Voltea B.V. | Evaporative recirculation cooling water system, method of operating an evaporative recirculation cooling water system and a method of operating a water deionizing system |
| CN103130358B (zh) * | 2013-03-15 | 2014-09-10 | 中冶建筑研究总院有限公司 | 一种钢渣热闷循环水处理装备 |
| US10233102B2 (en) * | 2014-01-03 | 2019-03-19 | Solenis Technologies, L.P. | Device and method for controlling deposit formation |
| EP3215251B1 (en) * | 2014-11-05 | 2021-03-03 | Wellspring Water Technologies, LLC | Device for improving the chemical and physical properties of water and methods of using same |
| CN107250123B (zh) * | 2014-12-12 | 2021-06-15 | 威尔迪亚有限责任公司 | 用于将纤维素转化为呋喃产物的方法 |
| CA2989452C (en) * | 2015-06-23 | 2020-06-02 | Trojan Technologies | Process and device for the treatment of a fluid containing a contaminant |
| WO2018098350A1 (en) * | 2016-11-23 | 2018-05-31 | Atlantis Technologies | Water treatment system and methods using radial deionization |
| CN107089730A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-08-25 | 湖北新洋丰肥业股份有限公司 | 一种用于循环水系统的防结垢方法 |
| EP3361205B1 (en) * | 2017-02-08 | 2020-06-17 | HS Marston Aerospace Limited | Heat exchanger monitoring system |
| MX2020003005A (es) | 2017-09-19 | 2020-08-03 | Ecolab Usa Inc | Sistema de monitoreo y control de agua de enfriamiento. |
| JP6442581B1 (ja) * | 2017-09-27 | 2018-12-19 | 株式会社レイケン | 水処理装置、水処理システム及び冷却システム |
| EP3707457B1 (en) * | 2017-11-10 | 2022-09-28 | Ecolab USA, Inc. | Cooling water monitoring and control method |
| US11866350B1 (en) * | 2019-04-11 | 2024-01-09 | ApHinity, Inc. | Water filtration system with waste water treatment |
| CN112062221A (zh) * | 2020-10-10 | 2020-12-11 | 武汉恩孚水务有限公司 | 一种水冷却系统防垢、阻垢装置及工艺 |
| EP4015460A1 (en) * | 2020-12-18 | 2022-06-22 | Grundfos Holding A/S | A control system and method for suppressing biological growth, scale formation and/or corrosion in a recirculating evaporative cooling facility |
| CN113087223A (zh) * | 2021-05-06 | 2021-07-09 | 广东汇众环境科技股份有限公司 | 一级离子交换复床加盐调整ph值及碱度工艺 |
Family Cites Families (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2807582A (en) * | 1954-04-05 | 1957-09-24 | Cochrane Corp | Method and apparatus for water treatment |
| US3111485A (en) * | 1960-11-30 | 1963-11-19 | Rohm & Haas | Regenerating mixed bed ion exchangers in fluid deionizing process |
| US3359199A (en) * | 1964-12-28 | 1967-12-19 | Nalco Chemical Co | Process for demineralization of polar liquids, especially water |
| US3420773A (en) * | 1966-03-03 | 1969-01-07 | Ionics | Treatment of water |
| US3458438A (en) * | 1966-03-09 | 1969-07-29 | Crane Co | Method and apparatus for water treatment |
| US3382169A (en) * | 1966-04-04 | 1968-05-07 | Illinois Water Treat Co | Process for deionizing aqueous solutions |
| MTP667B (en) * | 1969-07-12 | 1971-03-22 | Consiglio Nazionale Ricerche | A process for the de-inization of aqueous saline salations |
| US3805880A (en) * | 1972-04-24 | 1974-04-23 | Allied Chem | Circulating cooling system |
| US4049772A (en) * | 1974-11-18 | 1977-09-20 | Tokico, Ltd. | Process for the recovery of chromic acid solution from waste water containing chromate ions |
| US4145281A (en) * | 1976-12-20 | 1979-03-20 | Monsanto Company | Water purification process |
| US4235715A (en) * | 1979-02-16 | 1980-11-25 | Water Refining Company, Inc. | Process for removing alkalinity and hardness from waters |
| SU939396A1 (ru) * | 1980-04-29 | 1982-06-30 | Азербайджанский Инженерно-Строительный Институт | Способ ум гчени воды дл обессоливани и подпитки теплосети |
| US4532045A (en) * | 1982-07-07 | 1985-07-30 | Waterscience, Inc. | Bleed-off elimination system and method |
| ATE46283T1 (de) * | 1987-04-11 | 1989-09-15 | Kernforschungsz Karlsruhe | Verfahren zur entfernung von schwermetallund/oder alkalimetall-kationen aus waessrigen loesungen mit ionenaustauschermaterial. |
| JPH089030B2 (ja) * | 1987-12-21 | 1996-01-31 | 三菱電機株式会社 | イオン交換樹脂による水のｐＨ制御方法 |
| US4931187A (en) * | 1989-02-07 | 1990-06-05 | Klenzoid, Inc. | Cooling tower system |
| US5703879A (en) | 1991-08-02 | 1997-12-30 | Gpt Limited | ATM switching arrangement |
| JP3358216B2 (ja) | 1992-11-27 | 2002-12-16 | 栗田工業株式会社 | 水系の金属の腐食抑制方法 |
| JPH08281722A (ja) * | 1995-04-18 | 1996-10-29 | Kao Corp | モールド成型物及びその製造方法 |
| JP3646385B2 (ja) | 1995-12-27 | 2005-05-11 | 栗田工業株式会社 | 水系の金属の腐食抑制方法 |
| US5730879A (en) * | 1996-07-01 | 1998-03-24 | World Laboratories, Ltd. | Process for conditioning recirculated evaporative cooling water |
| JP3944932B2 (ja) * | 1997-01-09 | 2007-07-18 | 栗田工業株式会社 | 水系の防食方法 |
| JPH1119687A (ja) * | 1997-07-07 | 1999-01-26 | Kurita Water Ind Ltd | 水系におけるスケールの付着防止方法 |
| RU2199492C2 (ru) * | 2000-01-11 | 2003-02-27 | Альянов Михаил Иванович | Устройство для непрерывной переработки морской воды с выделением из нее обессоленной воды, водорода, кислорода, металлов и других соединений, разделитель ионов для разделения морской воды магнитным полем на обессоленную воду, анолит и католит, отделитель-нейтрализатор для отделения гидратной оболочки от ионов и нейтрализации на них электрических зарядов и генератор водорода |
| JP2001327994A (ja) * | 2000-05-23 | 2001-11-27 | Kurita Water Ind Ltd | 開放循環冷却水の処理装置 |
| US7169297B2 (en) * | 2002-07-15 | 2007-01-30 | Magnesium Elektron, Inc. | pH adjuster-based system for treating liquids |
| US6746609B2 (en) * | 2002-08-21 | 2004-06-08 | Berile B. Stander | Cooling tower water treatment |
| JP4310731B2 (ja) * | 2003-06-10 | 2009-08-12 | 栗田工業株式会社 | 水処理方法 |
| US6929749B2 (en) * | 2004-01-09 | 2005-08-16 | Water & Enviro Tech Company, Inc. | Cooling water scale and corrosion inhibition |
| US7157008B2 (en) * | 2004-05-05 | 2007-01-02 | Samuel Rupert Owens | Apparatus and process for water conditioning |
| JP4346589B2 (ja) * | 2005-07-28 | 2009-10-21 | 日本錬水株式会社 | 濃度管理方法、冷却塔装置、および濃度管理システム |
| US7942270B2 (en) * | 2006-02-16 | 2011-05-17 | Nalco Company | Fatty acid by-products and methods of using same |
| US7837891B2 (en) * | 2006-02-16 | 2010-11-23 | Nalco Company | Fatty acid by-products and methods of using same |
| JP2007303690A (ja) * | 2006-05-08 | 2007-11-22 | Miura Co Ltd | 冷却塔の運転方法 |
| US9056784B2 (en) * | 2006-09-19 | 2015-06-16 | Ken V. Pandya | High efficiency water-softening process |
| WO2008150541A1 (en) * | 2007-06-04 | 2008-12-11 | Schwartzel David T | Aqueous treatment apparatus utilizing precursor materials and ultrasonics to generate customized oxidation-reduction-reactant chemistry environments in electrochemical cells and/or similar devices |
-
2008
- 2008-05-07 US US12/116,677 patent/US20090277841A1/en not_active Abandoned
-
2009
- 2009-03-30 TW TW098110384A patent/TWI518323B/zh active
- 2009-05-07 AR ARP090101660A patent/AR071752A1/es unknown
- 2009-05-07 CN CN2009801165390A patent/CN102026921B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2009-05-07 KR KR1020107024978A patent/KR101492675B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2009-05-07 MY MYPI2010005195A patent/MY153865A/en unknown
- 2009-05-07 AU AU2009244243A patent/AU2009244243B2/en not_active Ceased
- 2009-05-07 EP EP09743622A patent/EP2294015A1/en not_active Withdrawn
- 2009-05-07 NZ NZ588964A patent/NZ588964A/xx not_active IP Right Cessation
- 2009-05-07 CA CA2730920A patent/CA2730920A1/en not_active Abandoned
- 2009-05-07 WO PCT/US2009/043066 patent/WO2009137636A1/en active Application Filing
- 2009-05-07 JP JP2011508647A patent/JP5591224B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2009-05-07 RU RU2010150103/05A patent/RU2501738C2/ru active
-
2010
- 2010-10-29 ZA ZA2010/07798A patent/ZA201007798B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2730920A1 (en) | 2009-11-12 |
| KR20110018306A (ko) | 2011-02-23 |
| ZA201007798B (en) | 2011-08-31 |
| JP5591224B2 (ja) | 2014-09-17 |
| WO2009137636A1 (en) | 2009-11-12 |
| TW200946910A (en) | 2009-11-16 |
| EP2294015A1 (en) | 2011-03-16 |
| AU2009244243A1 (en) | 2009-11-12 |
| NZ588964A (en) | 2012-11-30 |
| CN102026921A (zh) | 2011-04-20 |
| JP2011523010A (ja) | 2011-08-04 |
| RU2501738C2 (ru) | 2013-12-20 |
| MY153865A (en) | 2015-03-31 |
| US20090277841A1 (en) | 2009-11-12 |
| RU2010150103A (ru) | 2012-06-20 |
| KR101492675B1 (ko) | 2015-02-12 |
| CN102026921B (zh) | 2013-10-23 |
| AU2009244243B2 (en) | 2013-11-07 |
| AR071752A1 (es) | 2010-07-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI518323B (zh) | 用於使冷卻塔系統中之腐蝕、積垢及水耗損最小化之方法 | |
| US4532045A (en) | Bleed-off elimination system and method | |
| US20150027890A1 (en) | Performance enhancement of electrochemical deionization devices by pre-treatment with cation exchange resins | |
| EP2754644A1 (en) | Evaporative recirculation cooling water system, method of operating an evaporative recirculation cooling water system and a method of operating a water deionizing system | |
| US9061924B2 (en) | Method and apparatus for reducing the mineral scaling potential of water used in a heated appliance | |
| US6746609B2 (en) | Cooling tower water treatment | |
| JPH10192836A (ja) | 水系の防食方法 | |
| BR112021003175A2 (pt) | métodos e sistemas para o tratamento da água contendo fosfogesso | |
| JP4789017B2 (ja) | フッ素含有排水の処理方法及び装置 | |
| US11008230B2 (en) | Exchange based-water treatment | |
| JP2022015198A (ja) | 硬度含有水の処理方法及び硬度含有水の処理装置 | |
| JP2011020012A (ja) | ボイラ水系のｐＨ調整方法及びｐＨ調整装置。 | |
| KR101681151B1 (ko) | 입상 알칼리제를 활용한 물의 부식성 개선 시스템 및 방법 | |
| Stetter et al. | Pilot scale studies on the removal of trace metal contaminations in drinking water treatment using chelating ion-exchange resins | |
| WO2013151618A2 (en) | Hybrid softener | |
| CN108914135B (zh) | 一种酸洗液和酸洗方法 | |
| JP2003320392A (ja) | スケール防止方法及びスケール防止装置 | |
| RU2516169C1 (ru) | Система для охлаждения конвертерного газа | |
| KR101150898B1 (ko) | 쿨링 타워 농축배수 재활용 장치 및 그 방법 | |
| RU2706321C2 (ru) | Способ и устройство для обработки водных растворов | |
| McGarvey et al. | Weak-Base Anion Exchange Resins for Domestic Water Conditioning | |
| JPH04322785A (ja) | 原水中の硝酸イオンの除去方法 | |
| Campbell et al. | A Case Study of Integrated Cheese Plant Water Reuse Using Membrane Technologies | |
| JP2017202442A (ja) | 水処理システム及び水処理方法 | |
| JPH0141392B2 (zh) |