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CN121038880A - 超低流量干燥剂空气调节系统装置和方法 - Google Patents

超低流量干燥剂空气调节系统装置和方法

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Publication number
CN121038880A
CN121038880A CN202480022490.7A CN202480022490A CN121038880A CN 121038880 A CN121038880 A CN 121038880A CN 202480022490 A CN202480022490 A CN 202480022490A CN 121038880 A CN121038880 A CN 121038880A
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid desiccant
desorber
flow rate
mass flow
conduit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202480022490.7A
Other languages
English (en)
Inventor
菲利普·法雷塞
R·埃尔曼
K·托伊沃拉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mohave Energy Systems Co
Original Assignee
Mohave Energy Systems Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mohave Energy Systems Co filed Critical Mohave Energy Systems Co
Priority claimed from PCT/US2024/023423 external-priority patent/WO2024211820A2/en
Publication of CN121038880A publication Critical patent/CN121038880A/zh
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

本文描述了用于调节空气流的系统和方法。在一些实施例中,一种系统可包含吸收器和解吸器。所述吸收器被配置成接收包含处于第一水分浓度的水分的供应空气流且将其暴露于液体干燥剂,以从所述供应空气流去除水分且产生经调节空气流。所述解吸器被配置成以第一质量流率接收再生流以及所述液体干燥剂的来自所述吸收器且具有处于第一重量百分比的至少一种盐的至少一部分。所述解吸器包含发射器阵列,所述发射器阵列被配置成以第二质量流率将所述液体干燥剂的所述部分引导到解吸器介质,以促进从所述液体干燥剂的所述部分去除水分且产生具有处于第二重量百分比的所述至少一种盐的经浓缩液体干燥剂。

Description

超低流量干燥剂空气调节系统装置和方法
相关申请交叉引用
本申请要求2023年4月7日提交的名称为“超低流量干燥剂空气调节系统和方法(Ultra Low Flow Desiccant Air Conditioning Systems and Methods)”的美国临时专利申请序列号63/457,984的权益,所述专利申请的公开内容以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本公开大体上涉及加热、通风和空气调节(HVAC)系统,且更具体来说,涉及使用超低流量的液体干燥剂来去除水分和调节空气流(air stream)的空气调节系统。
背景技术
加热、通风和空气调节(HVAC)系统在夏季期间提供建筑物空间的冷却和除湿,且在冬季期间提供这种空间的加热和加湿。这些系统通常在新鲜空气与再循环空气的任何组合上操作。建筑物,特别是商业建筑物,需要一定量的新鲜外部空气通风,以防止居住者暴露于由建筑物和装饰材料中存在的过量CO2、挥发性有机物和其它污染物引起的不良空气质量。通风新鲜外部空气的加热、冷却、加湿和/或除湿(通常称为通风空气的调节)可能是建筑物中一次能源消耗的主要来源。举例来说,美国能源信息署(EIA)估计,在2020年,由美国住宅和商业部门用于冷却建筑物内部(空间冷却)的电力用量约为3920亿千瓦时(kWh),这等于2020年美国总电力消耗的约10%。因此,需要开发减少用于加热和冷却建筑物的电力和化石燃料用量的空气调节系统。
发明内容
本文中描述了用于通风、加热、冷却和/或调节建筑物空间的系统、装置和方法。在一些实施例中,一种系统包括:外壳和分配器组件。外壳包含内部容积和气体入口端口。气体入口端口被配置成接收气体且以第一质量流率引导气体跨越安置在外壳的内部容积内的介质床。分配器组件包含导管和发射器阵列。导管耦合到外壳且被配置成接收液体干燥剂,所述液体干燥剂包含水和处于按重量计第一盐浓度的盐。发射器阵列沿着导管安置,其中来自发射器阵列的每个发射器被配置成以第二质量流率将液体干燥剂分发到介质床,使得液体干燥剂(1)润湿介质床,以在液体干燥剂与气体之间转移水,以及(2)经由出口端口离开外壳。选择第一质量流率以使得当气体利用以第二质量流率分发的液体干燥剂转移水时,出口端口处的液体干燥剂再生且包含处于按重量计第二盐浓度的盐,第二盐浓度大于第一盐浓度。
其它实施例涉及一种利用解吸器再生液体干燥剂的方法。解吸器包含:外壳,其界定内部容积;以及分配器组件,其包含导管和沿着导管安置的发射器阵列。所述方法包括以第一质量流率引导气体跨越安置在外壳的内部容积内的介质床,所述气体具有预定温度和湿度。所述方法进一步包括在导管处接收液体干燥剂,其中液体干燥剂包含水和处于按重量计第一盐浓度的盐。所述方法进一步包括:通过发射器阵列中的每个发射器以第二质量流率将液体干燥剂分发到介质床,使得液体干燥剂润湿介质床,且水从液体干燥剂转移到气体;以及在分发之后,经由出口端口将液体干燥剂引导出外壳。选择第一质量流率以使得当水利用以第二质量流率分发的液体干燥剂转移到气体时,出口端口处的液体干燥剂再生且包含处于按重量计第二盐浓度的盐,第二盐浓度大于第一盐浓度。
在另一实施例中,一种方法涉及利用解吸器再生液体干燥剂。解吸器包含介质床和分配器组件。所述方法包括在分配器组件处接收具有按重量计第一盐浓度的液体干燥剂。所述方法进一步包括:以液体干燥剂质量流率将液体干燥剂的多个束流分发到介质床;以及当正在分发液体干燥剂时,使气体以气体质量流率流过介质床,使得水从液体干燥剂转移到气体,气体质量流率是液体干燥剂质量流率的至少约20倍。所述方法进一步包括在解吸器的出口端口处收集液体干燥剂,其中出口端口处的液体干燥剂具有按重量计第二盐浓度,第二盐浓度大于第一盐浓度。
在一些实施例中,一种系统可包含吸收器单元和解吸器单元。吸收器单元可包括吸收器气体入口、吸收器入口端口和吸收器出口端口。吸收器气体入口可被配置成接收供应空气流的流,其中供应空气流包含处于第一水分浓度的水分。吸收器入口端口可被配置成接收液体干燥剂的流且将液体干燥剂的流引导到安置在吸收器内的吸收器介质床。吸收器介质床可被配置成将供应空气流暴露于液体干燥剂,以从供应空气流去除水分且产生经调节空气流。吸收器气体出口端口可被配置成在液体干燥剂暴露于供应流之后收集所述液体干燥剂。解吸器单元可包括解吸器气体入口、分配器组件和解吸器出口端口。解吸器气体入口可被配置成以第一质量流率值接收再生流的流。分配器组件可包含流体耦合到吸收器出口端口的导管,导管被配置成从吸收器接收液体干燥剂的至少一部分;液体干燥剂的所述部分包含处于第一重量百分比的至少一种盐。分配器组件还可包含沿着导管安置的发射器阵列,来自发射器阵列的每个发射器被配置成以第二质量流率值将液体干燥剂的所述部分引导到安置在解吸器内的解吸器介质床,解吸器介质床被配置成将液体干燥剂的所述部分暴露于再生流,以从液体干燥剂的所述部分去除水分且产生经浓缩液体干燥剂。解吸器出口端口被配置成将经浓缩液体干燥剂引导到吸收器入口端口,经浓缩液体干燥剂包含处于第二重量百分比的至少一种盐。
在一些实施例中,一种设备可包含外壳和分配器组件。外壳可包含内部容积和气体入口端口。气体入口端口可被配置成接收再生气体且以第一质量流率引导再生气体跨越安置在外壳的内部容积内的介质床。分配器组件可包含耦合到外壳的导管,导管被配置成接收液体干燥剂,所述液体干燥剂包含水和处于按重量计第一浓度的盐。分配器组件还可包含沿着导管安置的发射器阵列,来自发射器阵列的每个发射器被配置成以第二质量流率将液体干燥剂分发到介质床,使得液体干燥剂(1)润湿介质床,以将水转移到再生气体,以及(2)经由出口端口离开外壳,其中第一质量流率是第二质量流率的至少约30倍,且出口端口处的液体干燥剂包含处于第二重量浓度的盐,第二浓度大于第一浓度。
附图说明
图1为根据实施例的超低流量液体干燥剂空气调节系统的流程图。
图2为展示输送到过程空气流的热量(例如,由液体干燥剂输送到吸收器的热)的表,所述热量以W表述且表述为冷却容量的百分比和加热再生空气流以再生干燥剂所需的热量。
图3为根据实施例的用于液体干燥剂的再生的解吸器单元的示意性图示透视图。
图4为根据实施例的用于液体干燥剂的再生的解吸器单元的示意性图示透视图。
图5为根据实施例的分配器组件中所包含的发射器的横截面图示意性图示。
图6为根据实施例的分配器组件中所包含的发射器的横截面图示意性图示。
图7为根据实施例的分配器组件的发射器阵列的横截面图示意性图示。
图8为显示针对两种不同介质床和两种不同流率记录的介质床的有效性随发射器阵列的密度而变化的曲线图。
图9为显示对于具有四个不同间距的发射器阵列,液体干燥剂携带量(以万亿分之一为单位)随气流速度而变化的曲线图。
图10为根据实施例的图3中所展示的解吸器单元的一部分的横截面侧视图,其显示沟槽设计以容纳解吸器单元的分配器组件。
图11为根据实施例的图3中所展示的解吸器单元的一部分的横截面侧视图,其显示沟槽设计以容纳解吸器单元的分配器组件。
具体实施方式
常规HVAC系统用于住宅和/或商业建筑物中的空气的调节和除湿。HVAC使用蒸发器冷却盘管对空气流进行除湿,所述蒸发器冷却盘管降低空气流的温度且使水分冷凝在冷却盘管的翅片和/或其它热交换表面上。离开冷却盘管的空气流相对冷(例如,离开冷却盘管的空气可具有约50至55℉的温度)且具有高相对湿度(例如,90%到100%RH相对湿度)。直接使用这些空气流进行空间调节可能导致霉菌形成和建筑物空间过冷。因此,常规系统重新加热空气流以增加空气流温度且减小其相对湿度。由于水的潜热较大,因此使用冷却盘管通过冷凝从空气流去除水分是一个能量密集型过程。此外,使用热交换器重新加热空气流会产生额外的能量需求,且因此降低和/或限制HVAC系统的能量效率。
常规HVAC系统的替代方法包含使用液体干燥剂从空气去除水和/或水分的液体干燥剂技术(例如,LD技术)。液体干燥剂由于其吸湿性质而可从气体流吸收水。液体干燥剂可暴露于包括水和/或水分的气体流,且水和/或水分可转移和/或吸收于液体干燥剂中。液体干燥剂材料可包含各种物质和/或溶液,诸如以下的水性(或非水性)溶液:氯化物物种(例如,氯化钠、氯化钙、氯化钴、氯化镁、氯化钾和/或氯化氢)、碘化物物种(例如,碘化钠、碘化钾和/或碘化氢、三碘化氮、四碘化碳等)、氟化氯、溴代甲烷、硝酸盐物种、聚乙二醇和乙二醇以及各种盐和其它材料。氯化锂(LiCl)是常用的液体干燥剂,因为其成本低且具有期望性质(包含其吸收和解吸水的能力),以及在各种浓度和操作条件下,其具有稳定的液体形式而不形成结晶相。与常规HVAC系统不同,经由液体干燥剂从空气和/或其它气体流去除水和/或水分不需要冷却空气和/或其它气体流以冷凝其水和/或水分(且因此,不涉及来自冷却水和/或水分的大潜热负荷)。实情为,液体干燥剂材料的吸湿性质在热力学上有利于水和/或水分从空气和/或其它气体流转移到液体干燥剂。因此,液体干燥剂可用于从空气去除水和/或水分,而不涉及对具有冷却盘管的常规HVAC系统的高能量需求。尽管液体干燥剂具有优势,但使用其调节空气流可能涉及潜在挑战,诸如腐蚀性和空气传播(airborne)倾向,从而导致附近的金属组件具有相当大的腐蚀风险。减少液体干燥剂的损失或干燥剂携带量的方法包含利用过滤器对经调节空气流进行后处理。尽管安装过滤器以调节空气流可减少液体干燥剂的损失或干燥剂携带量,但其实施会增加使空气移动通过过滤器的额外能量需求,从而导致总体能量效率降低。另外,过滤器的使用可能会引入相当大的维护成本。
液体干燥剂空气调节系统包含用于借助于液体干燥剂来处理进入的空气流的第一子系统(通常称为吸收器、空气处理和/或空气调节器)。液体干燥剂空气调节系统还可包含用于在液体干燥剂已执行其除湿功能之后再生液体干燥剂的第二子系统(称为解吸器和/或再生器)。液体干燥剂的再生通常涉及在干燥剂已在吸收器中使用之后以某种方式从干燥剂去除过量的水。从干燥剂去除过量的水会在液体干燥剂中产生更高浓度的干燥剂材料,其可重新部署在吸收器上。液体干燥剂的再生可以数种方式执行。举例来说,可使用热再生器或电化学再生器或电化学解吸器(ECD)来再生液体干燥剂。热再生器使用单级或多级热沸解吸器、双向热解吸器和/或三向热膜解吸器,所述解吸器使用从能量交换器(例如,来自压缩机的废热源)预热的二次空气流来提供从液体干燥剂去除水和/或水分所需的能量。在双向系统中,空气和液体干燥剂是流经能量交换器的唯一流体。在三向系统中,引入额外的冷却剂以吸收用于空气除湿的热和/或添加用于空气加湿的热。电化学解吸器(ECD)使用电源以通过驱动离子干燥剂溶液中的离子通过离子交换膜来将干燥剂溶液分离成较高浓度和较低浓度的干燥剂流。一般而言,ECD包含多个分离阶段,从而允许ECD实现非常高浓度的再生的液体干燥剂,例如浓度从20%增加到31%通常是可能的。更常规的双向液体干燥剂系统可实现大致0.3%到0.5%的浓度改善。已展示三向液体干燥剂系统实现1.5%到2.5%的浓度增加。
不管用于再生液体干燥剂的具体方法如何,从系统的空气处理侧流向再生侧的液体干燥剂的量都是系统可获得的总体能量节省的重要因素。在再生期间在液体干燥剂中产生低浓度增加的解吸器和/或再生器通常需要大的干燥剂流率来实现从给定空气流去除水分。这些大的液体干燥剂流率具有两个不利影响。首先,由于液体干燥剂必须在再生之后从解吸器转移到吸收器以用于处理进入的空气流(airstream),因此液体干燥剂将输送与(1)液体干燥剂流率和(2)吸收器与解吸器之间的温度差两者成比例的热量。在产生低浓度差且使用高流率的解吸器的情况下,此热输送将显著降低系统效率。系统效率的此降低可能很大,使得需要安置在吸收器/解吸器环路之间的干燥剂到干燥剂热交换器:一个会增加复杂性、故障点、设备成本和维护问题的解决方案。其次,由于再生过程需要预热二次空气流(例如,再生空气流),因此使用大的干燥剂流率会增加系统的再生侧的热负荷,从而导致总体能量消耗较高且系统效率降低。相反,在液体干燥剂中产生高浓度增加的解吸器和/或再生器并不需要使用大的干燥剂流率来实现从空气流去除水分。因此,在再生侧上使用超低干燥剂流率可减少系统的热/能量负荷,从而导致能量效率提高。举例来说,如图2中所展示,在使用较大的干燥剂再生流率,诸如10,000mL/min的情况下,突出显示这两个不利影响:(1)当热从再生带到过程空气流时,存在约9%(6,601W)的冷却损失;以及(2)对系统存在24kW的高热需求以加热2,807CFM的气流(airflow),热负荷足够高,使得许多系统在许多条件下可能没有足够的热可用于再生。相比之下,将此降低到超低干燥剂流率范围(诸如1,000mL/min)通过将效率损失降低到660W(通常为0.9%)和17kW的热需求来解决这些问题。在一些实施例中,本文中所公开的系统可包含再生的液体干燥剂,所述再生的液体干燥剂可将热输送和/或传递到过程空气流(例如,经调节气流),其中所输送热不超过约2kW、不超过约1.5kW、不超过约1.0kW、不超过约0.9kW、不超过约0.8kW、不超过约0.7kW、不超过约0.6kW、不超过约0.5kW、不超过约0.4kW、不超过约0.3kW、不超过约0.2kW、不超过约0.1kW或不超过约0.05kW(包含其间的所有值和范围)。任选地和/或替代地,在一些实施例中,本文中所公开的系统可包含再生的液体干燥剂,所述再生的液体干燥剂可将热输送和/或传递到过程空气流(例如,经调节气流),其中所输送热表示不超过约5%、不超过约4%、不超过约3%、不超过约2%、不超过约1%、不超过约0.75%、不超过约0.5%、不超过约0.25%、不超过约0.1%或不超过0.05%(包含其间的所有值和范围)的系统冷却容量的百分比。
液体干燥剂的流率是影响解吸器的有效性的许多因素之一。当离开解吸器的干燥剂与再生空气流(例如,在逆流配置的情况下与进入解吸器的空气)达到平衡时,满足解吸器在给定温度和干燥剂浓度下可获得的最大有效性。在这些条件下,解吸器的有效性可被分配数值1.0。对于其中离开解吸器的干燥剂未与再生空气流达到平衡的解吸器,有效性可被分配0与1.0之间的数值,所述数值与离开解吸器的干燥剂与再生空气流达到平衡的接近程度成比例。解吸器的有效性将取决于再生空气流的温度和湿度,但设计解吸器以优化有效性可使用适当的一个或多个再生气流条件,其表示例如典型情况、最坏情况和/或任何合适的各种特征情况。在给定流率下,任何解吸器的有效性都将取决于解吸器的数种设计选择,包含例如材料选择和/或与再生空气流的相互作用路径的高度/长度。对于给定的设计条件,将介质床的长度延伸25%、50%或100%可在给定流率和发射器密度下使有效性分别增加10%到25%、20%到45%和40%到90%。类似地,对于给定的长度和发射器密度,使流率增加25%、50%和100%可使有效性分别增加8%到18%、16%到36%和33%到71%。在一些实施例中,可选择解吸器的高度和/或长度以提供至少约40%的有效性、至少约45%的有效性、至少约50%的有效性、至少约55%的有效性、至少约60%的有效性、至少约65%的有效性、至少约70%的有效性、至少约75%的有效性、至少约80%的有效性、至少约85%的有效性、至少约90%的有效性或至少约95%的有效性(包含其间的所有值和范围)。
低流率和/或超低流率的液体干燥剂的使用(特别是在系统的再生侧中)对最大化有效性提出了重大挑战,诸如实现低体积流量的液体干燥剂在解吸器中所包含的接触介质上的有效分配(例如,将少量液体干燥剂分散在解吸器中所包含的所有接触介质上,以产生均匀和/或均一浓度的液体干燥剂)。液体干燥剂在接触介质上的均匀分配促进了热和质量转移过程的发生,这最终提高了再生器的有效性,从而允许所述再生器从相当大部分的液体干燥剂去除水分且将所述液体干燥剂转移到再生流。为了实现液体干燥剂在解吸器的接触介质上的均匀(或大致均匀)分配,本文中所公开的系统和装置可并有多个滴注发射器(例如,也称为发射器),所述滴注发射器被设计成分发、发射均匀且受控量的液体干燥剂(例如,受控流率)和/或使所述液体干燥剂流动。这些发射器被设计成以相同或非常类似的流率分发和/或发射液体干燥剂。发射器可安置在解吸器内的套管、管、通道和/或导管上,以将液体干燥剂递送到接触介质。由于流体几乎不可压缩,因此这提出了以下要求:发射器的入口和所述发射器的出口之间的压降必须远大于液体干燥剂(1)在进入导管时的压降和(2)在导管中从导管的入口行进、在发射器之间行进且行进到最后一个发射器时的压降(例如,跨越导管的压降)两者。以此方式,一系列发射器中的第一发射器与最后一个发射器的入口之间的压力差比所述系列中的每个发射器的发射器入口与出口之间的压降小得多。在一些实施例中,跨越一系列发射器中的发射器的压降的比率等于具有最高压力入口的发射器与具有最低压力入口的发射器之间的压降的两倍、三倍或大于三倍。在一些实施例中,这两个发射器(例如,具有最高压力入口的发射器和具有最低压力入口的发射器)之间的压降可为约1psi、3psi、6psi、9psi或12psi。发射器的入口与出口之间的压降可为约1psi、5psi、10psi或大于10psi。在一些实施例中,从其中安置有一系列发射器的导管的入口到所述导管中的最远发射器的压力必须足够低,以允许最终发射器处的入口的压力等于或超出跨越所述发射器的压降。
低流率和/或超低流率的使用还可能引入与由于再生流上的携带而引起的液体干燥剂损失相关联的挑战。分配在解吸器的接触介质上的相对少量的液体干燥剂可通过再生空气流从解吸器物理地去除。更具体来说,使用常规液体歧管分配低流率和/或超低流率的液体干燥剂可能会导致形成液体干燥剂液滴(例如,液体干燥剂溅射)。这些液滴在空气中传播,且由再生流从解吸器中拾取和/或携带,从而导致系统中的液体干燥剂损失以及相当大的腐蚀问题。防止此携带需要谨慎地对发射器和介质床系统的各种特性进行工程改造的。这包含例如:发射器的选择和放置(即,每平方米横截面面积的密度);由每个发射器分配的干燥剂的量和所得干燥剂流速;用于构造介质床的材料;介质床的几何形状;和/或发射器与介质床之间的界面的设计,包含发射器与介质床之间的距离以及发射器嵌入于介质床中的程度。
在一些实施例中,用于构造介质床的材料可选择为纤维素,而在其它实施例中,其可为玻璃纤维。在一些实施例中,用于构造介质床的材料可为聚合物。在一些实施例中,用于构造介质床的材料可为本文中所公开的材料的任何合适的组合。介质床可具有任何合适的大小和形状。举例来说,在一些实施例中,介质床可为由正方形或矩形横截面区域和长度界定(从而形成立方体或矩形棱柱形状)的三维形状。在一些实施例中,介质床可为由多边形横截面区域和长度界定(从而形成多面体形状)的三维形状。在一些实施例中,介质床可为由圆形横截面和长度界定(此形成圆柱体)的三维形状。在一些实施例中,液体干燥剂和再生空气流可以逆流配置安置。在一些实施例中,液体干燥剂和再生空气流可以交叉流配置安置。逆流配置增加解吸器的有效性,而交叉流通常将允许再生气流具有不太曲折的路径,因此降低移动再生空气所需的能量。在一些实施例中,发射器安置在导管上,其中导管搁置在介质床上(例如,带有发射器的导管与介质床物理接触)。在一些实施例中,发射器安置在导管上,其中导管安置在距介质床预定距离处。在一些实施例中,此距离可以是导管直径的至少约1/10、导管直径的至少约1/8、导管直径的至少约1/6、导管直径的至少约1/4、导管直径的至少约1/2或至少约等于导管直径(包含其间的所有范围和值)。在一些实施例中,发射器直接放置在介质床中的沟槽中。在一些实施例中,将发射器放置在凹坑(crenulation)中。这些沟槽和/或凹坑可具有各种大小和/或深度,包含液体干燥剂承载导管的直径的一半、全直径、直径的两倍或大于直径的两倍。在一些实施例中,介质床的额外层可放置在导管和发射器、沟槽和/或凹坑上方,如图11中所展示。
如本说明书和/或本文中所包含的任何权利要求中所使用,除非上下文另外明确规定,否则单数形式“一(a)”、“一(an)”和“所述(the)”包含复数指代物。因此,例如,术语“一部件”旨在意指单个部件或部件的组合,“一材料”旨在意指一种或多种材料等。
如本文中所使用,参考一个或多个元素的列表的短语“至少一个”应理解为意指选自元素列表中的任何一个或多个元素的至少一个元素,但不一定包含在元素列表内具体列出的每个和每一元素中的至少一个,而不排除元素列表中的元素的任何组合。此定义还允许除在短语“至少一个”所指的元素列表内具体标识的元素外,还可任选地存在元素,无论与具体标识的这些元素相关还是不相关。因此,作为非限制性实例,在一个实施方案中,“A和B中的至少一个”(或等效地,“A或B中的至少一个”,或等效地“A和/或B中的至少一个”)可指任选地包含多于一个A,不存在B(且任选地包含除B以外的元素)的至少一个;在另一实施方案中,可指任选地包含多于一个B,不存在A(且任选地包含除A以外的元素)的至少一个;在又另一实施方案中,可指任选地包含多于一个A的至少一个,以及任选地包含多于一个B(以及任选地包含其它元素)的至少一个;等。
如本文中所使用,术语“集合”可指多个特征或具有多个部分的单个特征。举例来说,当参考一组壁时,所述一组壁可被视为具有多个部分的一个壁,或所述一组壁可被视为多个不同的壁。因此,整体构造的物品可包含一组壁。这一组壁可包含彼此连续或不连续的多个部分。一组壁也可由单独生产且稍后接合在一起(例如,通过焊接、粘合剂或任何合适的方法)的多个物品制成。
如本文中所使用,当与一个或多个所陈述值和/或一个或多个几何结构或一个或多个关系结合使用时,术语“约”、“大致”和/或“大体上”旨在传达如此定义的值或特性名义上是所陈述的值或所描述的特性。在一些情况下,术语“约”、“大致”和/或“大体上”通常可意指和/或通常可考虑在期望公差内陈述的值或特性(例如,所陈述的值或特性的正负10%)。举例来说,约0.01的值可包含0.009和0.011,约0.5的值可包含0.45和0.55,约10的值可包含9到11,且约1000的值可包含900到1100。类似地,当表面名义上平行时,第一表面可被描述为大体上平行于第二表面。虽然所陈述的值、结构和/或关系可能是期望的,但应理解,由于例如制造公差或其它实际考虑(诸如例如,通过装置、导管、管腔的一部分施加的压力或力等),可能会发生一些变化。因此,可在本文中使用术语“约”、“近似”和/或“大体上”来考虑这类公差和/或考虑。
图1展示根据实施例的用于调节和除湿空气的超低流量液体干燥剂空气调节系统100的示意性图示。超低流量液体干燥剂空气调节系统100(在本文中也可称为超低流量LD系统100,或系统1000)包含吸收器110和包括分配器组件140的解吸器130。吸收器110可接收供应气流10,所述供应气流可为环境空气的束流(stream)和/或流(flow),和/或含有需要除湿和/或调节的水分的任何合适的空气流。吸收器110可通过将供应气流10(或如果系统包含如本文进一步描述的任选热交换器160,则为供应气流10a)暴露于液体干燥剂流(图1中未展示)来从供应气流10去除水和/或水分。液体干燥剂流可为含有一种或多种盐的液体溶液,所述一种或多种盐可吸收水和/或水分。供应气流10暴露于液体干燥剂流(例如,使供应气流10与液体干燥剂流接触)导致供应气流10中所包含的水和/或水分被转移和/或吸收在液体干燥剂流上,从而产生低水分的经调节气流11。吸收供应气流10中存在的水和/或水分降低了液体干燥剂流中的盐的浓度,从而产生需要再生的经稀释液体干燥剂流。在一些实施方案中,经稀释干燥剂流的第一部分(portion)和/或部分(fraction)可再循环回到吸收器110,而经稀释干燥剂流的第二部分(portion)和/或部分(fraction)被发送到解吸器130以进行再生(例如,图1中所展示的经稀释液体干燥剂14)。图1还展示解吸器130可接收再生流12且将再生流12(或如果系统包含如本文进一步公开的任选热交换器150,则为再生流12a)暴露于经稀释液体干燥剂14,以去除经稀释液体干燥剂14中存在的过量水和/或水分。再生流12可为环境空气流,和/或可从液体干燥剂去除水和/或水分的任何合适的再生气体流。解吸器130包含分配器组件140,所述分配器组件将超低流率的经稀释液体干燥剂14分发、引导和/或分配到解吸器130中以接触再生流12。使经稀释液体干燥剂14与再生流12接触使得经稀释液体干燥剂14中存在的水和/或水分从经稀释液体干燥剂14转移和/或解吸且进入再生流12中。水和/或水分的转移产生经浓缩液体干燥剂15和排气流13,如图1中所展示。排气流13被排放到环境,而经浓缩液体干燥剂15可再循环回到吸收器110,在所述吸收器中,所述经浓缩液体干燥剂可包含在液体干燥剂流中以从供应气流10去除水和/或水分。以此方式,超低流量LD系统100可使干燥剂在吸收器110与解吸器13之间的环路中流动,在所述环路中,经稀释液体干燥剂14在从供应气流10(或供应气流10a)去除水分之后从吸收器110发送到解吸器130以供再生,且经浓缩液体干燥剂15(在利用再生流15去除水分之后在解吸器130处产生)发送回到吸收器110以处理供应气流10(或供应气流10a)。值得注意的是,在一些实施方案中,液体干燥剂的至少一部分可在吸收器110中再循环。在这类实施方案中,液体干燥剂的已与供应气流10(或供应气流10a)接触的第一部分可再循环到吸收器110以继续处理供应气流10,而液体干燥剂的第二部分(例如,经稀释液体干燥剂14)可分流到解吸器130以供再生。在解吸器130中从经稀释液体干燥剂14产生的经浓缩液体干燥剂15可发送回到吸收器110,在所述吸收器中,所述经浓缩液体干燥剂与液体干燥剂的经再循环的第一部分混合,从而产生用于去除供应气流10的水分的液体干燥剂流。
在一些实施方案中,从经稀释液体干燥剂14去除水和/或水分可能需要在再生流12进入解吸器130之前将所述再生流加热到预定温度。因此,在一些实施方案中,超低流量LD系统100可包含任选热交换器150。热交换器150可为任何合适的热交换器装置,其接收再生流12且将其加热到所要温度,从而产生再生流12a。再生流12a可进入和/或接收在解吸器130中;且暴露于经稀释液体干燥剂14以去除经稀释液体干燥剂14的水和/或水分;且产生经浓缩液体干燥剂15和排气流13。类似地,在一些实施方案中,在进入吸收器110以去除水和/或水分之前,供应气流10可能需要冷却步骤。在这类实施方案中,超低流量LD系统100可包含任选热交换器160。热交换器160可为类似于热交换器150的任何合适的热交换器装置,其接收供应气流10且将其加热到所要温度,从而产生供应气流10a。供应气流10a可进入和/或接收在吸收器110中;且暴露于液体干燥剂流以从供应气流10a去除水和/或水分;从而产生经调节气流11和经稀释液体干燥剂14,如上文所描述。值得注意的是,尽管超低流量LD系统100包含用以冷却供应气流的热交换器160,但热交换器160并不被配置成充当用以从供应气流10去除水分的主要构件。替代地,热交换器160被设计成预调节供应气流以平衡由液体干燥剂中的水和/或水分的吸收产生的热。因此,热交换器160不具有常规HVAC系统的高能量需求。
吸收器110可为接收供应气流10(或供应气流10a)且提供液体/气体界面的任何合适的组件,所述液体/气体界面允许将供应气流暴露于液体干燥剂以从供应气流10(或供应气流10a)去除水和/或水分。吸收器110可包含外壳、多个入口端口和出口端口以及接触介质。吸收器110的外壳可为任何合适的罩壳,其界定用于容纳吸收器110的一个或多个组件的至少一个内部容积和/或腔室。外壳可具有任何合适的大小和形状。举例来说,在一些实施方案中,外壳可为由长度和圆形横截面区域界定的圆柱形形状。在其它实施方案中,外壳可为由长度和合适的横截面区域界定的三维形状,诸如正方形、卵形、椭圆形、六边形、七边形、八边形或任何合适的多边形形状。在一些实施方案中,外壳可为被选择以最大化用于收纳和/或容纳吸收器110的接触介质和/或其它组件的内部容积,同时最小化吸收器110的覆盖区(例如,由吸收器110占用的外部面积和/或体积)的形状。吸收器110的外壳可由任何合适的材料制成,所述材料具有足够刚性且对由于暴露于液体干燥剂流和/或在供应气流10调节期间存在的其它物种而引起的降解具有抗性。举例来说,在一些实施方案中,吸收器110的外壳可由金属、金属合金、聚合物和/或复合材料制成和/或包含金属、金属合金、聚合物和/或复合材料,包含但不限于铁、镍钴、铝、钢、铜、铬、聚乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、玻璃纤维和/或任何其它合适的材料。在一些实施方案中,形成外壳的材料可涂布有保护涂层以减少非所要降解和/或腐蚀(例如,防腐蚀涂层),所述非所要降解和/或腐蚀可潜在地导致影响外壳的结构完整性或导致供应气流10、液体干燥剂、经调节气流11和/或接触介质随时间推移泄漏。
吸收器110可包含多个入口端口和出口端口,所述多个入口端口和出口端口被设计成接收供应气流10(或供应气流10a)和液体干燥剂流且使其在吸收器110中流动。在一些实施方案中,吸收器110可包含允许供应气流10(或供应气流10a)流动的至少一个气体入口端口和一个气体出口端口。吸收器110还可包含允许液体干燥剂流在吸收器110内流动的至少一个液体入口端口和一个液体出口端口。此外,在一些实施方案中,吸收器110还可包含多个入口端口和出口端口(辅助端口)以用于使调节供应气流所需的任何合适数目个辅助流(例如,制冷剂流、冷却剂流、冷冻水流等)流动。在一些实施方案中,吸收器110还可包含促进供应气流10和液体干燥剂流在外壳内流动的任何额外组件和/或附件,诸如例如阀、配件、接头、耦合器衍生物、分裂器、仪表、传感器等。
如上文所公开,吸收器110还可包含用于促进供应气流10(或供应气流10a)与液体干燥剂流的接触的接触介质。接触介质可安置在由外壳界定的至少一个内部容积、腔室和/或隔室中。接触介质可为和/或包含任何合适的蒸气/液体质量输送单元操作组件,诸如例如,一个或多个填充床、托盘塔、喷雾塔、鼓泡塔、膜等。在一些实施方案中,接触介质(亦称为介质床)可由填充材料制成,所述填充材料提供用于将水分从供应气流10(或供应气流10a)转移到液体干燥剂流的液体/气体界面。在一些实施方案中,接触介质可由例如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、玻璃纤维、纤维素或其它合适的传热与传质材料和/或吸湿性材料制成。在一些实施方案中,接触介质可为任何随机和/或规整填料(例如,拉西环(raschigring)、填料等)纤维素,其被设计成均匀地分配液体干燥剂流,从而将所述液体干燥剂流暴露于气流(例如,供应气流10或10a)。填充材料可为形成为垫、圆柱体或其它形状的编织物。
吸收器110可将供应气流10(或供应气流10a)暴露于液体干燥剂流,以将水分从气流10(或供应气流10a)转移到干燥剂流,从而产生需要再生的经稀释液体干燥剂流。吸收器110可被配置成将经稀释干燥剂流的第一部分(portion)和/或部分(fraction)再循环到吸收器,且将经稀释液体干燥剂流的第二(portion)和/或部分(fraction)分流和/或发送到解吸器130以供再生(例如,图1中所展示的经稀释液体干燥剂14)。在一些实施方案中,发送到解吸器130以供再生的经稀释液体干燥剂14(表述为用于在吸收器110中从供应气流去除水分的经稀释液体干燥剂流的百分比)可低至约1%、约2%、约3%、约4%、约5%、约6%、约7%、约8%、约9%、约10%、约15%、约18%、约20%、约25%、约30%、约35%、约40%、约50%、约60%、约70%、约75%(包含其间的所有值和范围)。
解吸器130可为接收经稀释液体干燥剂14且提供液体/气体界面的任何合适的组件,所述液体/气体界面用以将经稀释液体干燥剂14暴露于再生流15且从经稀释液体干燥剂14去除水和/或水分(例如,重新调节液体干燥剂以供在吸收器110中进一步处理)。解吸器130可包含外壳、多个入口端口和出口端口、分配器组件140和接触介质。解吸器130的外壳可与吸收器110的外壳类似和/或相同。举例来说,解吸器130的外壳可为任何合适的罩壳,其界定用于容纳解吸器130的一个或多个组件的至少一个内部容积和/或腔室。外壳可具有任何合适的大小和形状。举例来说,在一些实施方案中,外壳可为由长度和圆形横截面区域界定的圆柱形形状。在其它实施方案中,外壳可为由长度和合适的横截面区域界定的三维形状,诸如正方形、卵形、椭圆形、六边形、七边形、八边形或任何合适的多边形形状。在一些实施方案中,外壳可为被选择以最大化用于收纳和/或容纳解吸器130的分配器组件、接触介质和/或其它组件的内部容积,同时最小化解吸器130的覆盖区(例如,由解吸器130占用的外部面积和/或体积)的形状。解吸器130的外壳可由任何合适的材料制成,所述材料具有足够刚性且对由于暴露于液体干燥剂流和/或在经稀释液体干燥剂14调节期间存在的其它物种而引起的降解具有抗性。举例来说,在一些实施方案中,解吸器130的外壳可由金属、金属合金、聚合物和/或复合材料制成和/或包含金属、金属合金、聚合物和/或复合材料,包含但不限于铁、镍、钴、铝、钢、铜、铬、聚乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、玻璃纤维和/或任何其它合适的材料。在一些实施方案中,形成外壳的材料可涂布有保护涂层以减少非所要降解和/或腐蚀(例如,防腐蚀涂层),所述非所要降解和/或腐蚀可潜在地导致影响外壳的结构完整性或导致液体干燥剂14、经浓缩液体干燥剂15、再生流、废气流和/或接触介质随时间推移泄漏。
解吸器130可包含多个入口端口和出口端口,所述多个入口端口和出口端口被设计成接收再生流12(或再生流12a)以及经稀释液体干燥剂14且使其在解吸器130内流动。在一些实施方案中,解吸器130可包含允许再生流12(或再生流12a)在解吸器130内流动的至少一个气体入口端口和一个气体出口端口。解吸器130还可包含允许液体干燥剂流在解吸器130内流动的至少一个液体入口端口和一个液体出口端口。在一些实施方案中,解吸器130可包含液体入口端口,所述液体入口端口被配置成接收经稀释液体干燥剂14且将经稀释液体干燥剂14输送到分配器组件140。在其它实施方案中,分配器组件140可直接耦合到吸收器110的液体出口端口以接收经稀释液体干燥剂14(例如,分配器组件140流体耦合到吸收器110的液体出口端口)。解吸器130还可包含液体出口端口,所述液体出口端口允许经浓缩液体干燥剂15从解吸器130流向吸收器110,如图1中所展示。在一些实施方案中,解吸器130还可包含多个入口端口和出口端口(辅助端口)以用于使再生经稀释液体干燥剂14所需的任何合适数目个辅助流(例如,蒸汽、加热气体流、加热流体等)流动。
在一些实施方案中,解吸器130的气体入口端口和气体出口端口、液体入口端口和液体出口端口以及辅助端口可直接安置和/或耦合到解吸器130的外壳的表面。在一些实施方案中,解吸器130的气体入口端口和气体出口端口、液体入口端口和液体出口端口和/或辅助端口可包含和/或安置在歧管上。歧管可在任何合适的位置耦合到解吸器130的外壳。在分配器组件140直接耦合到吸收器110的液体出口端口以接收经稀释液体干燥剂14且使所述经稀释液体干燥剂流动的一些实施方案中,解吸器130的歧管可被设定大小且被配置成接收再生流12(或再生流12a)且使其在解吸器130内流动。歧管还可包含至少一个液体出口端口,所述至少一个液体出口端口流体耦合到吸收器110以将在解吸器130中产生的经浓缩液体干燥剂15发送和/或引导回到吸收器110。替代地,在解吸器130包含液体入口端口的一些实施方案中,歧管可包含这一液体入口端口,所述液体入口端口被配置成接收经稀释液体干燥剂14且将经稀释液体干燥剂14输送到分配器组件140。如上文所描述,歧管还可包含用于使再生经稀释液体干燥剂14所需的辅助流流动的任何合适数目个辅助端口。在一些实施方案中,辅助端口可安置在单独的歧管上。在一些实施方案中,解吸器130还可包含促进再生流12(或再生流12a)和经稀释液体干燥剂14在外壳内流动的任何额外组件和/或附件,诸如例如阀、配件、接头、耦合器衍生物、分裂器、仪表、传感器等。
分配器组件140为任何合适的组件,所述组件从吸收器110接收经稀释液体干燥剂14且将超低流量的经稀释液体干燥剂14发射、引导、流动、分配和/或分发到解吸器130的接触介质以供再生。如上文所公开,在调节系统中,尤其在调节系统的再生侧上使用低和/或超低液体干燥剂流率可减小系统的热/能量负荷,从而导致能量效率提高。然而,使用低或超低流率的液体干燥剂带来了重大挑战,诸如跨越吸收器/再生器分配缓慢流动的液体干燥剂以允许有效和高效的水分去除;以及防止或最小化液体干燥剂携带到空气流中以规避和/或防止腐蚀问题。分配器组件140可通过确保连续且均匀地递送足以润湿和/或浸渍解吸器130中的大部分和/或大体上所有接触介质的精确控制的超低流率的经稀释液体干燥剂14来解决所有这些挑战。
分配器组件140促进发射、引导、流动、分配和/或分发精确控制流率的经稀释液体干燥剂14,而与由各种因素引起的变化和/或改变无关,所述各种因素包含例如超低LD系统100的吸收器110和/或任何其它组件中的流体动力压力的波动、由经稀释液体干燥剂14的温度或经稀释液体干燥剂14中存在的至少一种干燥剂盐的浓度的变化引起的经稀释液体干燥剂14的粘度的大变化和/或梯度。分配器组件140允许微调经稀释液体干燥剂14的流率,使得足以润湿和/或浸渍解吸器130中的大部分和/或大体上所有接触介质(例如,实现液体干燥剂的有效分配)。分配器组件140还允许分发液体干燥剂,同时减少、最小化和/或防止干燥剂携带到再生流12中(例如,归因于溅射和/或溢出)。
分配器组件140可包含入口、导管和一个或多个发射器或压力补偿发射器。入口可被配置成从吸收器接收液体干燥剂的流,诸如图1中所展示的经稀释液体干燥剂14。在一些实施例中,分配器140的入口可流体耦合到吸收器110的至少一个液体出口端口以接收经稀释液体干燥剂(例如,经稀释液体干燥剂14)。在一些实施方案中,分配器组件140的入口可安置在解吸器130的歧管上。在其它实施方案中,分配器组件140的入口可为独立的(例如,不耦合和/或固定到歧管)。分配器组件140的入口与导管流体耦合或流体连通。分配器组件140的导管可为套管、软管、管道、管线、管,其可用于从吸收器110接收经稀释液体干燥剂14且使其流动。导管可由任何合适的材料制成,所述材料对由于暴露于经稀释液体干燥剂14的一种或多种高腐蚀性组分而引起的降解具有足够抗性。举例来说,在一些实施方案中,导管可由金属、金属合金、聚合物和/或复合材料制成和/或包含金属、金属合金、聚合物和/或复合材料,包含但不限于铁、镍、钴、铝、钢、铜、铬、聚乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、玻璃纤维等。在一些实施方案中,导管可涂布有保护涂层以减少非所要降解和/或腐蚀(例如,防腐蚀涂层)。在一些实施方案中,分配器组件140的导管可为柔性材料(例如,可弯曲和/或重新成形的材料,诸如塑料软管或套管)。在其它实施方案中,分配器组件140的导管可为由金属、聚合物、金属氧化物和/或其组合制成的刚性管和/或管道。
分配器组件140(且更具体来说,分配器组件140的导管)可安置在解吸器130的任何合适的部分和/或区段上。在一些实施例中,分配器组件140在解吸器上的特定布置(例如,在解吸器内的位置、几何形状、尺寸等)可能会对系统减少、最小化和/或防止液体干燥剂的携带的能力具有影响。在一些实施方案中,分配器组件140的导管可安置在解吸器130的端部分上。更具体来说,在一些实施例中,分配器组件140的导管可安置在解吸器130的顶端部分上,所述顶端部分远离地面和/或其上安置有超低LD系统的水平表面定位(例如,与所述地面和/或所述水平表面相对)。在一些实施方案中,分配器组件140的导管可安置在解吸器130的底端部分上,所述底端部分邻近于地面和/或其中安置有超低LD系统的水平表面定位。在一些实施方案中,分配器组件140的导管可安置在解吸器130的多个区和/或部分中。举例来说,分配器组件140的导管可具有安置在解吸器130的底端部分上的第一部分和/或区段、在解吸器130内安置在第一部分和/或区段上方且以距第一部分和/或区段预定距离堆叠的多个部分。举例来说,多个部分可以预定距离(例如,距离“A”)连续堆叠在第一部分和/或区段上方。也就是说,从解吸器130的底部开始,导管的每个部分每隔“A”长度堆叠。在又其它实施方案中,分配器组件140的导管可以随机布置、图案和/或分布安置在解吸器130内。在一些实施方案中,分配器组件140的导管可为单管、套管、软管、管道、管线、管,其包括两个相对端部分:耦合到分配器组件140的入口的第一端部分和被密封的第二端部分。在一些实施方案中,分配器组件140的导管可为耦合到入口的闭环。在其它实施方案中,导管可包括以并联/串联配置分布在解吸器130内的多个区段(例如,衍生物和/或分支),如本文中进一步所描述。
分配器组件140的发射器或压力补偿发射器可为一个或多个装置和/或结构,其允许以超低流率o将经稀释液体干燥剂14的一个或多个束流从导管发射、引导、流动、分配和/或分发到解吸器130的接触介质。发射器或压力补偿发射器(其也可称为“滴注发射器”和/或“发射器”)可为和/或包含根据预定布置和/或布局安置在分配器组件140的导管上的一个或多个孔口。发射器的预定布置和/或布局有助于分配超低流量的经稀释液体干燥剂14,以湿润和/或浸渍解吸器130中的大部分和/或大体上所有接触介质,如本文中进一步所描述。
分配器组件140允许将超低流率的经稀释液体干燥剂14从导管发射、引导、流动、分配和/或分发到解吸器130的接触介质。在一些实施方案中,经稀释液体干燥剂14的超低流率可比再生流12(或再生流12a)的流率小预定倍数。换句话说,再生流12(或再生流12a)可以比由分配器组件140发射、引导、流动、分配和/或分发的经稀释液体干燥剂14的质量流率值大预定倍数的质量流率值流动。举例来说,在一些实施方案中,再生流12(或再生流12a)的质量流率值可比由分配器组件140分发的经稀释液体干燥剂14的质量流率值大以下预定倍数:至少约30倍、约40倍、约50倍、约60倍、约70倍、约80倍、约90倍、约100倍、约110倍、约120倍、约130倍、约140倍或约150倍(包含其间的所有值和范围)。
如上文所描述,在超低流率的经稀释液体干燥剂14下利用再生流12去除经稀释液体干燥剂14的水分(例如,再生)可能会导致经稀释液体干燥剂14中存在的至少一种盐的浓度发生大变化。举例来说,在一些实施方案中,经稀释液体干燥剂14(或进入再生器130的经稀释液体干燥剂流)中存在的盐的浓度可为以重量百分比(wt.%)为单位的第一盐浓度,而经浓缩液体干燥剂15中存在的所述盐的浓度可为以重量百分比(wt.%)为单位的第二盐浓度。在一些实施例中,第一盐浓度与第二盐浓度之间的差为至少约2.0wt.%、约3.0wt.%、约3.5wt.%、约4.0wt.%、约4.5wt.%、约5.0wt.%、约5.5wt.%、约6wt.%、约6.5wt.%、约7.0wt.%、约7.5wt.%、约8.0wt.%、约8.5wt.%、约9.0wt.%、约9.5wt.%、约10wt.%、约11wt.%、约12wt.%、约13wt.%、约14wt.%或约15wt.%(包含其间的所有值和范围)。
如上文所公开,解吸器130还可包含用于促进再生流12(或再生流12a)与经稀释液体干燥剂14的接触的接触介质。解吸器130的接触介质可安置在由解吸器130的外壳界定的至少一个内部容积、腔室和/或隔室中。接触介质可为和/或包含任何合适的蒸气/液体质量输送单元操作组件,诸如例如,一个或多个填充床、托盘塔、喷雾塔、鼓泡塔、膜等。在一些实施方案中,接触介质(亦称为介质床)可由填充材料制成,所述填充材料提供用于将水分从经稀释液体干燥剂14转移到再生流12(或再生流12a)的液体/气体界面。在一些实施方案中,接触介质可由例如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、玻璃纤维、纤维素或其它合适的传热与传质材料和/或吸湿性材料制成。在一些实施方案中,接触介质可为任何随机和/或规整填料(例如,拉西环、填料等)纤维素,其被设计成均匀地分配液体干燥剂流,从而将所述液体干燥剂流暴露于气流(例如,供应气流10或10a)。填充材料可为形成为垫、圆柱体或其它形状的编织物。在一些实施例中,经浓缩液体干燥剂15可具有与进入解吸器130的再生流12(或再生流12a)接近平衡的温度和湿度比(在吸收器130的液体出口端口处以kg水/kg束流或kg/kg测量)。在其它实施例中,经浓缩液体干燥剂15可具有接近进入解吸器130的再生流12(或再生流12a)的温度和湿度比(相差2C和0.002kg/kg内)的温度和湿度比(在吸收器130的液体出口端口处测量)。在又其它实施例中,经浓缩液体干燥剂15可具有接近进入解吸器130的再生流12(或再生流12a)的温度和湿度比(相差5C和0.005kg/kg内)的温度和水蒸气压力(在吸收器130的液体出口端口处测量)。
热交换器150可为被配置成将热传递至再生流12以产生再生流12a的任何合适的热交换装置和/或组件。热交换器150可包含被配置成将热添加到再生流12的冷凝盘管。经加热再生流12a可接着进入解吸器130,以加热经稀释液体干燥剂14且在解吸器液体/空气界面处将水分从经稀释液体干燥剂14转移到经加热再生流12a两者。热交换器150可为将热(诸如电热、燃气热、太阳能热、地热、冷凝盘管等)提供到解吸器130的任何有用的热源单元操作。在一些实施例中,进入解吸器130以再生液体干燥剂14的再生流12a可在至少约65℉、至少约80℉、至少约90℉、至少约95℉、至少约100℉、至少约110℉、至少约120℉或至少约130℉(包含其中的所有值和范围)的预定温度下流动。在一些实施例中,进入解吸器130以再生液体干燥剂14的再生流12a可在预定温度和/或预定湿度下流动。举例来说,在一些实施例中,进入解吸器130的再生流12a可在不超过约0.050、不超过约0.040、不超过约0.030、不超过约0.025、不超过约0.020、不超过约0.015、不超过约0.010或不超过约0.005(包含其间的所有值和范围)的预定湿度(以kg水含量/kg气体为单位)下流动。
热交换器160可为被配置成从供应气流10转移热以产生经冷却供应气流10a的任何合适的热交换装置和/或组件。热交换器160可为从吸收器110去除热的任何有用的散热器单元操作。例如,热交换器160可为制冷剂-空气冷凝盘管、冷冻水盘管、蒸发冷却器等。经冷却供应气流10a可接着进入吸收器110以暴露于液体干燥剂流,如上文所描述。
图2展示显示使用低流量或超低流量干燥剂速率的优点的表。图2中的第一列展示以无量纲单位表述的空气质量流量与干燥剂质量流量的典型比率。第二列展示以mL/min为单位的再生所需的液体干燥剂流率;在2,000mL/min下的速率可被视为低或超低流率。在图2中的第二和第三列中表明使用低或超低流率的第一优点。由于所述干燥剂必须输送到相对较冷的吸收器以进行水分收集,因此其将热输送到经调节空气(例如,输送到过程空气流的热)。在第二列中展示以瓦特表述的所得热流,同时在第三列中展示对系统效率的影响:对于低流量和超低流量干燥剂系统,所输送的热和所得效率损失低得多。在图2中的第四和第五列中概述第二优点。再生干燥剂既需要一定量的空气以吸收和输送走由干燥剂排斥的水分,又需要一定量的热来加热空气和液体干燥剂两者。第四列展示以立方英尺/分钟(CFM)为单位的所需要的气流速率,同时第五列展示在空气开始于例如70华氏度的情况下完成再生所需的热。低或超低流量干燥剂需要较低气流和较少热的优点在这此表中容易地显而易见。值得注意的是,许多干燥剂系统在各种工作条件下缺乏足够的热进行再生:低流量和超低流量干燥剂系统克服了此显著限制。在一些实施例中,本文中所描述的系统和装置可被配置成使超低流率的液体干燥剂流动,使得所述系统将再生液体干燥剂所需的热量最小化为不超过约50kW,不超过约40kW、不超过约30kW、不超过约20kW、不超过约18kW、不超过约16kW、不超过约14kW、不超过约12kW、不超过约10kW、不超过约8kW、不超过约6kW、不超过约4kW、不超过约2kW、不超过1kW或不超过0.5kW(包含其间的所有值和范围)。在一些实施例中,本文中所描述的系统和装置可被配置成使得液体干燥剂将热输送到过程空气流(例如,将热传递到供应气流),从而导致所述系统的效率降低不超过约5%,不超过约4%、不超过约3%、不超过约2%、不超过约1%、不超过约0.8%、不超过约0.6%、不超过约0.4%或不超过约0.2%(包含其中的所有值和范围)。
图3展示根据实施例的用于液体干燥剂的再生的解吸器230的示意性图示透视图。解吸器230可类似于上文所描述的解吸器130。举例来说,解吸器单元230可包含外壳231、分配器组件240和接触介质(图3中未展示),类似于上文参考超低流量LD系统100的解吸器130所描述的外壳、分配器组件140和接触介质。解吸器230的外壳231可为罩壳,其界定用于容纳解吸器230的一个或多个组件的至少一个内部容积和/或腔室。外壳231可具有任何合适的大小和形状。举例来说,在一些实施方案中,外壳231可为由长度和圆形横截面区域界定的圆柱形形状。在其它实施方案中,外壳231可为由长度和合适的横截面区域界定的三维形状,诸如正方形、卵形、椭圆形、六边形、七边形、八边形或任何合适的多边形形状。在一些实施方案中,外壳231可为被选择以最大化用于收纳和/或容纳解吸器230的分配器组件、接触介质和/或其它组件的内部容积,同时最小化解吸器230的覆盖区(例如,由解吸器230占用的外部面积和/或体积)的形状。解吸器230的外壳231可由任何合适的材料制成,所述材料具有足够刚性且对由于暴露于液体干燥剂流和/或在经稀释液体干燥剂调节期间存在的其它物种而引起的降解具有抗性。举例来说,在一些实施方案中,解吸器230的外壳可由金属、金属合金、聚合物和/或复合材料制成和/或包含金属、金属合金、聚合物和/或复合材料,包含但不限于铁、镍、钴、铝、钢、铜、铬、聚乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、玻璃纤维和/或任何其它合适的材料。在一些实施方案中,形成外壳231的材料可涂布有保护涂层以减少非所要降解和/或腐蚀(例如,防腐蚀涂层),所述非所要降解和/或腐蚀可潜在地导致影响外壳的结构完整性或导致液体干燥剂、接触介质和/或气体流泄漏。
分配器组件240可为任何合适的组件,所述组件被配置成从吸收器接收经稀释液体干燥剂且将超低流量的经稀释液体干燥剂发射、引导、流动、分配和/或分发到解吸器230的接触介质以供再生。图3展示分配器组件240安置在解吸器230的横截面区域上。分配器组件240可包含入口241、导管242和沿着导管242安置的多个发射器243。入口241可被配置成从吸收器接收液体干燥剂的流。在一些实施方案中,如图3中所展示,入口241可耦合到外壳231。在其它实施方案中,入口241可安置在解吸器230的歧管上。替代地,在一些实施方案中,入口241可为独立的(例如,不耦合和/或固定到歧管)。入口241与导管242流体耦合或流体连通。
分配器组件240的导管242可为套管、软管、管道、管线、管,其可用于从吸收器接收经稀释液体干燥剂且使其流动。导管242可由任何合适的材料制成,所述材料对由于暴露于经稀释液体干燥剂的一种或多种高腐蚀性组分而引起的降解具有足够抗性。举例来说,在一些实施方案中,导管可由金属、金属合金、聚合物和/或复合材料制成和/或包含金属、金属合金、聚合物和/或复合材料,包含但不限于铁、镍、钴、铝、钢、铜、铬、聚乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、玻璃纤维等。在一些实施方案中,导管242可涂布有保护涂层以减少非所要降解和/或腐蚀(例如,防腐蚀涂层)。在一些实施方案中,导管242可为和/或包含柔性材料(例如,可弯曲和/或重新成形的材料,诸如塑料软管或套管)。在其它实施方案中,导管242可为由金属、聚合物、金属氧化物和/或其组合制成的刚性管和/或管道。导管242包含根据任何合适的图案沿着解吸器230的横截面区域安置的单管。举例来说,如图3中所展示,导管242可根据沿着解吸器230的横截面区域分布的“s形”图案而安置。在其它实施例中,导管可根据其它合适的图案安置,诸如螺旋图案、波状图案、同心圆图案等。导管242包含沿着导管242的长度串联安置的多个发射器243。发射器243可相对于入口241安置在特定距离处,使得发射器将低流量和/或超低流量的液体干燥剂共同分配到解吸器中的接触介质。
图4展示根据实施例的用于液体干燥剂的再生的解吸器330的示意性图示透视图。解吸器330可类似于上文所描述的解吸器130和/或解吸器230。举例来说,解吸器单元330可包含外壳331、分配器组件340和接触介质(图4中未展示),类似于上文参考超低流量LD系统100的解吸器130所描述的外壳、分配器组件和接触介质。解吸器330的部分和/或方面可与上文参考图1所描述的解吸器130的部分和/或方面类似和/或大体上相同。因此,可不在本文中进一步详细描述这类类似部分和/或方面。图4展示分配器组件340安置在解吸器330的横截面区域上。分配器组件340包含入口341、导管342(例如,第一导管部分342a和第二导管部分342b)以及安置在第一导管部分342a和第二导管部分342b上的多个发射器343。入口341可被配置成从吸收器接收液体干燥剂的流。入口341与导管342流体耦合或流体连通。
分配器组件340的导管342可为多个套管、软管、管道、管线、管,其可用于从吸收器接收经稀释液体干燥剂且使其流动。导管342可由任何合适的材料制成,所述材料对由于暴露于经稀释液体干燥剂的一种或多种高腐蚀性组分而引起的降解具有足够抗性。举例来说,在一些实施方案中,导管可由金属、金属合金、聚合物和/或复合材料制成和/或包含金属、金属合金、聚合物和/或复合材料,包含但不限于铁、镍、钴、铝、钢、铜、铬、聚乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、玻璃纤维等。导管342可包含以并联配置安置的多个套管。如图4中所展示,导管342可包含流体耦合到主要套管和/或管线342c的第一导管部分342a和第二导管部分342b。第一导管部分342a和第二导管部分342b可以并联配置布置。在并联配置中,被接收在解吸器330中的液体干燥剂流的部分经由主要套管342c从入口341引导到第一导管部分342a,且被接收在解吸器330中的液体干燥剂的剩余流经由主要套管342c从入口341引导到第二导管部分342b。
图4展示入口341耦合到主要套管342c,使得被接收在解吸器340中的干燥剂的流被分裂成第一部分(portion)和/或部分(fraction)和第二(portion)和/或部分(fraction)。干燥剂流的第一部分由主要套管342c引导到第一导管部分342a。第一导管部分342a包含将液体干燥剂的流分配到解吸器330的接触介质中的一系列侧套管和/或管线。类似地,液体干燥剂的剩余流由主要套管342c引导到第二导管部分342b。第二导管部分342b包含将液体干燥剂流分配到解吸器330的接触介质中的一系列侧套管和/或管线。如图4中所展示,第一导管部分342a的侧套管可大体上平行于第二导管部分的侧套管安置,使得侧套管共同地实现液体干燥剂在解吸器330的接触介质上的有效分配。在一些实施例中,导管342可包含流体耦合到主要套管和/或管线的多个导管部分。在这类实施例中,多个导管部分可以任何合适的并联和/或串联配置布置,此允许实现液体干燥剂在包含于解吸器330中的接触介质上的有效分配。
图5展示根据实施例的包含于分配器组件440中的发射器443的横截面图示意性图示。发射器443可耦合到导管442,所述导管被配置成输送和/或引导在分配器组件440上接收的液体干燥剂。发射器443可为和/或包含任何合适的组件,所述组件被配置成在低和/或超低流率下递送经稀释液体干燥剂,从而确保在相当大范围的压力、温度和经稀释液体干燥剂中所包含的一种或多种盐的浓度内精确控制经稀释液体干燥剂。举例来说,发射器443可包含一个或多个组件,诸如壳体和/或壳446、滴注孔口444、滴注发射器445和分流器模块447。发射器440的壳体和/或壳446可为任何合适的罩壳,其界定用于容纳发射器443的其它组件的内部容积和/或腔室。发射器443的壳体和/或壳446具有任何合适的大小和形状。举例来说,在一些实施方案中,壳体446可为由大体上恒定的几何横截面区域和高度和/或深度界定的三维形状。横截面区域可为任何合适的2D几何形状,包含圆形、椭圆形、多边形等。替代地,横截面区域可为不规则形状。发射器(或多个发射器)443的壳体446可由任何合适的材料制成,所述材料具有足够刚性且对由于暴露于液体干燥剂和/或在经稀释液体干燥剂再生期间存在的任何物种而引起的降解具有抗性。举例来说,在一些实施方案中,壳体446可由金属、金属合金、聚合物和/或复合材料制成和/或包含金属、金属合金、聚合物和/或复合材料,包含但不限于铁、镍、钴、铝、钢、铜、铬、聚乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、玻璃纤维和/或任何其它合适的材料。在一些实施方案中,形成壳体446的材料可涂布有保护涂层以减少非所要降解和/或腐蚀(例如,防腐蚀涂层)。在一些实施方案中,发射器443可安置在导管442的外部表面上,如图5中所展示。
发射器443的壳体可包含至少一个滴注孔口444和至少一个滴注发射器445。滴注孔口444可为安置在发射器443的壳体的第一部分和/或表面上的开口、孔径、孔、狭槽、通风口、裂口、缝隙等。滴注孔口444将导管442与发射器443流体耦合,使得发射器443可在其壳体446内接收到经稀释液体干燥剂。滴注发射器445可为安置在发射器443的壳体的不同于第一部分的第二部分和/或表面上的开口、孔径、孔、狭槽、通风口、裂口、缝隙等。滴注发射器445可用于朝向解吸器中的接触介质引导、流动、分配和/或分发经稀释液体干燥剂的精确受控流。分流器模块447可以是为经稀释液体干燥剂从导管442到解吸器中的接触介质提供曲折路径的任何合适的组件。一旦达到某一临界入口压力,与导管442相比,发射器443的组件(例如,滴注孔口444、发射器孔口445和分流器模块447)共同地提供大体上恒定的流率和相对高的压降而与经稀释液体干燥剂压力无关。在临界压力以下,流率与入口压力成比例地增加。在临界压力以上,流率几乎恒定且与压力无关。
图6展示根据实施例的包含于分配器组件540中的发射器543的横截面图示意性图示。发射器543可耦合到导管542,所述导管被配置成输送和/或引导在分配器组件540上接收的液体干燥剂。发射器543可为和/或包含任何合适的组件,所述组件被配置成在低和/或超低流率下递送经稀释液体干燥剂,从而确保在相当大范围的压力、温度和经稀释液体干燥剂中所包含的一种或多种盐的浓度内精确控制经稀释液体干燥剂。举例来说,发射器543可包含一个或多个组件,诸如壳体和/或壳546、滴注孔口544、滴注发射器545和迷宫通路548。发射器540的壳体和/或壳546可为任何合适的罩壳,其界定用于容纳发射器543的其它组件的内部容积和/或腔室。发射器543的壳体和/或壳546具有任何合适的大小和形状。举例来说,在一些实施方案中,壳体546可为由大体上恒定的几何横截面区域和高度和/或深度界定的三维形状。横截面区域可为任何合适的2D几何形状,包含圆形、椭圆形、多边形等。替代地,横截面区域可为不规则形状。发射器(或多个发射器)543的壳体546可由任何合适的材料制成,所述材料具有足够刚性且对由于暴露于液体干燥剂和/或在经稀释液体干燥剂再生期间存在的任何物种而引起的降解具有抗性。举例来说,在一些实施方案中,壳体546可由金属、金属合金、聚合物和/或复合材料制成和/或包含金属、金属合金、聚合物和/或复合材料,包含但不限于铁、镍、钴、铝、钢、铜、铬、聚乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、玻璃纤维和/或任何其它合适的材料。在一些实施方案中,形成壳体546的材料可涂布有保护涂层以减少非所要降解和/或腐蚀(例如,防腐蚀涂层)。
发射器543的壳体可包含至少一个滴注孔口544和至少一个滴注发射器545。滴注孔口544可为安置在发射器543的壳体的第一部分和/或表面上的开口、孔径、孔、狭槽、通风口、裂口、缝隙等。滴注孔口544将导管542与发射器543流体耦合,使得发射器543可在其壳体546内接收到经稀释液体干燥剂。滴注发射器545可为安置在发射器543的壳体的不同于第一部分的第二部分和/或表面上的开口、孔径、孔、狭槽、通风口、裂口、缝隙等。滴注发射器545可用于朝向解吸器中的接触介质引导、流动、分配和/或分发经稀释液体干燥剂的精确受控流。迷宫通路548可以是为经稀释液体干燥剂从导管542到解吸器中的接触介质提供曲折路径的任何合适的路径。一旦达到某一临界入口压力,与导管542相比,发射器543的组件(例如,滴注孔口544、发射器孔口545和迷宫通路548)共同地提供大体上恒定的流率和相对高的压降而与经稀释液体干燥剂压力无关。在一些情况下,迷宫通路可为如图6中所展示折返的复杂路径,或可像呈现所需压降的单个直的、足够窄的通路(例如,孔)一样简单。在临界压力以下,流率与入口压力成比例地增加。在临界压力以上,流率几乎恒定且与压力无关。
图7展示安置在分配器组件640的导管642中的一系列发射器(643A)、(643B)和(643C)的部分横截面图示意性图示,所述导管用于将液体干燥剂输送到所述一系列发射器。干燥剂在入口(entrance)和/或入口(inlet)641处引入到导管642中,且通过一系列发射器643的孔口离开。导管642在一系列这类发射器643之后终止,因此迫使所有干燥剂通过一系列发射器(643A)、(643B)、(643C)离开导管642。
图8展示描绘在典型流率和介质床设计下再生器的有效性与发射器的有效间距密度的图表。对于每一流率和介质床设计,随着密度减小,有效性从可能的最大有效性(即,1.0的有效性)降低。有效性还取决于介质床设计。图8展示针对两种示例性介质床设计产生的曲线,其中在发射器间距相同时,在此处标记为“全高”的第一介质床比标记为“半高”的第二介质床更有效。第一介质床与第二介质床之间的有效性差异源于介质床材料的差异,诸如其亲水性、介质床的几何形状和/或介质床在干燥剂流方向上的长度。图8还展示在液体干燥剂流率不同时,相同的介质床将支持不同的有效性。在一些实施例中,导管可包含安置在导管上的发射器阵列,使得发射器的间距密度为至少约0.5个发射器/平方英尺、至少约1个发射器/平方英尺、至少约2个发射器/平方英尺、至少约3个发射器/平方英尺、至少约4个发射器/平方英尺、至少约5个发射器/平方英尺、至少约6个发射器/平方英尺、至少约7个发射器/平方英尺、至少约8个发射器/平方英尺、至少约9个发射器/平方英尺、至少约10个发射器/平方英尺、至少约12个发射器/平方英尺或至少约15个发射器/平方英尺(包含其间的所有值和范围)。在一些实施例中,选择解吸器中的液体干燥剂的流率以最大化解吸器的有效性。举例来说,在一些实施例中,可选择液体干燥剂的质量流率以使得解吸器的有效性为至少约40%、至少约45%、至少约50%、至少约55%、至少约60%、至少约65%、至少约70%、至少约75%、至少约80%、至少约85%、至少约90%或至少约95%(包含其间的所有值和范围)。
图9展示在各种干燥剂流率下质量流量的携带量(以万亿分之一为单位)与气流速度之间的关系。可通过减小气流速度将携带量减小到可接受水平。然而,减小气流速度将减少系统可处理的过程空气的量,因此可通过选择适当的干燥剂流率来最大化系统的有用性。随着每发射器的干燥剂流率减小,溅射量将增加,从而导致携带量增加,如每发射器低流率线所展示。可通过将每发射器的干燥剂流率增加到足够水平来减小携带量。可通过增加总干燥剂流率或减少发射器的数目(即,减小发射器间距密度)将每发射器的此速率增加到可接受水平。为了将总干燥剂流率保持在低或超低范围内,在一些情况下,通过增加每发射器的间距来减少发射器的数目来最好地实现此情况。然而,使发射器减少到过少将会增加每发射器的干燥剂流率,从而可能导致干燥剂的“喷射”,这继而可在射流与介质床碰撞时形成液滴,从而增加携带量,如“每发射器高流率”线中所展示。
图10示意性地展示根据实施例的解吸器730的一部分的横截面侧视图。解吸器730可类似于上文所描述的解吸器130、230和/或解吸器330。举例来说,解吸器单元730可包含外壳731、分配器组件(其包括带有多个发射器(图10中未展示)的导管742)和接触介质(图10中也未展示),类似于上文参考超低流量LD系统100的解吸器130所描述的外壳、分配器组件和接触介质。解吸器730的部分和/或方面可与上文参考图1所描述的解吸器130的部分和/或方面类似和/或大体上相同。因此,可不在本文中进一步详细描述这类类似部分和/或方面。图10示出通过“挖沟”或将发射器嵌入于解吸器730的介质床中的沟槽732中来减小携带可能性的概念。此实施例的一个重要概念包含最小化或消除发射器与介质床之间的任何空间,使得当干燥剂从发射器流动时,其结合到介质床而不会以液滴或气溶胶的形式夹杂(entrench)在空气流中。换句话说,可减小或最小化发射器与介质床之间的空间以增加或最大化干燥剂与介质床的结合,且减小或最小化可能以液滴、气溶胶等的形式夹杂在空气流中的干燥剂的量。
图11示意性地展示根据实施例的解吸器830的一部分的横截面侧视图。解吸器830可类似于上文所描述的解吸器130、230、330和/或解吸器730。举例来说,解吸器单元830可包含外壳831、包括导管842的分配器组件和接触介质(图11中未展示),类似于上文参考超低流量LD系统100的解吸器130所描述的外壳、分配器组件和接触介质。解吸器830的部分和/或方面可与上文参考图1所描述的解吸器130的部分和/或方面类似和/或大体上相同。因此,可不在本文中进一步详细描述这类类似部分和/或方面。图1示出将顶部介质床833添加到嵌入于沟槽832中的发射器以进一步减少携带的概念。以此方式围封发射器具有捕获在干燥剂从发射器过渡到介质床时形成的任何液滴或气溶胶的效果。
虽然上文已描述了各种实施例,但应理解,这些实施例仅借助于实例呈现且不加限制。虽然已具体地展示和描述了实施例,但应理解,可进行形式和细节的各种变化。在上文所描述的示意图和/或实施例指示某些组件以一定取向或位置布置的情况下,可修改组件的布置。尽管已将各种实施例描述为具有特定特征和/或组件的组合,但其它实施例也可能具有来自如上文所论述的任何实施例的任何特征和/或组件的组合。

Claims (68)

1.一种设备,其包括:
外壳,其包含内部容积和气体入口端口,所述气体入口端口被配置成接收气体且以第一质量流率引导所述气体跨越安置在所述外壳的所述内部容积内的介质床;以及
分配器组件,其包含:
导管,其耦合到所述外壳,所述导管被配置成接收液体干燥剂,所述液体干燥剂包含水和处于按重量计第一盐浓度的盐;以及
发射器阵列,其沿着所述导管安置,来自所述发射器阵列的每个发射器被配置成以第二质量流率将所述液体干燥剂分发到所述介质床,使得所述液体干燥剂(1)润湿所述介质床,以在所述液体干燥剂与所述气体之间转移水,以及(2)经由出口端口离开所述外壳;
其中选择所述第一质量流率以使得当所述气体利用以所述第二质量流率分发的所述液体干燥剂转移水时,所述出口端口处的所述液体干燥剂再生且包含处于按重量计第二盐浓度的所述盐,所述第二盐浓度大于所述第一盐浓度。
2.根据权利要求1所述的设备,其中所述设备为被配置成可操作地并入到液体干燥剂系统中的解吸器,所述液体干燥剂在经由所述出口端口离开所述外壳之后将热传递到所述液体干燥剂系统的供应气流,且选择所述第二质量流率以使得传递到所述供应气流的所述热使所述系统的效率降低不超过约1%。
3.根据权利要求2所述的设备,其中所述第一质量流率是所述第二质量流率的至少约20倍。
4.根据权利要求2所述的设备,其中所述第一质量流率在所述第二质量流率的至少约20倍到约80倍之间。
5.根据权利要求2所述的设备,其中所述第一质量流率在所述第二质量流率的至少约80倍到约150倍之间。
6.根据权利要求1所述的设备,其中在所述外壳中接收到所述气体之前预热所述气体,且选择所述第二质量流率以使得预热所述气体和再生所述液体干燥剂所需的总热足以从所述干燥剂去除所要量的水。
7.根据权利要求6所述的设备,其中所述第一质量流率是所述第二质量流率的至少约20倍。
8.根据权利要求6所述的设备,其中所述第一质量流率在所述第二质量流率的至少约20倍到约80倍之间。
9.根据权利要求6所述的设备,其中所述第一质量流率在所述第二质量流率的至少约80倍到约150倍之间。
10.根据权利要求1所述的设备,其中来自所述发射器阵列的每个发射器包含:
壳体,其界定内部容积;
入口孔口,其安置在所述壳体上且被配置成将所述导管流体耦合到所述内部容积;
出口孔口,其安置在所述壳体上且被配置成以所述第二质量流率将所述液体干燥剂分发到所述介质床;以及
曲折路径,其位于所述壳体内,所述曲折路径被配置成以低流率将所述液体干燥剂从所述入口孔口引导到所述出口孔口。
11.根据权利要求10所述的设备,其中来自所述发射器阵列的每个发射器的所述入口孔口与所述出口孔口之间的压降至少等于跨越所述导管的压降。
12.根据权利要求10所述的设备,其中来自所述发射器阵列的每个发射器的所述入口孔口与所述出口孔口之间的压降是跨越所述导管的压降的至少三倍。
13.根据权利要求12所述的设备,其中来自所述发射器阵列的每个发射器的所述入口孔口与所述出口孔口之间的所述压降为至少约1psi。
14.根据权利要求1所述的设备,其中来自所述发射器阵列的每个发射器包含:
壳体,其耦合到所述导管的外部表面,所述壳体包含入口孔口和出口孔口;以及
柔性膜片,其安置在所述壳体内,所述柔性膜片被配置成在第一配置与第二配置之间转换,在所述第一配置中,所述柔性膜片密封所述出口孔口且允许液体干燥剂经由所述入口孔口流入所述壳体中,在所述第二配置中,所述柔性膜片密封所述入口孔口且经由所述出口孔口以所述第二质量流率将所述液体干燥剂分发到所述介质床。
15.根据权利要求1所述的设备,其中来自所述发射器阵列的每个发射器的所述入口孔口与所述出口孔口之间的压降至少等于跨越所述导管的压降。
16.根据权利要求14所述的设备,其中来自所述发射器阵列的每个发射器的所述入口孔口与所述出口孔口之间的压降是跨越所述导管的压降的至少三倍。
17.根据权利要求16所述的设备,其中来自所述发射器阵列的每个发射器的所述入口孔口与所述出口孔口之间的所述压降为至少约1psi。
18.根据权利要求1所述的设备,其中将所述导管放置在切入所述介质床中的沟槽中,以允许所述发射器与所述介质床之间的更大接触表面积。
19.根据权利要求18所述的设备,其中所述沟槽的深度是所述导管的直径的至少一半。
20.根据权利要求18所述的设备,其中所述沟槽的深度至少等于所述导管的直径。
21.根据权利要求18所述的设备,其中所述沟槽的深度是所述导管的直径的至少两倍。
22.根据权利要求18所述的设备,其中所述导管接触所述介质床。
23.根据权利要求18所述的设备,其中所述导管与所述介质床之间的距离不超过所述导管的直径的约1/10。
24.根据权利要求18所述的设备,其中所述导管与所述介质床之间的距离不超过所述导管的直径的约1/4。
25.根据权利要求18所述的设备,其中所述导管与所述介质床之间的距离不超过所述导管的直径的约1/2。
26.根据权利要求1所述的设备,其中将一块额外介质床放置在所述导管的顶部上。
27.根据权利要求1所述的设备,其中选择所述发射器阵列的密度以最大化所述介质床的有效性。
28.根据权利要求27所述的设备,其中所述发射器阵列的所述密度为至少约大于1个发射器/平方英尺。
29.根据权利要求27所述的设备,其中所述发射器阵列的密度为至少约5个发射器/平方英尺。
30.根据权利要求27所述的设备,其中所述发射器阵列的密度为至少约7个发射器/平方英尺。
31.根据权利要求1所述的设备,其中选择所述解吸器的尺寸和材料以最大化解吸器有效性。
32.根据权利要求31所述的设备,其中选择所述材料以最小化解吸器大小。
33.根据权利要求32所述的设备,其中所述材料为纤维素或某一纤维素材料中的一种。
34.根据权利要求32所述的设备,其中所述材料为玻璃纤维。
35.根据权利要求32所述的设备,其中所述材料为聚合物。
36.根据权利要求31所述的设备,其中选择所述解吸器的高度或长度中的至少一个以提供至少约55%的有效性。
37.根据权利要求31所述的设备,其中选择所述解吸器的高度或长度中的至少一个以提供至少约70%的有效性。
38.根据权利要求31所述的设备,其中选择所述解吸器的高度或长度中的至少一个以提供至少约90%的有效性。
39.一种利用解吸器再生液体干燥剂的方法,所述解吸器包含:外壳,其界定内部容积;以及分配器组件,其包含导管和沿着所述导管安置的发射器阵列,所述方法包括:
以第一质量流率引导气体跨越安置在所述外壳的所述内部容积内的介质床,所述气体具有预定温度和湿度;
在所述导管处接收所述液体干燥剂,所述液体干燥剂包含水和处于按重量计第一盐浓度的盐;
通过所述发射器阵列中的每个发射器以第二质量流率将所述液体干燥剂分发到所述介质床,使得所述液体干燥剂润湿所述介质床,且水从所述液体干燥剂转移到所述气体;以及
在所述分发之后,经由出口端口将所述液体干燥剂引导出所述外壳,
其中选择所述第一质量流率以使得当所述水利用以所述第二质量流率分发的所述液体干燥剂转移到所述气体时,所述出口端口处的所述液体干燥剂再生且包含处于按重量计第二盐浓度的所述盐,所述第二盐浓度大于所述第一盐浓度。
40.根据权利要求39所述的方法,其中所述预定温度为至少约65℉,且所述预定湿度不超过约0.0086kg水含量/kg气体。
41.根据权利要求39所述的方法,其中所述预定温度为至少约65℉,且所述预定湿度不超过约0.012kg水含量/kg气体。
42.根据权利要求39所述的方法,其中所述预定温度为至少约80℉,且所述预定湿度不超过约0.0145kg水含量/kg气体。
43.根据权利要求39所述的方法,其中所述预定温度为至少约80℉,且所述预定湿度不超过约0.020kg水含量/kg气体。
44.根据权利要求39所述的方法,其中所述预定温度为至少约100℉,且所述预定湿度不超过约0.0257kg水含量/kg气体。
45.根据权利要求39所述的方法,其中所述预定温度为至少约100℉,且所述预定湿度不超过约0.0347kg水含量/kg气体。
46.根据权利要求39所述的方法,其中所述预定温度为至少约130℉,且所述预定湿度不超过约0.0457kg水含量/kg气体。
47.根据权利要求39所述的方法,其中所述第二盐浓度比所述第一盐浓度大至少1%。
48.根据权利要求39所述的方法,其中所述第二盐浓度比所述第一盐浓度大约1%到约3%之间。
49.根据权利要求39所述的方法,其中所述第二盐浓度比所述第一盐浓度大约3%到约15%之间。
50.根据权利要求39所述的方法,其中所述出口端口处的所述液体干燥剂的温度和湿度比与进入所述解吸器的所述气体接近平衡。
51.根据权利要求39所述的方法,其中所述出口端口处的所述液体干燥剂的温度和湿度比接近进入所述解吸器的所述气体,相差2摄氏度和0.002kg/kg内。
52.根据权利要求39所述的方法,其中所述出口端口处的所述液体干燥剂的温度和湿度比接近进入所述解吸器的所述气体,相差5摄氏度和0.005kg/kg内。
53.根据权利要求39所述的方法,其中通过最小化所述第二质量流率来最小化由所述液体干燥剂在经由所述出口端口离开所述外壳之后输送到吸收器中的过程空气流的热量。
54.根据权利要求53所述的方法,其中由所述液体干燥剂输送到所述过程空气流的所述热量不超过2kW或系统的冷却容量的2%中的至少一者。
55.根据权利要求53所述的方法,其中由所述液体干燥剂输送到所述过程空气流的所述热量不超过1kW或所述系统的冷却容量的1%中的至少一者。
56.根据权利要求53所述的方法,其中由所述液体干燥剂输送到所述过程空气流的所述热量不超过500W或所述系统的冷却容量的0.5%中的至少一者。
57.根据权利要求53所述的方法,其中由所述液体干燥剂输送到所述过程空气流的所述热量不超过100W或所述系统的冷却容量的0.1%中的至少一者。
58.根据权利要求39所述的方法,其中通过最小化所述第二质量流率来最小化在所述解吸器中再生所述液体干燥剂所需的热量。
59.根据权利要求58所述的方法,其中所需的所述热量不超过约20kW。
60.根据权利要求58所述的方法,其中所需的所述热量不超过约17kW。
61.根据权利要求58所述的方法,其中所需的所述热量不超过约9kW。
62.根据权利要求58所述的方法,其中所需的所述热量不超过约2kW。
63.根据权利要求39所述的方法,其中选择所述第二质量流率以最大化所述解吸器的有效性。
64.根据权利要求63所述的方法,其中选择所述第二质量流率以使得所述解吸器的有效性为至少约55%。
65.根据权利要求63所述的方法,其中选择所述第二质量流率以使得所述解吸器的有效性为至少约70%。
66.根据权利要求63所述的方法,其中选择所述第二质量流率以使得所述解吸器的有效性为至少约90%。
67.根据权利要求39所述的方法,其中所述第二质量流率被选择为足够高以防止溅射且足够低以防止喷射从而防止所述液体干燥剂携带到所述气体中的预定值。
68.一种利用解吸器再生液体干燥剂的方法,所述解吸器包含介质床和分配器组件,所述方法包括:
在所述分配器组件处接收具有按重量计第一盐浓度的所述液体干燥剂;
以液体干燥剂质量流率将所述液体干燥剂的多个流分发到所述介质床;
当正在分发所述液体干燥剂时,使气体以气体质量流率流过所述介质床,使得水从所述液体干燥剂转移到所述气体,所述气体质量流率是所述液体干燥剂质量流率的至少约20倍;以及
在所述解吸器的出口端口处收集所述液体干燥剂,所述出口端口处的所述液体干燥剂具有按重量计第二盐浓度,所述第二盐浓度大于所述第一盐浓度。
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