收水器及其制备方法、冷却塔技术

本发明专利技术涉及收水器技术领域，具体涉及一种收水器及其制备方法、一种冷却塔。该收水器由收水器片材组装而成，且所述收水器片材的单位面积空隙率为10

【技术实现步骤摘要】
收水器及其制备方法、冷却塔


[0001]本专利技术涉及收水器
，具体涉及一种收水器及其制备方法、一种冷却塔。

技术介绍

[0002]冷却塔广泛应用于电力、化工、石油、冶金等行业，是工业循环水系统的主要设备之一，其作用是将循环水系统来自工艺设备装置的热水进行冷却然后重复循环使用，关系到节能减排和环境影响。
[0003]在最常见的开式冷却塔中，一定会有水的损失，这包括蒸发损耗和风吹损耗，这两种损耗占装置耗水的约一半以上。从冷却塔排出的湿热空气，带有一些水分。其中一部分是混合于空气中的水蒸气，不能用机械方法分离；另一部分足随气流带出的雾状小水滴，通常可用收水器来分离回收，以减少水量损失，同时改善塔周围环境。通常，收水器应具有除水效率高、通风阻力小、经济耐用、便于安装的特点。
[0004]目前，收水器的主要采用PVC或玻璃钢薄片材料，但是这些材料通常是疏水的，收集雾状小水滴效率较低，液滴的二次夹带现象较为严重，且对于微小液滴去除效果较差，难以满足排放标准和节能减排需求。如何提高收水器集水效率，进一步提升水资源利用率，是工业冷却塔必须尽快解决的问题。
[0005]因此，亟需一种新的收水器。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了克服现有收水器存在收水器材质为疏水材料、收水效率低、水量损失大，以及难以满足排放标准和节能减排需求等问题，提供一种新的收水器及其制备方法，一种冷却塔，该收水器片材具有亲水性甚至超亲水性，能显著提高收水器的水回收率；同时，该收水器结构简单，无需对零部件频繁更换。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种收水器，该收水器由收水器片材组装而成，且所述收水器片材的单位面积空隙率为10
‑
90％；
[0008]其中，所述收水器片材含有亲水表面，所述亲水表面为具有微纳米结构的聚丙烯片材，所述微纳米结构上接枝有亲水性侧基，且所述微纳米结构以凸起和/或凹槽的形式存在；
[0009]其中，所述亲水表面中，亲水性侧基的表面接枝率为10
‑
50wt％。
[0010]优选地，所述收水器由收水器片材以3
‑
50mm的间隔通过骨架组装而成。
[0011]本专利技术第二方面提供一种收水器的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0012](1)将聚丙烯片材接触刻蚀剂并进行第一干燥，以在所述聚丙烯片材形成具有微纳米结构的凸起和/或凹槽，得到改性聚丙烯片材；
[0013](2)将亲水性侧基的单体涂覆于所述改性聚丙烯片材，再进行微波辐照，以在所述改性聚丙烯片材的微纳米结构上接枝亲水性侧基，得到亲水表面；
[0014](3)将含有所述亲水表面的收水器片材进行组装，得到收水器；
[0015]其中，所述亲水表面中，所述亲水性侧基的表面接枝率为10
‑
50wt％。
[0016]本专利技术第三方面提供的一种冷却塔，该冷却塔的内部设置有第一方面提供的收水器，或者，第二方面提供的方法制得的收水器。
[0017]相比现有技术，本专利技术具有以下优势：
[0018](1)本专利技术提供的收水器，通过限定收水器由含有亲水表面的收水器片材组装而成，进一步限定亲水表面为具有微纳米结构的聚丙烯片材，所述微纳米结构上接枝有亲水性侧基，使得亲水表面在保证力学性能不受影响的前提下，有效提高亲水表面的亲水性且性能稳定，使得该收水器片材具备集水性质且不会吸收水，从而有效提高收水器片材的水回收率且性能稳定；同时，该收水器的结构简单，无需对零部件频繁更换；
[0019](2)本专利技术提供的方法，将物理改性(刻蚀)和化学改性(接枝)进行结合，能够有效提高亲水表面的亲水性甚至超亲水性，并结合含有亲水表面的收水器片材的组装方式，使得收水器具有较高的水回收率；同时，该方法工艺简单、易操作，便于工业化大规模生产；
[0020](3)将本专利技术提供的收水器用于冷却塔中，能有效提高冷却塔的集水率。
附图说明
[0021]图1是本专利技术提供的一种收水器结构示意图；
[0022]图2是本专利技术提供的另一种收水器结构示意图。
具体实施方式
[0023]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0024]在本专利技术中，没有特殊情况说明下，所述“第一”、“第二”和“第三”均不表示先后次序，也不表示对各个物料或步骤起限定作用，仅是用于区分同一物料或步骤，例如，“第一干燥”、“第二干燥”和“第三干燥”和“第四干燥”中的“第一”、“第二”和“第三”，仅是用于区分这不是同一干燥。
[0025]本专利技术第一方面提供一种收水器，该收水器由收水器片材组装而成，且所述收水器片材的单位面积空隙率为10
‑
90％；
[0026]其中，所述收水器片材含有亲水表面，所述亲水表面为具有微纳米结构的聚丙烯片材，所述微纳米结构上接枝有亲水性侧基，且所述微纳米结构以凸起和/或凹槽的形式存在；
[0027]其中，所述亲水表面中，亲水性侧基的表面接枝率为10
‑
50wt％。
[0028]本专利技术提供的含有亲水表面的收水器片材具备亲水性能，能够在蒸汽流动时，收集蒸汽中的小水滴，小水滴在具备折形或蛇形的收水器片材表面上聚并成大液滴，顺着斜面回落至冷却塔底部；该收水器片材的表面仅具备集水性质，不会吸收水，更不会存在吸收水后集水性能大幅下降的缺点，因此，该收水器片材组装的收水器具有水回收效率高，且结构简单，无需对零部件频繁更换。同时，该亲水表面为表面具有微纳米结构的聚丙烯片材，所述微纳米结构上接枝有亲水性侧基，且所述微纳米结构以凸起和/或凹槽的形式存在，该
亲水性侧基用于收集蒸汽流通过时气流中的液滴，更进一步提高亲水表面的亲水性和水回收率。
[0029]在本专利技术中，没有特殊情况说明下，所述收水器片材的单位面积空隙率是指挡水器俯视平面除去片材和可选的基材的厚度所占面积以外，空隙所占的比例。其中，单位面积空隙率参数通过面积计算方法测得。
[0030]在本专利技术的一些实施方式中，优选地，所述收水器片材的单位面积空隙率为10
‑
90％，例如，10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％，以及任意两个数值组成的范围中的任意值，优选为30
‑
90％。采用优选的条件，更有利于提高收水器片材的水回收率。
[0031]在本专利技术的一些实施方式中，优选地，所述组装后收水器片材的形状为折形或蛇形。
[0032]在本专利技术的一些实施方式中，优选地，所述收水器由收水器片材以3
‑
50mm的间隔通过骨架组装而成。
[0033]在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种收水器，其特征在于，该收水器由收水器片材组装而成，且所述收水器片材的单位面积空隙率为10
‑
90％；其中，所述收水器片材含有亲水表面，所述亲水表面为具有微纳米结构的聚丙烯片材，所述微纳米结构上接枝有亲水性侧基，且所述微纳米结构以凸起和/或凹槽的形式存在；其中，所述亲水表面中，亲水性侧基的表面接枝率为10
‑
50wt％。2.根据权利要求1所述的收水器，其中，所述收水器由收水器片材以3
‑
50mm的间隔通过骨架组装而成；优选地，所述收水器片材的单位面积空隙率为30
‑
90％；优选地，所述组装后收水器片材的形状为折形或蛇形；优选地，所述收水器片材包括可选的基材和负载在所述基材上的亲水表面。3.根据权利要求1或2所述的收水器，其中，所述聚丙烯片材为发泡聚丙烯片材；优选地，所述发泡聚丙烯片材的表面平均孔径为10
‑
100μm，优选为20
‑
60μm；弯曲强度为0.1
‑
1MPa，优选为0.1
‑
0.5MPa；厚度为0.1
‑
1cm，优选为0.1
‑
0.5cm；优选地，所述发泡聚丙烯片材由选自聚丙烯含量≥50wt％的均聚聚丙烯片材、无规共聚聚丙烯片材和抗冲共聚聚丙烯片材中的至少一种经发泡制得；优选地，所述微纳米结构的长度为1nm
‑
100μm，优选为500nm
‑
50μm；深度为1μm
‑
1mm，优选为50
‑
500μm。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的收水器，其中，所述收水器片材的水接触角＜30
°
，优选为0
‑
20
°
，更优选为0
°
；水回收率＞50wt％，优选为60
‑
100wt％；湿度＜90％，优选＜80％；优选地，所述亲水性侧基为含有选自氧、硫、氮、硅和卤素中的至少一种元素的杂原子和碳碳双键的侧基；优选地，所述亲水性侧基的单体选自有机酸、有机酸衍生物和乙烯基硅烷中的至少一种。5.一种收水器的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将聚丙烯片材接触刻蚀剂并进行第一干燥，以在所述聚丙烯片材形成具有微纳米结构的凸起和/或凹槽，得到改性聚丙烯片材；(2)将亲水性侧基的单体涂覆于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王崧合，李一敏，刘家辉，董科，柳翼，
申请(专利权)人：中石化宁波新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：