[发明专利]防垢表面，以及包括该防垢表面的辐射源组件和流体处理系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年5月6日提交的申请号为S.N.61/457,646的临时专利申请的在35U.S.C.§119（e）下的权益，该申请的内容在此通过引用并入。

技术领域

一方面，本发明涉及一种防垢表面--例如，具有防垢表面的石英元件。另一方面，本发明涉及一种包含所述防垢表面的辐射源组件。而另一方面，本发明涉及一种包含所述防垢表面的辐射源模块。而另一方面，本发明涉及一种包含所述防垢表面的流体处理系统。另一方面，本发明涉及一种制备防垢表面--如具有防垢表面的石英元件的方法。阅读本说明书时，本发明的其他方面对本领域技术人员而言将是显而易见的。

背景技术

流体处理系统在本领域中通常是已知的。

例如，美国专利4,482,809、4,872,980以及5,006,244（皆以Maarschalkerweerd的名义，以下称为Maarschalkerweerd1号专利）都描述了采用紫外（UV）辐射的重力加料流体处理系统。

这样的系统包括一排紫外灯框，其包括若干个紫外灯，每个紫外灯都安装于套管内部，套管在一对连接到横梁的支架(leg)间延伸并通过该支架支撑。如此支撑的套管（含紫外灯）被浸入待处理的流体，所述流体然后按要求照射。该流体承受的辐射量取决于流体与灯的距离、灯的输出功率和流体流经灯的流速。通常情况下，一个或多个紫外传感器可用于监测灯的紫外输出，而流体液面在一定程度上通常在处理装置的下游通过水位闸门等装置控制。

根据待处理流体的量，围绕紫外灯的套管周期性地被外来物质污染，抑制其向流体发送紫外辐射的能力。对于一个给定的装置，这种污染的产生可从历史操作数据或由紫外传感器测量来确定。一旦污染已达到某一程度，必须清洗套管以移除结垢物料，优化系统性能。

如果紫外灯模块被用在一个露天渠道系统（如Maarschalkerweerd1号专利中描述和说明的）中，可以在系统继续运行时拆下一个或多个模块，并将拆下的框架浸在合适的清洗溶液（如弱酸）浴中，用空气搅动来移除结垢物料。这种做法被很多本领域的人员视为低效、费力、不方便。

在许多情况下，一旦安装，与现有流体处理系统相关的一个最大的维护成本常常是清洗辐射源周围套管的费用。

美国专利5,418,370、5,539,210和RE36,896（皆以Maarschalkerweerd的名义，以下称为Maarschalkerweerd2号专利）都描述了一种改进的清洗系统，尤其有利于用在使用紫外辐射的重力加料流体处理系统中。一般来说，该清洗系统包含一种与含有辐射源（如紫外灯）的辐射源组件的外部部分接合的清洗车。该清洗车可以在(i)收缩位，其中辐射源组件的第一部分暴露于待处理的流体流，和(ii)伸展位，其中所述辐射源组件的第一部分被清洗车全部或部分遮蔽之间移动。清洗车包含与所述辐射源组件的第一部分接触的腔室和密封件。该腔室内提供适合从所述辐射源组件的第一部分中去除不希望的物质的清洗溶液（通常是酸性清洗溶液）。

Maarschalkerweerd2号专利中描述的清洗系统代表了本领域的重大进步，尤其是被实施于这些专利中描述的辐射源模块和流体处理系统时。

近年来，在所谓的“横向于流动(transverse-to-flow)”流体处理系统中一直有兴趣。在这些系统中，辐射源以使得辐射源的纵轴相对于流体流过辐射源时的流动方向成横向（如辐射源的正交垂直方向）关系的方式设置在待处理的流体中。例如参见下面任何一项：

国际公开号WO2004/000735[Traubenberg等];

国际公开号WO2008/055344[Ma等];

国际公开号WO2008/019490[Traubenberg等];

美国专利7,408,174[From等];

国际公开号WO10/069072[Penhale等];

国际公开号WO10/102383[Penhale等];以及

国际公开号WO11/014944[Penhale等]。

当实施这些流体处理系统时，一个持续存在的问题是辐射源的外表面上的结垢物料的积聚。

现有技术对该问题集中于使结垢物料积聚到一定程度，此时将辐射源组件拆下清洗，或者使用如Maarschalkerweerd2号专利中教导的清洗系统，通过机械和/或化学作用来去除结垢物料。