CN2764765Y - 螺旋卷式电容性离子脱除装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种液体处理装置，尤其涉及一种螺旋卷式电容性离子脱除装置。它包括外壳，外壳上设有进出水口，外壳内的交错布置的阴阳极板，阴阳极板与电极的正负接线柱相连，所述的阴阳极板为多对构成电极层，多对阴阳极板并联接到直流电源上，在阴阳极板间设有网格层，电极层与网格层交错布置，且以中心管为中心卷制成一体。本实用新型主要是提供了一种结构简单，运行压力低，能耗小，污染小、脱盐效果理想的电除盐器；解决现有技术中所存在的再生时间长，水的利用率不高，脱盐效果不理想，装置繁复的技术问题。

Description

螺旋卷式电容性离子脱除装置
技术领域
本实用新型涉及一种液体处理装置，尤其涉及一种螺旋卷式电容性离子脱除装置。
背景技术
液体处理技术是指将液体中所含的杂质离子脱除以获得纯净的液体的技术。目前已知的从液体中脱除离子的技术有反渗透、离子交换、电除盐(电渗析)等。
反渗透是一种膜分离技术，在含盐水一侧施加大于渗透压的外压，水分子不断地渗透至淡水侧，达到离子脱除的目的，反渗透的脱盐率一般在98％以上，缺点运行压力高。
离子交换是用离子交换树脂去除液体中离子的方法，离子交换的缺点是需要采用酸碱对树脂进行再生，产生大量的二次污染。
电除盐(电渗析)是以直流电为推动力，在离子交换材料等电活性介质的作用下，利用阴树脂交换膜和阳树脂交换膜，对液体中的阴阳离子进行选择性透过，使离子通过膜实现分离的过程，电除盐的缺点是需要消耗昂贵的离子交换材料，且能耗较高。
利用带电离子在直流电场中极易发生定向迁移的物理特性，近年来出现了一种新的液体除盐技术，称电容性脱盐技术(CDI)。其工作原理就是利用上述的带电离子在直流电场中极易发生定向迁移的物理特性，使待处理液体处于直流电场中，液体中的带电离子或颗粒在电场的作用下迅速发生定向迁移，带负电荷的离子或颗粒向电场的阳极迅速迁移，而带正电荷的离子或颗粒向电场的阴极迅速迁移，并分别吸附在阴阳极板上，从而使待处理液体中的离子或颗粒含量迅速降低，以达到脱盐净化的目的。例如中国专利CN2498142Y提供了一种电吸附式液体处理装置，就是利用带电离子或颗粒在电场中定向迁移交吸附的特性，来脱除去除液体中的离子、有机物、悬浮物及胶体粒子等。又如美国专利US6462935也公开了一种利用电吸附原理脱除液体中带电粒子的装置。
和中国专利CN2498142Y相比较，由于我们采用的是电极并联式接线，所以再生能力更强，再生时间更短，从而可以提高水的利用率。
和美国专利US6462935相比较，同样是卷式结构，由于该专利只采用一对电极，而我们采用的是多对电极，多对电极的电场分布更加均匀，我们采用的螺旋导流网格结构，能延长液体在装置内的滞留时间，从而加强脱盐效果。
发明内容
本实用新型主要是提供了一种结构简单，运行压力低，能耗小，污染小、脱盐效果理想的电除盐器；解决现有技术中所存在的再生时间长，水的利用率不高，脱盐效果不理想，装置繁复的技术问题。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种螺旋卷式电容性离子脱除装置，包括外壳，外壳上设有进出水口，外壳内的交错布置的阴阳极板，阴阳极板与电极的正负接线柱相连，所述的阴阳极板为多对构成电极层，多对阴阳极板并联接到直流电源上，在阴阳极板间设有网格层，电极层与网格层交错布置，且以中心管为中心卷制成一体。由于采用多对电极，使得电场分别更加均匀，相邻的电极之间极性相反，而形成双电层吸附效应；采用卷式结构，其内添加网格层，使得整体结构更为紧凑，而且可以延长液体在装置内的停留时间，提高装置的离子脱除能力；此装置可以模块话，可以就此结构多个复合成一体，串连或并联使用，提高除盐能力。
作为优选，所述的阴阳极板为复合电极，复合电极是由电极材料包裹集电极材料构成。电极材料为多孔碳材料，有非常大的表面积和合适而且均匀的孔径分布，集电极材料为柔性石墨，有良好的导电性和耐腐蚀性，无污染。
作为优选，所述的阴阳极板和网格均卡接在中心管上。
作为优选，所述的进出水口上设有滤网，进出水口和网格层构成液体通道。滤网的设置使得水质更好。
因此，本实用新型结构简单，易于组装和集成，由于采用电容的物理特性，使得电除盐器的自我再生能力强，脱除离子不需要化学物品，因此无二次污染。
同时，电源仅提供用于离子的迁移，因此能耗低，而且本实用新型的结构阻力小，所需的***压力也小。
附图说明：
附图1是本实用新型的螺旋卷式电容性离子脱除装置整体示意图。
附图2是本实用新型的螺旋卷式电容性离子脱除装置A-A剖视图。
具体实施事例：
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：如附图1或2所示，螺旋卷式电容性离子脱除装置由外壳1、中心管2、阴极板3、阳极板4、网格板5和进水口6、出水口7构成。阴阳极板交错布置构成电极层，网格板5填充于阴阳极板之间构成网格层，电极板与网格均卡接在中心管2上，以中心管2为中心卷制成一体。电极层为复合电极，复合电极由集电极层包裹电极层构成，集电极层是由柔性石墨构成的，电极层是由多孔碳材料构成，复合电极并联后连接到接线柱8上，然后连接直流电源的正负极，在相邻的复合电极之间由于极性相反，而行成双电层吸附效应，从而使得从出水口流出的液体的离子含量大大降低，达到离子脱除的目的。当电极层的吸附能力达到饱和时，将正负极短接，被吸附的离子从电极表面释放出来，电极得到了再生。将这部分液体作为废液排放掉即可，再生时可以选择比较快的流速，以便更快地完成再生环节。再生完毕后，***又可以重新进行离子脱除，如此循环往复。中间的导流网格起绝缘和支撑的作用，并为液体流动提供通道，延长液体在装置内的滞留时间，从而加强脱盐效果。
当将四对复合电极卷制成螺旋卷式结构时，进水口输入200ppm的氯化钠溶液，在直流电源电压为1.5v的情况下，出水氯化钠溶液的浓度为48ppm，随着吸附时间的延长，出水浓度不断升高，电极的吸附能力趋于饱和，断开电源并使正负极短接，组件进入再生阶段。此时出水溶液的最大浓度可以达到进水溶液浓度的5～10倍，达到峰值后，浓度开始下降，直到和进水浓度基本一致后，可以认为再生结束，断开两极接通电源，组件再次进入除盐状态。经试验证明，螺旋卷式电容性离子脱除装置的除盐率可以达到75％以上，水的回收率可以达到80％以上，由于供电仅为离子在电场中迁移提供能量，因此能耗极低。

Claims (5)

1.一种螺旋卷式电容性离子脱除装置，包括外壳(1)，外壳(1)上设有进水口(6)和出水口(7)，外壳(1)内的交错布置的阴极板(3)和阳极板(4)，阴阳极板与电极的正负接线柱相连，其特征在于：所述的阴阳极板为多对构成电极层，多对阴阳极板并联接到接线柱(8)上，然后连接到直流电源上，在阴阳极板间设有网格(5)层，电极层与网格(5)层交错布置，且以中心管(2)为中心卷制成一体。
2.根据权利要求1所述的螺旋卷式电容性离子脱除装置，其特征在于：所述的阴阳极板为复合电极，复合电极是由电极材料包裹集电极材料构成。
3.根据权利要求1或2所述的螺旋卷式电容性离子脱除装置，其特征在于：所述的阴阳极板和网格(5)均卡接在中心管(2)上。
4.根据权利要求1或2所述的螺旋卷式电容性离子脱除装置，其特征在于：所述的进出水口上设有滤网，进出水口和网格层构成液体通道。
5.根据权利要求3所述的螺旋卷式电容性离子脱除装置，其特征在于：所述的进出水口上设有滤网，进出水口和网格层构成液体通道。
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