一種不對稱流動(dòng)式電極的脫鹽裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種不對稱流動(dòng)式電極的脫鹽裝置，包括若干個(gè)負(fù)極腔室、陰離子交換膜、水處理腔室、陽離子交換膜和正極腔室由絕緣固定板與螺栓裝配而成的脫鹽水處理裝置，其特點(diǎn)是正極腔室內(nèi)設(shè)置由碳材料與二氧化錳復(fù)合的流動(dòng)性陽極與負(fù)極腔室內(nèi)設(shè)置由碳材料組成的流動(dòng)性陰極構(gòu)成不對稱流動(dòng)式正、負(fù)電極單元，所述流動(dòng)性陽極為炭和二氧化錳的復(fù)合物與可溶性鹽溶液配制的電極液；所述流動(dòng)性陰極為碳與可溶性鹽溶液配制的電極液。本實(shí)用新型專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有脫鹽效率高、制備簡單、穩(wěn)定性好、原料利用率高等優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)行電壓可以達(dá)到1.8?V，大大提高了裝置的使用壽命和安全運(yùn)行。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及水處理
，具體地說是一種不對稱流動(dòng)式電極的脫鹽裝置。
技術(shù)介紹
電容去離子（Capacitive Deionization，CDI）的脫鹽技術(shù)，是對于被處理的含離子溶液施加一靜電場，使得離子與水得以分離，從而得到離子含量較低的水。該水處理技術(shù)采用流動(dòng)式電極液作為電極時(shí)，由于能不斷地供給新鮮電極材料，可以實(shí)現(xiàn)離子連續(xù)吸附，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對高濃度含鹽水的凈化，這一改進(jìn)的CDI技術(shù)稱之為流動(dòng)式電容去離子（Flowable-electrode Capacitive Deionization，F(xiàn)CDI）。流動(dòng)式電容去離子技術(shù)與傳統(tǒng)的水處理技術(shù)相比較，F(xiàn)CDI技術(shù)具有能耗低、水利用率高、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)可被用于如硬水軟化、貴重金屬富集、高純水制備、海水淡化等領(lǐng)域。現(xiàn)有流動(dòng)式電容去離子（FCDI）技術(shù)存在的問題是：離子遷移速度較慢，以至離子無法快速從水中分離，提高運(yùn)行電壓是一種提高離子的遷移速度，這種方法可以提高離子吸附過程中水中的離子遷移到電極材料表面的速度，從而實(shí)現(xiàn)離子快速從水中分離。由于FCDI裝置的正、負(fù)極一般使用同一種的活性材料（如活性炭），一旦運(yùn)行電壓超過1.23V，水處理腔室內(nèi)的水就會(huì)分解，進(jìn)而造成能耗的損失，嚴(yán)重的情況，甚至影響到裝置使用壽命和運(yùn)行安全，產(chǎn)生的氫氣有爆炸的危險(xiǎn)，因此，亟待發(fā)展一種提高運(yùn)行電壓又不會(huì)導(dǎo)致水分解的FCDI裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而設(shè)計(jì)的一種不對稱流動(dòng)式電極的脫鹽裝置，采用AC/MnO2與AC組成的不對稱流動(dòng)式正、負(fù)電極單元，使正極的析氧電位升高，從而降低負(fù)極的析氫電位，去離子裝置的運(yùn)行電壓可以達(dá)到1.8 V，大大提高了FCDI裝置的脫鹽效率，結(jié)構(gòu)簡單，制備方便、穩(wěn)定性好，處理成本低，較好的解決了提高運(yùn)行電壓又不會(huì)導(dǎo)致水分解以及裝置安全運(yùn)行的技術(shù)難題，尤其適合去離子水的處理應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)本技術(shù)的具體技術(shù)方案是：一種不對稱流動(dòng)式電極的脫鹽裝置，包括若干個(gè)負(fù)極腔室、陰離子交換膜、水處理腔室、陽離子交換膜和正極腔室由絕緣固定板與螺栓裝配而成的脫鹽水處理裝置，其特點(diǎn)是正極腔室內(nèi)設(shè)置由碳材料和二氧化錳復(fù)合的流動(dòng)性陽極與負(fù)極腔室內(nèi)設(shè)置碳材料的流動(dòng)性陰極構(gòu)成不對稱流動(dòng)式正、負(fù)電極單元，所述流動(dòng)性陽極為炭材料和二氧化錳的復(fù)合物與可溶性鹽溶液配制的電極液；所述流動(dòng)性陰極為碳材料與可溶性鹽溶液配制的電極液；所述負(fù)極腔室和水處理腔室之間設(shè)置陰離子交換膜，水處理腔室與正極腔室之間設(shè)置陽離子交換膜；所述陰離子交換膜和陽離子交換膜兩側(cè)均設(shè)有墊片分別與水處理腔室和負(fù)極腔室或正極腔室密封連接。本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有脫鹽效率高、制備簡單、穩(wěn)定性好、原料利用率高等優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)行電壓可以達(dá)到1.8 V，大大提高了裝置的使用壽命和安全運(yùn)行。附圖說明圖1為本技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本技術(shù)具體運(yùn)用示意圖。具體實(shí)施方式參閱附圖1，本技術(shù)由若干個(gè)負(fù)極腔室1、陰離子交換膜3、水處理腔室4、陽離子交換膜5和正極腔室6組成，正極腔室6內(nèi)設(shè)置由碳材料與二氧化錳復(fù)合的流動(dòng)性陽極61與負(fù)極腔室1內(nèi)設(shè)置碳材料組成的流動(dòng)性陰極11構(gòu)成不對稱流動(dòng)式正、負(fù)電極單元，所述流動(dòng)性陽極61為炭材料和二氧化錳的復(fù)合物與可溶性鹽溶液配制的電極液；所述流動(dòng)性陰極11為碳材料與可溶性鹽溶液配制的電極液。所述陽離子交換膜3設(shè)置在負(fù)極腔室1和水處理腔室4之間，其材質(zhì)為高分子聚合物，既能使負(fù)極形成一個(gè)隔絕的腔室，又能使水溶液中的陽離子能順利地通過而陰離子則被阻擋在水處理腔室4中，并確保負(fù)極腔室1和水處理腔室4之間處于絕緣狀態(tài)。所述墊片2用于本裝置的密封，其材質(zhì)為氯丁橡膠、三元乙丙橡膠或硅膠等橡膠類和樹脂類高聚物。所述水處理腔室4為含離子水溶液流經(jīng)的通道，設(shè)置在陽離子交換膜3和陰離子交換膜5之間，其材質(zhì)為耐鹽水腐蝕的亞克力，水處理腔室4的設(shè)計(jì)即要滿足水溶液充分與離子交換膜接觸，還需要適宜的厚度保證合適的水壓和盡可能大的電容性。所述絕緣固定板7設(shè)置在整個(gè)裝置的兩側(cè)，其材質(zhì)為表面做絕緣處理的金屬板或塑料板，然后通過螺栓8進(jìn)行緊固，既保證整個(gè)裝置的密封性，又保證裝置正、負(fù)極之間不會(huì)發(fā)生短路；所述陰離子交換膜3和陽離子交換膜5為均相或異相離子交換膜。參閱附圖2，本專利技術(shù)運(yùn)行使用直流電源供電，將直流電源的正、負(fù)極分別施加在本裝置兩端的正極腔室6和負(fù)極腔室1，其中，負(fù)極腔室1內(nèi)的流動(dòng)性陽極61為AC/MnO2流動(dòng)式正集流體電極，流動(dòng)性陰極11為碳流動(dòng)式負(fù)集流體電極。將若干個(gè)負(fù)極腔室1進(jìn)管與負(fù)電極液槽12出口連接，負(fù)電極液槽12進(jìn)管與若干個(gè)負(fù)極腔室1出口連接；將若干個(gè)正極腔室6進(jìn)管與正電極液槽62出口連接，正電極液槽62進(jìn)管與若干個(gè)正極腔室6出口連接；將原水管與若干個(gè)水處理腔室4進(jìn)管連接，若干個(gè)水處理腔室4出管與脫鹽水管連接。本技術(shù)是這樣進(jìn)行脫鹽的： 將含有氯化鈉的原水通過與若干個(gè)水處理腔室4進(jìn)管連接的管道注入各水處理腔室4，將由碳材料和二氧化錳復(fù)合物與可溶性鹽溶液配制的電極液放置在正電極液槽62，由碳材料與可溶性鹽溶液配制的電極液放置在負(fù)電極液槽12，并通過輸送設(shè)備流經(jīng)負(fù)極腔室1和正極腔室6分別形成正、負(fù)兩不對稱超級(jí)電容的流動(dòng)性陰極11和流動(dòng)性陽極61并與外部直流電源連接。接通直流電源，水處理腔室4的陰、陽離子在電場作用下分別遷移到負(fù)極腔室1和正極腔室6，并吸附在其相應(yīng)的電極材料上從而實(shí)現(xiàn)脫鹽。以上只是對本技術(shù)作進(jìn)一步的說明，并非用以限制本專利，凡為本技術(shù)等效實(shí)施，均應(yīng)包含于本專利的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種不對稱流動(dòng)式電極的脫鹽裝置，包括若干個(gè)負(fù)極腔室（1）、陰離子交換膜（3）、水處理腔室（4）、陽離子交換膜（5）和正極腔室（6）由絕緣固定板（7）與螺栓（8）裝配而成的脫鹽水處理裝置，其特征在于正極腔室（6）內(nèi)設(shè)置由碳材料與二氧化錳復(fù)合的流動(dòng)性陽極（61）與負(fù)極腔室（1）內(nèi)設(shè)置碳材料的流動(dòng)性陰極（11）構(gòu)成不對稱流動(dòng)式正、負(fù)電極單元，所述流動(dòng)性陽極（61）為炭材料和二氧化錳的復(fù)合物與可溶性鹽溶液配制的電極液；所述流動(dòng)性陰極（11）為碳材料與可溶性鹽溶液配制的電極液；所述負(fù)極腔室（1）和水處理腔室（4）之間設(shè)置陰離子交換膜（3），水處理腔室（4）與正極腔室（6）之間設(shè)置陽離子交換膜（5）；所述陰離子交換膜（3）和陽離子交換膜（5）兩側(cè)均設(shè)有墊片（2）分別與水處理腔室（4）和負(fù)極腔室（1）或正極腔室（6）密封連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種不對稱流動(dòng)式電極的脫鹽裝置，包括若干個(gè)負(fù)極腔室（1）、陰離子交換膜（3）、水處理腔室（4）、陽離子交換膜（5）和正極腔室（6）由絕緣固定板（7）與螺栓（8）裝配而成的脫鹽水處理裝置，其特征在于正極腔室（6）內(nèi)設(shè)置由碳材料與二氧化錳復(fù)合的流動(dòng)性陽極（61）與負(fù)極腔室（1）內(nèi)設(shè)置碳材料的流動(dòng)性陰極（11）構(gòu)成不對稱流動(dòng)式正、負(fù)電極單元，所述流動(dòng)性陽極（61...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王苗，潘麗坤，
申請(專利權(quán))人：華東師范大學(xué)，
類型：新型
國別省市：上海;31